Approche fréquentielle
- Si l'on répète une expérience aléatoire un grand nombre de fois,
- et si la fréquence d'un événement tend vers une limite,
- on la définit intuitivement comme probabilité de l'événement.
- Par exemple, pour 6000 lancers de dé équilibré, on obtiendra certainement environ 1000 fois le résultat 1.
- La probabilité de l'événement élémentaire {1} sera donc :
- .
Probabilités sur un ensemble fini
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On probabilise un univers fini en attribuant à chaque éventualité
un nombre positif de telle manière que :
- Ce nombre soit compris entre 0 et 1 (comme une fréquence).
- La somme de ces nombres soit 1 (comme la somme des fréquences).
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Dans un lancer de dé équilibré, tous les numéros ont la même probabilité d'apparaitre, les probabilités sont alors toutes égales à .
Mais dans un lancer de dé pipé (déséquilibré), les probabilités d'apparition des numéros ne sont pas toutes égales.
Probabilité d'un événement non élémentaire
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La probabilité d'un événement A est la somme des probabilités des événements élémentaires qui le composent.
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Lors du lancer d'un dé équilibré à six faces, calculer la probabilité d'obtenir un résultat inférieur ou égal à 2.
Notons A cet événement.
- .
Probabilités des événements particuliers
- La probabilité de l'univers est 1 : .
- La probabilité de l'événement impossible est 0 : .
Probabilité de l'événement contraire
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.
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Dans un lancer de dé équilibré, notons A l'événement « obtenir un 6 ».
Alors est l'événement : « obtenir un résultat autre que 6 ». Sa probabilité est donc :
- .
Probabilité de l'union de deux événements incompatibles
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Si A et B sont deux événements incompatibles (d'intersection vide), alors
- .
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Dans un lancer de dé équilibré, les deux événements :
- A : « obtenir 6 » et
- B : « obtenir un résultat inférieur ou égal à 2 »
sont incompatibles, puisqu’ils ne peuvent pas être réalisés en même temps.
On a donc :
- .
Probabilité de l'union de deux événements quelconques
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Dans ce cas, les événements appartenant à l'intersection ont été comptés deux fois, d'où la formule :
- .
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Dans un lancer de dé équilibré, si l'on note :
- A l'événement « obtenir un multiple de 3 » et
- B l'événement « obtenir un résultat strictement supérieur à 3 »,
on a :
- .
Situation d'équiprobabilité
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Il y a équiprobabilité dans une expérience aléatoire
quand tous les événements élémentaires ont la même probabilité (équiprobables).
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Le lancer de dé équilibré montre une situation d'équiprobabilité, alors que le lancer de dé pipé montre au contraire une situation où tous les numéros n'ont pas la même probabilité d'apparition.
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Dans une situation d'équiprobabilité, soient :
- A un événement composé de n événements élémentaires ;
- N le nombre de résultats possibles (univers).
Alors,
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Dans le cas d'un lancer de dé équilibré à six faces, calculer la probabilité d'obtenir un résultat pair.
Ici, l'univers Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Le nombre de résultats possibles, , vaut donc 6.
A = {2, 4, 6}. Le nombre d'événements élémentaires de A, , vaut donc 3.
Donc, d’après la formule :
- .
La situation d'équiprobabilité est la seule qui permet de déterminer les probabilités des événements élémentaires à partir de rien.
Elle a une grande importance dans la pratique et on essaie toujours de s'y ramener.
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