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[Bac] Variables aléatoires – Espérance mathématique

[D'après Bac S Métropole 2009) Un sac contient 10 jetons indiscernables au toucher :

7 jetons blancs numérotés de 1 à 7 et 3 jetons noirs numérotés de 1 à 3.

On tire simultanément deux jetons de ce sac.

  1. On note A l'événement "obtenir deux jetons blancs".

    Démontrer que la probabilité de l'événement A est égale à $ \dfrac{7}{15} $. (On pourra utiliser un arbre pondéré)
  2. Soit $ X $ la variable aléatoire prenant pour valeur le nombre de jetons blancs obtenus lors de ce tirage simultané.

    1. Déterminer la loi de probabilité de $ X $.
    2. Calculer l'espérance mathématique de $ X $.

Corrigé

  1. L'expérience peut être modélisée par l'arbre ci-dessous (les fractions n'ont volontairement pas été simplifiées) :

    Arbre pondéré

    La probabilité d'obtenir deux jetons blancs est :

    $ p\left(A\right)=\dfrac{7}{10}\times \dfrac{6}{9}=\dfrac{7}{15} $

    1. $ X $ peut prendre les valeurs $ 0; 1 $ et $ 2 $.

      Grâce à l'arbre ci-dessus on trouve :

      $ p\left(X=0\right)=\dfrac{3}{10}\times \dfrac{2}{9}=\dfrac{1}{15} $

      $ p\left(X=1\right)=\dfrac{7}{10}\times \dfrac{3}{9}+\dfrac{3}{10}\times \dfrac{7}{9}=\dfrac{1}{15}=\dfrac{7}{15} $

      La loi de probabilité de $ X $ est donnée par le tableau :

      $ x_{i} $ $ 0 $ $ 1 $ $ 2 $
      $ p\left(X=x_{i}\right) $ $ \dfrac{1}{15} $ $ \dfrac{7}{15} $ $ \dfrac{7}{15} $
    2. L'espérance mathématique est égale à :

      $ E\left(X\right)=0\times \dfrac{1}{15}+1\times \dfrac{7}{15}+2\times \dfrac{7}{15}=\dfrac{7}{5} $