Mathématiques — Première

Probabilités conditionnelles — Première Maths

Événements conditionnels, formule de Bayes, arbres et indépendance.

Par ProfBot

Probabilités conditionnelles — Première Mathématiques

🎯 Objectif : Calculer des probabilités en tenant compte d'informations partielles.


1. Probabilité conditionnelle

La probabilité de A sachant B (P(B) > 0) :


P(A|B) = P(A ∩ B) / P(B)

Conséquence immédiate :


P(A ∩ B) = P(B) × P(A|B) = P(A) × P(B|A)

Interprétation : on restreint l'univers à B, et on mesure la part de A.


2. Exemple fondamental

Classe de 30 élèves : 18 filles, 12 garçons. 10 filles et 5 garçons ont la moyenne.


P(moyenne) = 15/30 = 1/2
P(fille) = 18/30 = 3/5

P(moyenne | fille) = P(fille et moyenne) / P(fille)
                   = (10/30) / (18/30) = 10/18 = 5/9

P(fille | moyenne) = (10/30) / (15/30) = 10/15 = 2/3

3. Indépendance

A et B sont indépendants si :


P(A ∩ B) = P(A) × P(B)

Équivalent : P(A|B) = P(A) — connaître B ne change pas la probabilité de A.

⚠️ Indépendance ≠ incompatibilité !

- Incompatibles : P(A∩B) = 0

- Indépendants : P(A∩B) = P(A)P(B)


4. Arbres de probabilités

Règle des branches : P(chemin) = produit des probabilités sur les branches Règle des cas : P(événement) = somme des probabilités des chemins favorables


         P(B|A)   → P(A∩B) = P(A)×P(B|A)
P(A)  → A ──────
         P(B̄|A)   → P(A∩B̄) = P(A)×P(B̄|A)

         P(B|Ā)   → P(Ā∩B) = P(Ā)×P(B|Ā)
P(Ā)  → Ā ──────
         P(B̄|Ā)  → P(Ā∩B̄) = P(Ā)×P(B̄|Ā)

5. Formule des probabilités totales

Si (A₁, A₂, …, Aₙ) est une partition de Ω :


P(B) = P(B|A₁)P(A₁) + P(B|A₂)P(A₂) + … + P(B|Aₙ)P(Aₙ)

Cas simple (partition en A et Ā) :


P(B) = P(B|A)P(A) + P(B|Ā)P(Ā)

6. Formule de Bayes


P(Aᵢ|B) = P(B|Aᵢ)P(Aᵢ) / P(B)

Permet de "remonter" de l'effet à la cause.

Exemple : Deux usines. U₁ produit 60% (3% défaut). U₂ produit 40% (5% défaut).


P(défaut) = 0,03×0,6 + 0,05×0,4 = 0,018 + 0,020 = 0,038

P(U₁|défaut) = 0,018/0,038 ≈ 0,47  (47%)

7. Successions d'épreuves indépendantes

Si les épreuves sont indépendantes :


P(A₁ ∩ A₂ ∩ … ∩ Aₙ) = P(A₁) × P(A₂) × … × P(Aₙ)

Exemple : P(3 succès de suite avec p=0,8) = 0,8³ = 0,512


📝 Exercices

  1. Dé : P(pair|supérieur à 3) = ?
  2. Urne : 4 rouges, 3 bleues. Tirage sans remise. P(2ème rouge | 1er rouge) ?
  3. Test VIH : sensibilité 99%, spécificité 99,5%, prévalence 0,1%. P(malade|test+) ?
  4. Deux événements : P(A)=0,4, P(B)=0,5, P(A∩B)=0,2. A et B sont-ils indépendants ?
  5. Tirer 2 fois avec remise d'une urne (2 boules blanches, 1 noire). P(exactement 1 blanche) ?

✅ À retenir


P(A|B) = P(A∩B)/P(B)
P(A∩B) = P(A)×P(B|A)
Indépendance : P(A∩B) = P(A)P(B)
Prob. totales : P(B) = Σ P(B|Aᵢ)P(Aᵢ)
Bayes : P(Aᵢ|B) = P(B|Aᵢ)P(Aᵢ)/P(B)

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