Loi binomiale : Les formules (L)
1 déc. 2024
On jette un dé trois fois, dix fois, n fois et on voit apparaître petit à petit une formule dont l’application dépasse largement les jets de dés.
C’est la loi binomiale.
Une des lois les plus importantes de l’univers des probabilités.
- On reconstruit d’abord la formule pour la comprendre et faciliter sa mémorisation.
- On voit ensuite son espérance, sa variance et ses conditions d’applications.
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bonjour dans cette vidéo je vous propose
de retrouver ensemble les formules
associées à la loi
binomiale on jette un D trois fois de
suite et on se demande la probabilité de
n'obtenir aucun 6 alors on va noter x le
nombre de 6 obtenu donc ici on cherche à
résoudre px = 0 faut commencer par rater
on a C chances sur 6 de rater et puis il
faut à nouveau rater et puis donc on
multiplie et puis encore raté à nouveau
5/6e 5/6e au cube ce résultat se
retrouve très facilement avec un arbre
où on note 6 et ne pas faire 6 6 bar et
les probabilités
associées à présent probabilité
d'obtenir exactement un 6 alors on
cherche ici p de x = 1 il faut commencer
par réussir une chance sur 6 et puis on
rate et on rate à nouveau donc on
obtient 16 x 5/6 Carr attention ce
résultat est faux car on a uniquement
calculé la probabilité de réussir 6 au
premier lancé on peut également le
réussir au deè lancé ou au trè lancé on
peut noter que dans les trois cas on
obtient le même résultat on obtient ou
bien au premier ou bien au deuxè ou bien
au 3è donc on va ajouter ces résultats
donc on obtient TR fois ceci d'où le
résultat
cherché ici je ne m'intéresse pas au
résultat numérique car mon but c'est de
reconstruire la loi binomiale d'autre
part il est très intéressant de savoir
qu'on peut retrouver ce 3 en comptant le
nombre de chemins qui me permett
d'obtenir un 6 il y en a un
ici également un là et enfin un dernier
ici donc il en a bien tr
à présent on se demande quelle est la
probabilité d'obtenir exactement de 6 on
suit la même démarche il faut commencer
par réussir réussir à nouveau puis rater
mais il faut voir qu'il y a d'autres
ordres possibles on peut les obtenir en
comptant le nombre de chemins dans
l'arbre il y en a
trois si on se demande maintenant la
probabilité d'obtenir
36 aucune difficulté il faut réussir
réussir et à nouveau réussir donc un 6e
au cube
enfin la probabilité d'obtenir au moins
6 on pense automatiquement au contraire
d' moins 1 qui est
aucun donc on va traduire px supérieur à
1 par 1 - px = 0 et px = 0 on l' obtenu
ici on jette à présent non pas trois
fois mais 10 fois le D on se pose les
mêmes questions si on veut s'appuyer sur
l'arbre on aura des difficultés puisquil
y a beaucoup trop de branches on va donc
plutôt raisonner donc la probabilité
d'obtenir aucun 6 px = 0 il faut rater
rater rater 10 fois donc 5/6 puissance
10 probabilité de réussir exactement un
6 il faut réussir une fois et ensuite
rater et ensuite rater 9 fois de suite
en tout donc 1/6 x 5/6^iss 9 mais
attention on ne réussit pas forcément le
premier on peut réussir le premier ou
bien le 2è ou bien le 3è et cela
jusqu'au 10e donc il faut faut pas
oublier de multiplier par
10 à présent réussir exactement deux
fois donc on cherche px = 2 il faut
réussir deux fois échouer 8 fois donc
1/6e carré x 5/6e puiss 8 mais attention
les deux succès n'ont pas forcément lieu
au début on peut réussir le prer et le
deuxème ou bien le prer et le 3è et
ainsi de suite jusqu'à 1ier 10e mais
aussi 2e 3e ou bien 2 2 4e et cetera et
cetera pour obtenir ce résultat vous
pouvez utiliser la combinaison que vous
obtenez avec une calculatrice nous
verrons les détails sur les combinaisons
dans une prochaine
vidéo si on veut généraliser cette
formule pour répondre à la question
exactement
K6 on va résoudre px = k il faut réussir
k FO 1 6e pu k rater 10- k FO et ensuite
il faut noter le nombre de façon de
placer les succès choix de cas parmi 10
enfin réussir au moins 1 6 on pense le
contraire de au moins 1 c'est aucun
comme d'habitude donc c'est le contraire
de 1- px = 0 d'ù le résultat
suivre maintenant on va finir de
généraliser notre formule afin de
retrouver la loi binomiale on va
commencer par remplacer 10 par un nombre
quelconque de répétition n donc dans les
formules tous les 10 sont remplacé par N
le 9 devient n - 1 et le 8 n -
2 maintenant on n'est plus uniquement
sur des lancé d on s'intéresse à une
expérience quelconque à deux issus on
peut réussir ou échouer réussir on va le
noter S comme succès échouer sera noté
s̅ et la probabilité de réussir sera
noté P donc l'arbre représentant la
situation sera équivalent sauf que tous
les 1/e seront remplacés par P et les
5/6 par 1- P ce qui sera également
valable pour les formules par exemple p
x = 0 c'està-dire tout échoué c'est
échoué n fois de
suite réussir exactement une fois il
faut réussir une fois rater le reste du
temps mais ne pas oublier que ce n'est
pas forcément le premier qu'on réussit
d'où le
N réussir exactement deux fois il faut
réussir deux fois échouer le reste du
temps mais il existe de nombreuses
façons de placer les deux réussites d'où
la combinaison ceci nous permet
d'obtenir la formule générale de la loi
binomiale il faut réussir qu'à fois
échouer le reste du temps et la
combinaison pour le placement des cas
succès enfin réussir au moins une fois
c'est le contraire de tout rater d'où la
formule
suivante on dit que cette formule est
associée à une loi binomiale de
paramètres n et p n correspond au nombre
de répétition de l'expérience et P à la
probabilité du succès on peut la noter
BNP enfin X est le nombre de
succès pour l'utiliser il faut toujours
vérifier les conditions l'expérience est
à deux issues elle est répété à
l'identique et les résultats sont
indépendants cette formule est
impressionnante mais elle est très
facile à appliquer imaginez que vous
tirez des penalties qu la probabilité
d'en marquer exactement 7 si vous en
tirez
10 alors il faut marquer se fois
probabilité de marquer c'est 80 % la
probabilité d'échouet 20 % si vous en
marquez exactement 7 vous en ratez TR et
vous ne marquez pas forcément les se
premiers d'où la présence de la
combinaison enfin très bonne nouvelle
pour l'Espérance inutile de construire
tableau et de faire des calculs
compliqués il y a une formule très
simple d'ailleurs elle est intuitive si
vous tirez 10 penaltis vous pouvez
espérer en marquer en moyenne 8 puisque
vous en mettez 8/ 10 ce qui correspond à
10 x 08 autrement dit n x P c'est une
formule à retenir ainsi que la formule
de la variance qui est beaucoup plus
rare et admise mais néanmoins à
connaître tout comme la formule
générale

