Exercice : Devoir 2023

Exercice 1

Dans un Lycée, la répartition des élèves de Terminale selon leur série est donnée par le tableau des effectifs suivants :

Economie

Littéraire

Scientifique

STMG

Total

Fille

36

12

Garçon

11

Total

36

36

32

Avec les indications ci-dessous :

  • le tiers des élèves de filière Littéraire sont des garçons.

  • 60% des élèves de filière Scientifique sont des filles

Question

1. Compléter le tableau ci-dessus.

Solution

  • Le tiers des élèves de filière Littéraire sont des garçons :

    \(\frac{1}{3} \times 36=12\)

    Il y a donc 12 garçons en filière Littéraire.

  • 60% des élèves de filière Scientifique sont des filles :

    \(60 % \mapsto 36\)

    \(100 % \mapsto N\)

    \(N=\frac{100 \times 36}{60}=60\)

    Il y a donc 60 élèves en filière Scientifique.

  • On en déduit le tableau :

    Economie

    Littéraire

    Scientifique

    STMG

    Total

    Fille

    25

    24

    36

    12

    97

    Garçon

    11

    12

    24

    20

    67

    Total

    36

    36

    60

    32

    164

Question

2.a. Combien y a t il d'élèves de Terminale dans la filière générale ?

Solution

Les élèves de Terminale dans la filière générale sont les élèves de la filière Economie, de la filière Littéraire et de la filière Scientifique :

N=36+36+60=132

Question

b.Quelle proportion d'élèves de Terminale sont en filière STMG ?

Solution

La proportion d'élèves de Terminale en filière STMG :

\(\frac{32}{164} =\frac{8}{41}\)

soit en pourcentage

\(\frac{8}{41} \times 100 \simeq 19,5 \%\) arrondi donné au dixième

Question

c.Quelle proportion de garçons sont en filière économique ?

Solution

La proportion de garçons qui sont en filière économique  :

\(\frac{36}{164} =\frac{9}{41}\)

soit en pourcentage

\(\frac{9}{41} \times 100 \simeq 22 \%\) arrondi donné au dixième

Exercice 2

Un super marché a détaillé dans le tableau ci-dessous le nombre d'articles achetés pour chaque client une journée donnée :

Nombres d'articles

1

2

3

5

6

7

8

10

11

15

16

Nombre de clients

4

6

2

1

8

6

5

2

9

3

1

Effectif cumulé croissant

Question

1. Quels sont ici la population et le caractère étudiés ?

Solution

La population étudiée est les clients du super marché

Le caractère étudié est le nombre d'articles achetés le jour considéré par chaque client.

Question

2. Quel a été le nombre moyen d'articles achetés lors de cette journée ? Le nombre d'articles médian ?

Solution

  • Le nombre moyen d'articles achetés lors de cette journée est :

    \(\overline{M}=\frac{1 \times 4 + 2 \times 6+3 \times 2+5 \times 1+6 \times 8+7 \times 6+8 \times 5+10 \times 2+11 \times 9+15 \times 3+16 \times 1}{47}\)

    \(\iff \overline{M}=\frac{4+12+6+5+48+42+40+20+99+45+16}{47}\)

    \(\iff \overline{M}=\frac{347}{47} \simeq 7,38\) arrondi au centième.

  • Le nombre d'articles médian partage la série des nombres d'articles achetés en deux séries de même effectif donc le nombre d'articles médian est la 24ème valeur soit : Médiane=7

    (23 valeurs dans chaque série de nombres d'articles achetés)

Nombres d'articles

1

2

3

5

6

7

8

10

11

15

16

Nombre de clients

4

6

2

1

8

6

5

2

9

3

1

Effectif cumulé croissant

4

10

12

13

21

27

32

34

43

46

47

Question

3. Déterminer le premier et le troisième quartiles.

Solution

  • Le premier quartile :

    \(\frac{1}{4} \times 47=11,75 \mapsto 12ème valeur\) donc \(Q_1=3\)

  • Le premier quartile :

    \(\frac{3}{4} \times 47=35,25 \mapsto 36ème valeur\) donc \(Q_3=11\)

Nombres d'articles

1

2

3

5

6

7

8

10

11

15

16

Nombre de clients

4

6

2

1

8

6

5

2

9

3

1

Effectif cumulé croissant

4

10

12

13

21

27

32

34

43

46

47

Question

4. Représenter la boîte à moustaches correspondant à cette série statistique.

Exercice 3

Au troisième trimestre. Antoine a obtenu les notes (sur 20) suivantes :

10 ;8 ;6 ;12 ;16

Les deux premières notes ont pour coefficient 1, les autres ont pour coefficient 3.

Question

1. Quelle est la moyenne d'Antoine au troisième trimestre ?

Solution

\(\overline{M}=\frac{10+8+6 \times 3+12 \times 3+16 \times 3}{11}\)

\(\iff \overline{M}=\frac{10+8+18+36+48}{11}\)

\(\iff \overline{M}=\frac{120}{11} \simeq 10,9\)

La moyenne d'Antoine au troisième trimestre est de environ 10,9

Question

2.Le professeur décide de donner un devoir supplémentaire coefficient 2.

Quelle devra être la note minimale d'Antoine pour que sa nouvelle moyenne soit au moins de 12 ?

Solution

Soit \(n\) la ernière note obtenue :

\(\overline{M}=\frac{10+8+6 \times 3+12 \times 3+16 \times 3 + n \times 2}{13} \ge 12\)

\(\iff \overline{M}=\frac{120 + 2n}{13} \ge 12\)

\(\iff 120 + 2n \ge 12 \times 13\)

\(\iff 120 + 2n \ge 156\)

\(\iff 2n \ge 36\)

\(\iff n \ge 18\)

La note minimale d'Antoine pour que sa nouvelle moyenne soit au moins de 12  est 18.

Exercice 4

Pour habiller la poupée Barbante, la petite Clotilde possède les tenues suivantes :

-une robe rose

-une robe verte

- une robe bleue

- une paire de gants roses

- une paire de gants verts

- une paire de chaussure roses

- une paire de chaussure bleues

Partie A :

Clotilde habille sa poupée avec trois articles : une robe , une paire de gants et une paire de chaussures, qu'elle choisit tous au hasard.

Remarque :

Dans une paire de, les chaussures sont de même couleur et indissociables, une paire de chaussure constitue donc un seul article.

Il en va de même pour une paire de gants, qui ne constitue qu'un seul article.

Question

1. Montrer que Clotilde peut composer 12 tenues différentes.On pourra s'aider d'un arbre de probabilités.

Solution

On constate que l'arbre de probabilités comporte 12 feuilles donc Clotilde peut composer 12 tenues différentes

2. Déterminer en justifiant la réponse, la probabilité des événements suivants :

Question

a. A : "Barbante est entièrement habillée en rose."

Solution

L'événement "Barbante est entièrement habillée en rose." n'est composé que d'une seule issue :

Robe Rose -Gants Roses - Chaussures Roses

\(p(A)= \frac{1}{12}\)

Question

b. B : "Barbante est habillée avec exactement deux articles roses"

Solution

L'événement "Barbante est habillée avec exactement deux articles roses" est composé de 4 issues :

  • Robe Rose -Gants Roses - Chaussures Bleues

    Robe Rose -Gants Verts - Chaussures Roses

  • Robe Verte -Gants Roses - Chaussures Roses

  • Robe Bleue -Gants Roses - Chaussures Roses

\(p(B)= \frac{4}{12}=\frac{1}{3}\)

Question

c. C : "Barbante est habillée avec au moins un article bleu"

Solution

L'événement "Barbante est habillée avec au moins un article bleu" est l’événement contraire de l'événement "Barbante est habillée avec aucun un article bleu"

Les issues réalisant "Barbante est habillée avec aucun un article bleu" sont :

  • Robe Rose - Gants Roses - Chaussures Roses

    Robe Rose - Gants Verts - Chaussures Roses

  • Robe Verte - Gants Roses - Chaussures Roses

    Robe Verte - Gants Verts - Chaussures Roses

donc \(p(C)=1-p(\overline{C})= 1-\frac{4}{12}=\frac{8}{12}=\frac{2}{3}\)

3. On considère l'événement \(D=\overline{A}\)

Question

a.Décrire par une phrase l'événement D

Solution

L'événement D est l'événement contraire de l'événement A

donc l'événement D est l'événement "Barbante n'est pas habillée entièrement en rose"

donc "Barbante porte au moins un article de couleur bleue ou verte"

Question

b. Déterminer la probabilité de l'événement D

Solution

\(p(D)=p(\overline{A})=1-p(A)=1- \frac{1}{12}= \frac{12}{12}- \frac{1}{12}\)

\(\iff p(D)= \frac{11}{12}\)

4. On considère les événements E=B \(\cap\) C et F=B \(\cup\) C

Question

a. Décrire par une phrase les événements E et F

Solution

  • E=B \(\cap\) C donc l'événement E est l’événement intersection des événements B et C :

"Barbante est habillée avec exactement deux articles roses" et "Barbante est habillée avec au moins un article bleu"

donc "Barbante est habillée avec deux articles roses et un article bleu"

  • F=B \(\cup\) C

    donc l'événement F est l'événement union des événements B et C :

    "Barbante est habillée avec exactement deux articles roses ou Barbante est habillée avec au moins un article bleu"

Question

b. Déterminer les probabilités des événements E et F

Solution

  • Les issues réalisant "Barbante est habillée avec deux articles roses et un article bleu" sont :

    • Robe Rose - Gants Roses - Chaussures Bleues

    • Robe bleue - Gants Roses - Chaussures Roses

      donc \(p(E)=\frac{2}{12}=\frac{1}{6}\)

  • On a la formule de cours

\(p(A \cup B)=p(A)+p(B)-p( A \cap B)\)

d'où dans notre cas

\(p(F)=p(B \cup C)=p(B)+p(C)-p( B \cap C)\)

\(\iff p(F)=p(B \cup C)=\frac{1}{3}+\frac{2}{3}-\frac{1}{6}\)

\(\iff p(F)=p(B \cup C)=1-\frac{1}{6}\)

\(\iff p(F)=p(B \cup C)=\frac{6}{6}-\frac{1}{6}\)

\(\iff p(F)=p(B \cup C)=\frac{5}{6}\)

Partie B

A Noël, Clotilde reçoit de sa tante d'autres articles pour habiller sa poupée.

Elle dispose maintenant finalement d'une tenue complète (robe +veste + paire de chaussures + paire de gants +bijou) dans 5 couleurs différentes (bleu, jaune, vert, rose , orange) pour chaque article.

Question

Si Clotilde habille sa poupée avec une tenue complète dont chacun des 5 articles sont choisis au hasard, quelle est la probabilité que sa tenue contienne au moins deux articles de la même couleur ?

Solution

Au total on peut réaliser :

\(5 (choix d'une robe) \times 5 (choix d'une veste) \times 5 (choix d'une paire de chaussures ) \times 5 (choix d'une paire de gants) \times 5 (choix d'un bijou)=5^5=3125\)

  • T : "La tenue contient au moins deux articles de la même couleur." est l'événement contraire de l'événement \(\overline{T}\)

    "La tenue contient aucun article de la même couleur."

  • Nombre de tenues avec aucun article de la même couleur :

\(5 (choix d'une robe parmi 5)\)

\(\times 4 (choix d'une veste avec une couleur déjà utilisée)\)

\(\times 3 (choix d'une paire de chaussures avec deux couleurs déjà utilisées)\)

\(\times 2 (choix d'une paire de gants avec trois couleurs déjà utilisées)\)

\(\times 1 (choix d'un bijou avec quatre couleurs déjà utilisées)=120\)

donc

\(p(\overline{T})=\frac{120}{3125}=\frac{24}{625}\)

\(\iff p(T)=1-p(\overline{T})=1-\frac{24}{625}\)

\(\iff p(T)=1-p(\overline{T})=\frac{625}{625}-\frac{24}{625}\)

\(\iff p(T)=1-p(\overline{T})=\frac{601}{625}\)

La probabilité que la tenue contienne au moins deux articles de la même couleur est \(\frac{601}{625} \simeq 0,96\) arrondi au centième.