Baccalauréat 2017 MATHÉMATIQUES Série ES

sujet : Candidats ayant repassé l'épreuve en juin 2017

correction de l'exercice 3 : commun à tous les candidats

L'angine chez l'être humain est provoquée soit par une bactérie (angine bactérienne), soit par un virus (angine virale).
On admet qu'un malade ne peut pas être à la fois porteur du virus et de la bactérie.
L'angine est bactérienne dans 20 % des cas.
Pour déterminer si une angine est bactérienne, on dispose d'un test. Le résultat du test peut être positif ou négatif. Le test est conçu pour être positif lorsque l'angine est bactérienne, mais il présente des risques d'erreur :

  • si l'angine est bactérienne, le test est négatif dans 30 % des cas ;
  • si l'angine est virale, le test est positif dans 10 % des cas.

On choisit au hasard un malade atteint d'angine. On note :

  • B l'évènement : « l'angine du malade est bactérienne » ;
  • T l'évènement : « le test effectué sur le malade est positif ».

On rappelle que si E et F sont deux évènements, p(E) désigne la probabilité de E et pF(E) désigne la probabilité de E sachant que F est réalisé. On note E¯ l'évènement contraire de E.

  1. Représenter la situation par un arbre de probabilité.

    • L'angine est bactérienne dans 20 % des cas d'où p(B)=0,2 et p(B¯)=1-0,2=0,8.
    • si l'angine est bactérienne, le test est négatif dans 30 % des cas d'où pB(T¯)=0,3 et pB(T)=1-0,3=0,7.
    • si l'angine est virale, le test est positif dans 10 % des cas d'où pB¯(T)=0,1 et pB¯(T¯)=1-0,1=0,9.

    L'arbre pondéré traduisant cette situation est :

    Arbre de probabilités : L'illustration svg n'est pas visible par votre navigateur.
    1. Quelle est la probabilité que l'angine du malade soit bactérienne et que le test soit positif ?

      p(BT)=pB(T)×p(B)soitp(BT)=0,7×0,2=0,14

      La probabilité que l'angine du malade soit bactérienne et que le test soit positif est égale à 0,14.


    2. Montrer que la probabilité que le test soit positif est 0,22.

      Les évènements B et T sont relatifs à la même épreuve, alors d'après la formule des probabilités totales :A1,A2,,An  forment une partition de l'ensemble des résultats élémentaires d'une expérience aléatoire.
      Alors la probabilité d'un événement B est donnée par : p(B)=p(BA1)+p(BA2)++p(BAn)
      Dans le cas de deux évènements quelconques, A et B, relatifs à une même épreuve :p(B)=p(BA)+p(BA¯)
      p(T)=p(BT)+p(B¯T)

      Or p(B¯T)=pB¯(T)×p(B¯)soitp(B¯T)=0,1×0,8=0,08

      On obtient alors p(T)=0,14+0,08=0,22

      La probabilité que le test soit positif est égale à 0,22.


    3. Un malade est choisi au hasard parmi ceux dont le test est positif. Quelle est la probabilité pour que son angine soit bactérienne ?

      pT(B)=p(BT)p(T)SoitpT(B)=0,140,22=711

      La probabilité qu'un malade dont le test est positf ait une angine d'origine bactérienne est égale à 711.


  2. On choisit au hasard cinq malades atteints d'une angine.
    On note X la variable aléatoire qui donne, parmi les cinq malades choisis, le nombre de malades dont le test est positif.

    1. Quelle est la loi de probabilité suivie par X ?

      Pour chacun des malades atteints d'une angine, il n'y a que deux issues possibles, le test est positif ou pas. Il s'agit donc de la répétition de cinq épreuves de Bernoulli dont la probabilité du succès est égale à 0,22.

      X suit la loi binomiale de paramètres n=5 et p=0,22.


    2. Calculer la probabilité qu'au moins l'un des cinq malades ait un test positif.

      L'évènement « au moins un des cinq tests est positif » est l'évènement contraire de l'évènement « aucun des cinq tests n'est positif » p(X1)=1-p(X=0)soitp(X1)=1-(1-0,22)5=1-0,7850,711

      La probabilité qu'au moins l'un des cinq malades ait un test positif est environ 0,71.


    3. Calculer l'espérance mathématique de X.

      E(X)=5×0,22=1,1.



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