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Univers de l'expérience aléatoire
L'expérience consiste à effectuer $3$ tirages successifs avec remise parmi un jeu de $52$ cartes. L'univers $\Omega$ est donc l'ensemble des triplets (ou 3-uplets) possibles formés par ces cartes.
\[ \text{Card}(\Omega) = 52^3 = 140\,608 \] -
Calcul des probabilités
Lors d'un seul tirage, la probabilité de tirer un pique (succÚs) est $p = \frac{13}{52} = \frac{1}{4}$. La probabilité de ne pas tirer de pique (échec) est donc $1 - p = \frac{3}{4}$.
- $p(X=0)$ : L'élÚve ne tire aucune carte pique (3 échecs de suite). \[ p(X=0) = \left(\frac{3}{4}\right)^3 = \frac{27}{64} \]
- $p(X=1)$ : L'élÚve tire exactement une carte pique. Celle-ci peut apparaßtre au 1er, 2Úme ou 3Úme tirage ($3$ positions possibles). \[ p(X=1) = 3 \times \frac{1}{4} \times \left(\frac{3}{4}\right)^2 = \frac{27}{64} \]
- $p(X=2)$ : L'élÚve tire exactement deux cartes pique ($3$ positions possibles pour la carte qui n'est pas un pique). \[ p(X=2) = 3 \times \left(\frac{1}{4}\right)^2 \times \frac{3}{4} = \frac{9}{64} \]
- $p(X=3)$ : L'élÚve tire trois cartes pique (3 succÚs de suite). \[ p(X=3) = \left(\frac{1}{4}\right)^3 = \frac{1}{64} \]
Vérification : $\frac{27}{64} + \frac{27}{64} + \frac{9}{64} + \frac{1}{64} = \frac{64}{64} = 1$.
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Loi de probabilité de $X$
Oui, la variable aléatoire $X$ suit une loi binomiale.
Justification : L'expérience consiste en la répétition de $3$ épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes (car les tirages se font avec remise). Pour chaque épreuve, le succÚs est défini par "la carte tirée est un pique".
Les paramĂštres de cette loi sont :
- Le nombre de répétitions : $n = 3$
- La probabilité du succÚs : $p = \frac{1}{4}$
On note : $X \sim \mathcal{B}\left(3 ; \frac{1}{4}\right)$.
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Espérance et variance
En appliquant directement les formules du cours pour une loi binomiale :
L'espérance (le nombre moyen de piques obtenus) :
\[ E(X) = n \times p = 3 \times \frac{1}{4} = \frac{3}{4} = 0,75 \]La variance :
\[ Var(X) = n \times p \times (1-p) = 3 \times \frac{1}{4} \times \frac{3}{4} = \frac{9}{16} = 0,5625 \]