Calculer la probabilité que la somme de leurs numéros soit impaire dans les cas suivants:
- Tirage simultané des deux boules
- Tirage des boules, l'une aprĂšs l'autre sans remise.
- Tirages successifs avec remise.
Conseil méthodologique : Cherchez attentivement cet exercice au brouillon pendant 15 à 30 minutes avant de consulter la solution détaillée ci-dessous.
L'urne contient $8$ boules au total : $4$ boules paires et $4$ boules impaires.
La somme de deux nombres est impaire si et seulement si l'on tire exactement un nombre pair et un nombre impair.
Soit $A$ l'événement "La somme est impaire" (choisir 1 boule paire ET 1 boule impaire) :
\[ \text{Card}(A) = C_4^1 \times C_4^1 = 16 \] \[ P(A) = \frac{\text{Card}(A)}{\text{Card}(\Omega)} = \frac{16}{28} = \frac{4}{7} \]Puisque l'addition est commutative, l'ordre de sortie des boules n'a aucune influence sur la parité de la somme. L'événement final ne dépend que de l'ensemble des deux boules tirées. La probabilité est donc rigoureusement identique à celle du tirage simultané :
\[ P(B) = P(A) = \frac{4}{7} \]Ce tirage correspond à la répétition de $2$ épreuves identiques et indépendantes (schéma de Bernoulli). Considérons le succÚs $S$ : "Tirer une boule paire", de probabilité $p = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}$.
Soit $X$ la variable aléatoire comptant le nombre de boules paires tirées. $X$ suit la loi binomiale de paramÚtres $n=2$ et $p=\frac{1}{2}$, notée $\mathcal{B}(2, \frac{1}{2})$.
Soit $C$ l'événement "La somme est impaire". Il se réalise si et seulement si l'on obtient exactement un succÚs ($1$ paire et $1$ impaire), soit $X=1$ :
\[ P(C) = P(X=1) = C_2^1 \times \left(\frac{1}{2}\right)^1 \times \left(1 - \frac{1}{2}\right)^{2-1} \] \[ P(C) = 2 \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{2} \]