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Un concurrent participe à un concours de tir à l'arc, sur une cible circulaire.
À chaque tir, la probabilité qu'il atteigne la cible est égale à $0,8$.
  1. Le concurrent tire quatre flèches. On considère que les tirs sont indépendants.
    Déterminer la probabilité qu'il atteigne au moins trois fois la cible.

    Loi binomiale


    On considère une répétition de $n$ ($n\in \mathbb{N}^*$) épreuves de Bernoulli indépendantes et on note $p$ la probabilité de succès. l La variable aléatoire $X$ donnant le nombre de succès obtenus parmi $n$ épreuves de Bernoulli suit une loi binomiale de paramètres $n$ et $p$ notée $\mathbb{B}(n;p)$

    Probabilités avec la loi binomiale


    Si la variable aléatoire $X$ suit une loi binomiale de paramètres $n$ et $p$, la probabilité d'obtenir $k$ succès parmi $n$ est:
    $p(X=k)=\begin{pmatrix} n\\ k\\ \end{pmatrix}\times p^k\times (1-p)^{n-k}$
    Justifier que la variable aléatoire comptant le nombre de flèches ayant atteint la cible parmi les quatre suit une loi binomiale et préciser ses paramètres
    On considère l'expérience aléatoire consistant à lancer une flèche avec les deux issues (épreuve de Bernouilli) possibles $S$:" la flèche atteint la cible" et $E=\overline{S}$: " la flèche n'atteint pas la cible".
    On a alors $p(S)=0,8$ et $p(E)=1-p(S)=0,2$.
    Chaque épreuve (chaque tir) est indépendante des autres (les tirs sont indépendants) et on répète 4 fois cette épreuve de Bernouilli.
    On note $X$ la variable aléatoire donnant le nombre de flèches ayant atteint la cible (nombre de succès $S$) et


    Avec la calculatrice, on peut calculer directement $p(X\geq 3)$ en écrivant:
    $p(X\geq 3)=1-p(X < 3)=1-p(X\leq 2)$
    En utilisant le MENU STAT (CASIO) puis DIST puis BIN puis Bcd, on a:

    et donc $p(X\geq 3)=1-p(X\leq 2)=1-0,1808=0,8192$
    Avec TI, on calcule $p(X\leq 2)$ avec BinomialCdf et la syntaxe BinomialCdf(2,4,0.2).
  2. Combien de flèches le concurrent doit-il prévoir pour atteindre en moyenne la cible douze fois ?

    Espérance de la loi binomiale


    On considère la variable aléatoire $X$ suivant une loi binomiale de paramètres $n$ (nombre d'épreuves de Bernoulli indépendantes répétées) et $p$ (probabilité de l'événement $S$), on a alors: $E(X)=np$
    On répète $n$ fois l'érpeuve de Bernouilli
    On répète cette fois $n$ fois de manière indépendante l'épreuve de Bernoulli de la question 1.
    La variable aléatoire $X$ donnant le nombre de flèches ayant atteint la cible (nombre de succès $S$) parmi les $n$ tirs successifs suit une loi binomiale de paramètres $n$ et $p=0,8$ notée $\mathcal{B}(n;0,8)$.
    L'espérance de $X$ est donc $E(X)=np$ et on veut $E(X)=12$
    $E(X)=12 \Longleftrightarrow n\times 0,8=12 \Longleftrightarrow n=15$

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