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mathématiques appliquées (ECG 1re année) · Chapitre 6 · Exercice

Les trois portes

Probabilités et statistiques · Probabilités conditionnelles et formule de Bayes · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Un lot est caché derrière l'une de trois portes, au hasard. Le candidat désigne la porte ; le présentateur, qui sait où est le lot, ouvre alors une porte vide parmi les deux autres, au hasard s'il a le choix. Il ouvre la porte . Le candidat a-t-il intérêt à changer pour la porte ?

Corrigé

Le modèle. Notons l'événement « le lot est derrière la porte ». La famille est un système complet d'événements, avec . Notons l'événement « le présentateur ouvre la porte ».

Les probabilités conditionnelles. Elles traduisent la règle du jeu :

  • si , les portes et sont vides toutes les deux, et il choisit au hasard : ;
  • si , il ne peut ouvrir ni la (désignée) ni la (le lot) : ;
  • si , il n'ouvrira pas la porte du lot : .

La formule des probabilités totales.

Bayes. On renverse le conditionnement :

Conclusion. Changer de porte fait passer la probabilité de gagner de à : le candidat a tout intérêt à changer.

Le point délicat. L'ouverture n'apporte aucune information sur la porte — le présentateur pouvait toujours ouvrir une porte vide — mais elle en apporte sur la porte , car son choix dépend de l'emplacement du lot. C'est ce que chiffrent les trois probabilités conditionnelles.

Le point à retenir. Conditionner exige d'écrire la règle qui produit l'observation. Changez cette règle — un présentateur qui ouvrirait au hasard — et la réponse change.

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