Tu lances un dé à 6 faces. Quelle est la probabilité d'obtenir un 6 ? Un nombre pair ? Une somme supérieure à 8 avec deux dés ? Ces questions, tu les as sûrement déjà croisées en cours. Bonne nouvelle : avec quelques règles simples, tu peux répondre à toutes. Dans cet article, on t'explique pas à pas comment calculer une probabilité dé, du collège jusqu'au lycée. On verra l'équiprobabilité, l'arbre pondéré, la différence entre tirage avec et sans remise, et même l'espérance. Prêt ? C'est parti !
1. Le dé, un univers équiprobable
Un dé à 6 faces classique (non truqué) possède 6 issues possibles : 1, 2, 3, 4, 5, 6. On dit que l'univers est l'ensemble {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Comme le dé n'est pas truqué, chaque face a la même chance de sortir. On parle d'équiprobabilité.
Dans ce cas, la formule magique est :
P(A) = nombre de cas favorables / nombre de cas possibles
Par exemple, pour l'événement A : « obtenir un 6 », il y a 1 cas favorable (la face 6) sur 6 cas possibles. Donc P(A) = 1/6 ≈ 0,1667, soit environ 16,7 %.
Pour l'événement B : « obtenir un nombre pair », les cas favorables sont 2, 4, 6 → 3 cas. Donc P(B) = 3/6 = 1/2 = 0,5.
Attention : l'équiprobabilité est une hypothèse. Si le dé est truqué, la formule ne s'applique plus ! Il faut alors utiliser des fréquences observées ou des données expérimentales.
Retiens aussi ces deux règles d'or :
- Une probabilité est toujours comprise entre 0 et 1.
- La somme des probabilités de toutes les issues vaut 1.
2. Lancer un dé : méthode pas à pas
Pour calculer une probabilité dé, suis toujours ces étapes :
- Identifier l'expérience : un seul lancer ? deux lancers ? un dé à 6 faces ou à 20 faces ?
- Décrire l'univers : liste toutes les issues possibles. Pour un dé à 6 faces, c'est {1,2,3,4,5,6}.
- Vérifier l'équiprobabilité : le dé est-il équilibré ? Sinon, on ne peut pas utiliser la formule simple.
- Compter les cas favorables : combien d'issues réalisent l'événement ?
- Appliquer la formule : P(A) = cas favorables / cas possibles.
Prenons un exemple simple : on lance un dé à 6 faces. Quelle est la probabilité d'obtenir un nombre strictement supérieur à 4 ?
- Univers : {1,2,3,4,5,6} → 6 cas possibles.
- Cas favorables : 5 et 6 → 2 cas.
- P = 2/6 = 1/3 ≈ 0,333.
Facile, non ? Maintenant, passons à deux dés.
3. Deux dés : construire un tableau ou un arbre
Avec deux dés, l'univers change. Si on lance deux dés distincts (par exemple un rouge et un bleu), il y a 6 × 6 = 36 issues possibles. Chaque couple (résultat du rouge, résultat du bleu) est équiprobable.
Pour visualiser, on peut dresser un tableau à double entrée : en ligne les résultats du dé rouge, en colonne ceux du bleu. Chaque case représente une issue.
Exemple : quelle est la probabilité d'obtenir une somme égale à 7 ?
Les couples favorables sont : (1,6), (2,5), (3,4), (4,3), (5,2), (6,1). Il y en a 6. Donc P(somme = 7) = 6/36 = 1/6.
Autre exemple : probabilité d'obtenir une somme supérieure ou égale à 10. Les couples favorables : (4,6), (5,5), (5,6), (6,4), (6,5), (6,6) → 6 cas. Donc P = 6/36 = 1/6.
Pour des événements plus complexes, l'arbre pondéré est très utile. Imaginons qu'on lance un dé, puis qu'on lance une pièce si le dé donne un nombre pair. L'arbre permet de lister toutes les combinaisons et de multiplier les probabilités le long des branches.
Rappel : dans un arbre pondéré, la probabilité d'un chemin est le produit des probabilités des branches. La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des chemins qui mènent à cet événement.
4. Avec ou sans remise : ne pas confondre !
Quand on tire plusieurs fois, il faut savoir si on remet l'objet tiré ou non. Cette distinction change tout.
- Tirage avec remise : après chaque tirage, on remet l'objet dans l'urne (ou on relance le dé). Les tirages sont indépendants : le résultat du second tirage ne dépend pas du premier.
- Tirage sans remise : on ne remet pas l'objet. Les tirages ne sont plus indépendants, car l'univers change à chaque étape.
Exemple avec un dé : on lance un dé deux fois de suite. C'est un tirage avec remise (le dé est relancé, les résultats sont indépendants). La probabilité d'obtenir deux 6 est (1/6) × (1/6) = 1/36.
Exemple avec des cartes : on tire deux cartes d'un jeu de 32 cartes sans remise. La probabilité de tirer deux rois est (4/32) × (3/31) = 12/992 ≈ 0,0121. Le deuxième tirage dépend du premier.
Au lycée, tu verras que pour des tirages indépendants répétés, on utilise la loi binomiale. Par exemple, si on lance un dé 10 fois et qu'on compte le nombre de 6 obtenus, la variable aléatoire X suit une loi binomiale de paramètres n=10 et p=1/6. On note X ~ B(10, 1/6). L'espérance est E(X) = n × p = 10/6 ≈ 1,67. Cela signifie qu'en moyenne, sur 10 lancers, on obtient environ 1,67 fois le chiffre 6.
5. Exemple complet corrigé
Énoncé : On lance un dé à 6 faces deux fois de suite. On note X la somme des deux résultats. Calcule la probabilité d'obtenir une somme strictement supérieure à 9.
Étape 1 : Univers. Les issues sont les couples (i, j) avec i et j entre 1 et 6. Il y a 6 × 6 = 36 issues équiprobables.
Étape 2 : Cas favorables. On veut somme > 9, c'est-à-dire somme ≥ 10. Listons les couples :
- Somme = 10 : (4,6), (5,5), (6,4) → 3 cas
- Somme = 11 : (5,6), (6,5) → 2 cas
- Somme = 12 : (6,6) → 1 cas
Total : 3 + 2 + 1 = 6 cas favorables.
Étape 3 : Calcul. P(X > 9) = 6/36 = 1/6 ≈ 0,1667.
Vérification : La probabilité est bien entre 0 et 1. On peut aussi calculer la probabilité de l'événement contraire : P(X ≤ 9) = 1 − 1/6 = 5/6. C'est cohérent.
Si tu veux t'entraîner sur ce type d'exercices, va voir les exercices de probabilités disponibles sur AlloProbabilités.
6. Conseils pour réussir tes exercices
- Lis bien l'énoncé : un dé truqué ? deux dés ? avec ou sans remise ?
- Fais un tableau ou un arbre dès que tu as deux étapes ou plus.
- Vérifie l'équiprobabilité avant d'appliquer la formule simple.
- Utilise l'événement contraire quand c'est plus simple : P(contraire de A) = 1 − P(A).
- Relis ton calcul : une probabilité ne peut pas dépasser 1 !
- Entraîne-toi régulièrement : les probabilités, c'est comme le sport, il faut pratiquer. Tu trouveras des fiches de révision pour t'aider.
Pour les élèves de 3e qui préparent le brevet, un petit tour sur AlloBrevet peut être utile. Et pour les lycéens visant le bac, AlloBac propose des ressources adaptées.
7. Conclusion
Tu l'as vu, calculer une probabilité dé n'a rien de sorcier. Il suffit de connaître l'univers, de vérifier l'équiprobabilité, de compter les cas favorables et d'appliquer la formule. Avec deux dés, un tableau ou un arbre t'aide à ne rien oublier. Et n'oublie jamais la différence entre tirage avec et sans remise, ainsi que l'usage de l'événement contraire. Maintenant, à toi de jouer : lance un dé (ou plusieurs !) et entraîne-toi. Pour aller plus loin, explore les cours de probabilités au collège et au lycée sur AlloProbabilités. Bon courage et amuse-toi avec les probabilités !