Deux activités : intersection et réunion
Énoncé
Dans une classe de 30 élèves :
- 18 pratiquent un sport ;
- 12 jouent d'un instrument de musique ;
- 6 font les deux.
a) Combien d'élèves ne font ni sport ni musique ?
b) On choisit un élève au hasard. On note S l'événement « l'élève pratique un sport » et M l'événement « l'élève joue d'un instrument ». Calculer P(S ∪ M), puis P(S ∪ M̅).
Indice : Répartis les 30 élèves en quatre groupes sans doublon : sport seul, musique seule, les deux, aucun des deux.
Correction
- Étape 1 : C'est un problème de dénombrement avant d'être un problème de probabilité : on compte les élèves de chaque groupe, puis on divise par 30.
Équiprobabilité :
L'élève est choisi au hasard : P(A) = (Card(A))/(Card(Ω)) = (Card(A))/30.
« Ne faire ni l'un ni l'autre » est le contraire de « faire au moins une des deux activités », c'est-à-dire de S ∪ M.
⚠️ Le piège : additionner 18 et 12 et trouver 30, donc conclure que toute la classe fait quelque chose. Les 6 élèves qui font les deux seraient comptés deux fois.
- Étape 2 : a) On répartit les élèves en quatre groupes sans doublon :
| | effectif |
|:---|:---:|
| sport seul | 18 - 6 = 12 |
| musique seule | 12 - 6 = 6 |
| les deux | 6 |
| aucun | 30 - (12 + 6 + 6) = 6 |
6 élèves ne font ni sport ni musique. Contrôle : 12 + 6 + 6 + 6 = 30 ✓.
Card(S ∪ M) = 12 + 6 + 6 = 24
- Étape 3 : b) Les élèves qui font au moins une activité sont 12 + 6 + 6 = 24, donc
P(S ∪ M) = 24/30 = 4/5 et P(S ∪ M̅) = 1 - 4/5 = 1/5.
Contrôle par le comptage direct : 6 élèves sur 30 ne font rien, et 6/30 = 1/5 ✓.
P(S ∪ M) = 4/5 ; P(S ∪ M̅) = 1/5
- Étape 4 : L'erreur classique :
Écrire Card(S ∪ M) = 18 + 12 = 30 et conclure que tous les élèves pratiquent une activité. Les 6 élèves qui font les deux sont dans les 18 sportifs et dans les 12 musiciens : on les compterait deux fois, et les 6 élèves qui ne font rien disparaîtraient.
À retenir :
Décomposer en quatre groupes disjoints (l'un seul, l'autre seul, les deux, aucun) : leur somme doit redonner l'effectif total, et chaque probabilité se lit ensuite directement.