PEGASUS · BAC · Cned — Mathématiques (spécialité) · SÉQUENCE 13 / 15

Séquence 13 — Concentration, loi des grands nombres

⭐ Deux inégalités décident de tout : P(|X − μ| ≥ x) ≤ V(X)/x² et P(|Mₙ − μ| ≥ x) ≤ V/(nx²) — d’où la loi des grands nombres et la taille d’échantillon n ≥ V/(αx²).

📊 Cours Cned : séance 1 (19 p.), séance 2 (15 p.), séance 3 (17 p.), séance 7 « entraînement au bac » (6 p.), synthèse (6 p.) — 63 pages lues, programmes Python et tableaux regardés sur le rendu + page « Séquence 13 ». Séances 4 à 6 : en ligne, non téléchargeables. 🎙️ Oral : 2 « minutes du prof » (≈ 3 min 30) non transcrites — couche déclarée. 🧮 Python : toutes les valeurs recalculées (valeurs_seq13.py, 130 contrôles, 0 échec, dont une simulation de la puce) — ≈ 30 écarts signalés, dont l’énoncé du koala, V(Sₙ), la variance de la puce (≈ 200) et la précision de l’urne (≈ 0,224). 📝 Devoir n°7 (🟦 à déposer, semaine 13, 29.03 → 04.04.2027, sujet pas encore publié) : préparer le devoir. 26 micro-notions, ≈ 228 min.
Verrouillage séq. 13
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← Cours du Cned (maths)🎞️ Diapos 2.0🧠 Page blanche📝 Devoir n°7

Ordre de travail conseillé : séance 1 → 2 → 3, chaque activité et chaque exercice faits avant leur solution, les deux démonstrations refaites de mémoire, puis les séances 4 à 6 sur la plateforme, puis le sujet du zoo de la séance 7 en conditions d’examen (aide et corrigé cachés), puis la page blanche. Le devoir n°7 se fait seul, après les devoirs n°5 et n°6.

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N1 · 🧭 Feuille de route, devoir n°7, valeur absolue

page « Séquence 13 » + séance 1, § 1.A
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La séquence et son devoir

~6 min
📊 COURS CNED
14 h, 3 parties, 7 séances : 1 (Markov, Bienaymé-Tchebychev), 2 (loi binomiale, moyenne), 3 (concentration, loi des grands nombres), 7 (entraînement au bac) en PDF ; 4, 5, 6 en ligne (sex-ratio, coïncidences, préparation). Devoir n°7 à déposer, semaine 13 (29.03 → 04.04.2027). Compétence visée : définir une taille d’échantillon en fonction de la précision et du risque.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Les séances 4 à 6 n’existent qu’en ligne : à faire sur la plateforme.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Organisation ; la compétence visée est le cœur du devoir.
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Valeur absolue et intervalles

~8 min
📊 COURS CNED
|x − a| ≤ r ⇔ x ∈ [a − r ; a + r] ; |x − a| ≥ r ⇔ x ∈ ]−∞ ; a − r] ∪ [a + r ; +∞[. Centre = milieu, rayon = demi-longueur : 3 ≤ X ≤ 7 ⇔ |X − 5| ≤ 2.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Corrigé de l’ex. 1.1d : |Y + 7| < 16 donne ]−23 ; 9[, pas la réunion ]−∞ ; −23[ ∪ ]9 ; +∞[.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Toute application de Bienaymé-Tchebychev commence par cette traduction.
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N2 · 🚶 Séance 1 — Activité : la dispersion d’une binomiale

séance 1, § 1.B
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La marche de la petite fille

~10 min
📊 COURS CNED
X ~ B(80 ; 1/2), E = 40, V = 20. P(|X − 40| ≥ x) va de 0,9111 (x = 1) à 0,033 (x = 10) ; décroissance en a/x², a entier optimal 8 ; Bienaymé-Tchebychev prend a = V = 20 : P(|X − 40| ≥ 10) ≤ 0,2.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
P(|X − 40| ≥ 2) = 1 − P(39 ≤ X ≤ 41) : sur des entiers, « < 2 » devient « ≤ 1 ».
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Comparer une majoration et une valeur exacte.
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N3 · 📐 Séance 1 — L’inégalité de Markov

séance 1, cours A
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Énoncé de Markov

~8 min
📊 COURS CNED
Ω fini, X ≥ 0, a > 0 : P(X ≥ a) ≤ E(X)/a. Exemple : E(X) = 2, P(X ≥ 100) ≤ 0,02.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Oublier l’hypothèse X ≥ 0 : sans elle, l’inégalité est fausse.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Citer le théorème et ses hypothèses.
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Démonstration de Markov

~10 min
📊 COURS CNED
Y = a sur (X ≥ a), 0 ailleurs : Y ≤ X et E(Y) = a P(X ≥ a) ; E(Y − X) ≤ 0, linéarité ⇒ a P(X ≥ a) ≤ E(X) ; diviser par a > 0.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Le signe : si une variable ne prend que des valeurs négatives, son espérance est négative.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Démonstration exigible (cours du Cned).
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Limites de Markov

~8 min
📊 COURS CNED
a = E(X) ⇒ majoration par 1 : rien appris ; utile seulement si a ≫ E(X). Loi géométrique tronquée : 3/32 ≈ 0,094 contre Markov 57/128 ≈ 0,445.
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : exercice 2, questions 1-2 + corrigé.
⚠️ PIÈGE
Le corrigé parle d’un facteur « environ 4 » : 0,445 ÷ 0,094 ≈ 4,7.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Commenter la qualité d’une majoration.
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N4 · 📏 Séance 1 — L’inégalité de Bienaymé-Tchebychev

séance 1, cours B-D
0/4
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Énoncé et démonstration

~10 min
📊 COURS CNED
P(|X − μ| ≥ x) ≤ V(X)/x² pour tout x > 0. Preuve : Y = |X − μ|, Y² ≥ 0, E(Y²) = V(X), (Y ≥ x) = (Y² ≥ x²), Markov avec a = x².
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Le cours écrit « E(|X − μ²|) » : il faut E((X − μ)²).
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Démonstration exigible ; exemple μ = 5, V = 3 : ≤ 3/4.
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Des écarts de k σ : 1/k²

~8 min
📊 COURS CNED
P(|X − μ| ≥ kσ) ≤ 1/k² : 1 (k = 1, rien), 1/4 (k = 2), 1/9 (k = 3). σ est l’unité naturelle de la dispersion.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
k = 1 ne donne aucune information : il faut k ≥ 2 pour une majoration utile.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Question classique : « montrer que la probabilité de s’écarter de plus de 2σ est au plus 1/4 ».
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Minorer une probabilité

~10 min
📊 COURS CNED
Intervalle centré sur μ ⇒ (1) contraire, (2) (> x) ⊂ (≥ x) et Bienaymé-Tchebychev, (3) conclure : P(X ∈ [3 ; 7]) ≥ 1/4.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Si l’intervalle n’est pas centré sur l’espérance, on ne peut pas appliquer directement l’inégalité.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Méthode type bac (sujet du zoo, question 2c).
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Exercice : la loi géométrique tronquée

~8 min
📊 COURS CNED
E(X) = 57/32, σ ≈ 1,111 ; ]−0,44 ; 4,002[ contient les valeurs 0 à 4 ; P = 1/32 ≈ 0,03 contre la majoration 1/4.
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : exercice 2, question 3 + corrigé (séances 1 et 2).
⚠️ PIÈGE
Séance 2 : « X ∈ ]0 ; 4[ » ⇒ X ∈ {0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4} ; la précision de 4,002 décide de garder 4.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Attention aux arrondis aux bornes.
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N5 · 🐨 Séance 2 — Bienaymé-Tchebychev et loi binomiale

séance 2, activité + cours A
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Le koala

~12 min
📊 COURS CNED
Y ~ B(100 ; 0,4), E = 40, V = 24 ; P(31 ≤ Y ≤ 49) ≈ 0,948 ; Bienaymé-Tchebychev : ≥ 0,76 ; P(|Y − 40| ≥ 20) ≤ 0,06 (exact ≈ 6 × 10⁻⁵).
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : activité du koala (programme Python, simulations, tableur) + corrigé.
⚠️ PIÈGE
L’énoncé dit « rester avec la probabilité 0,4 » : le corrigé et le programme font monter avec 0,4.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Justifier une loi binomiale, puis comparer calcul et majoration.
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B(80 ; 1/2) : exact contre majoration

~8 min
📊 COURS CNED
σ ≈ 4,47 ; exact 0,31 ; 0,06 ; 0,002 pour k = 1, 2, 3 ; majorations 1 ; 0,25 ; 0,11.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Le cours écrit « 2σ » pour la troisième valeur : c’est 3σ.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Lire un tableau de comparaison.
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Cas général B(n ; p)

~10 min
📊 COURS CNED
V(Sₙ) = np(1 − p) ; P(|Sₙ − np| > √n) ≤ p(1 − p) ≤ 1/4 ; B(80 ; 1/2) : P(S ∈ [32 ; 48]) ≥ 0,75.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Le cours (et la synthèse) écrit « variance E(Sₙ) = np » ; et |S − 40| > √80 ⇔ ≥ 9, pas ≥ 8.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Majorer p(1 − p) par 1/4 : étude de x ↦ x(1 − x).
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N6 · 📊 Séance 2 — La moyenne d’un échantillon

séance 2, cours B
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E(Mₙ), V(Mₙ), σ(Mₙ)

~10 min
📊 COURS CNED
E(Mₙ) = μ, V(Mₙ) = V/n, σ(Mₙ) = σ/√n (indépendance). Koala, 100 montées : 24 → 0,24, 4,9 → 0,49.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Ne pas confondre le n de B(100 ; 0,4) et la taille de l’échantillon ; les Xᵢ suivent la loi de X, pas forcément une binomiale.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Calculer l’espérance et la variance d’une moyenne.
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La concentration observée

~6 min
📊 COURS CNED
Dix moyennes entre 39,31 et 40,63 (étendue 1,32) ; à 1, 2, 3 σ(Mₙ) : 67,4 ; 95,6 ; 99,7 % sur 1 000 échantillons.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Étendue « 1,35 » dans le cours : 40,63 − 39,31 = 1,32.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Interpréter une simulation.
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N7 · 📈 Séance 3 — Concentration et loi des grands nombres

séance 3, activité + cours A
0/3
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L’activité de la puce

~10 min
📊 COURS CNED
X = instant de sortie du cercle de rayon 5 (arrêt à 60 s) ; série 1 : moyenne 19,3, étendue 22 ; série 2 (moyennes de 1 000) : 24,88, étendue 1,425 ; σ/√1 000 ≈ 0,03σ.
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : activité « marche aléatoire » (deux programmes Python) + corrigé.
⚠️ PIÈGE
L’activité prend « V = 20 » : la variance vaut environ 200 (cours ; simulation PEGASUS 222), d’où n ≥ 400 000 et non 40 000.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Lire et compléter un programme Python de simulation.
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L’inégalité de concentration

~8 min
📊 COURS CNED
X₁, …, Xₙ indépendantes de même loi que X : P(|Mₙ − μ| ≥ x) ≤ V/(nx²) (Bienaymé-Tchebychev appliquée à Mₙ).
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Le facteur n est au dénominateur : doubler n divise la majoration par 2.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Connaissance de la feuille de route.
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La loi des grands nombres

~8 min
📊 COURS CNED
0 ≤ P(|Mₙ − μ| ≥ x) ≤ V/(nx²) → 0 ⇒ par les gendarmes, P(|Mₙ − μ| ≥ x) → 0 pour tout x > 0.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
La loi des grands nombres ne dit pas que Mₙ = μ : elle dit que les écarts deviennent improbables.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Démonstration courte exigible.
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N8 · 🎯 Séance 3 — Estimer : taille d’échantillon, intervalles

séance 3, cours B-D + exercices
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Estimer une probabilité

~10 min
📊 COURS CNED
P(|Mₙ − p| ≥ x) ≤ 0,25/(nx²) ; précision x, risque α : n ≥ 0,25/(αx²). Précision 0,01, risque 0,05 : 50 000 ; IC au seuil de 95 % : [0,329 ; 0,349].
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
La précision est au carré : diviser x par 2 multiplie n par 4.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
LA compétence visée par le devoir.
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Estimer une espérance

~8 min
📊 COURS CNED
n ≥ V/(αx²) ; V ≈ 200, précision 0,1, risque 0,05 : 400 000 ; IC [24,99 ; 25,19]. Précision 0,01 : 4 × 10⁷.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
La remarque du cours simule 4 × 10⁶ : il faut 4 × 10⁷ pour la précision 0,01.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Même calcul, avec V au lieu de 1/4.
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Fluctuation d’une fréquence

~8 min
📊 COURS CNED
Pièce : α = 0,05 ⇒ 50 000, α = 0,01 ⇒ 250 000 ; intervalle de fluctuation [p − x ; p + x] ; simplifié [p − 1/√n ; p + 1/√n] = [0,498 ; 0,502] pour n = 250 000.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Fluctuation : P(Mₙ ∈ [p − x ; p + x]) ≥ 1 − α (le cours écrit P(p ∈ …)) ; X vaut 0 pour Face.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Distinguer confiance (p inconnu) et fluctuation (p connu).
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Urne et sondage

~10 min
📊 COURS CNED
Urne : 1/(400x²) = 0,05 ⇒ x ≈ 0,224, IC ≈ [0,146 ; 0,594]. Sondage : précision 0,025, risque 0,05 ⇒ n ≥ 8 000 ; 1 500 personnes ⇒ erratum.
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : exercices d’apprentissage 1 et 2 + corrigés.
⚠️ PIÈGE
Le corrigé de l’urne trouve x = 0,05 et [0,32 ; 0,42] : faux (avec x = 0,05, la majoration vaut 1).
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Exercice type : taille d’échantillon pour un sondage.
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N9 · 🦍 Séance 7 — Entraînement au bac

séance 7, sujet commenté
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Le zoo, question 1

~10 min
📊 COURS CNED
B ~ B(50 ; 0,3), O ~ B(70 ; 0,2) ; P(S = 0) = 0,7⁵⁰ × 0,8⁷⁰ ≈ 3 × 10⁻¹⁵ ; E(S) = 29.
🎙️ ORAL
Exercice du Cned : sujet commenté de la séance 7 : énoncé, aide méthodologique, corrigé détaillé.
⚠️ PIÈGE
Le corrigé écrit « paramètres 50 » sans 0,3 : donner les deux paramètres.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Rédaction type de la loi binomiale (aide du Cned).
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Le zoo, question 2

~10 min
📊 COURS CNED
C = 7B + 9O ; E(C) = 231 ; V(C) = 49 × 10,5 + 81 × 11,2 = 1 421,7 ; P(131 ≤ C ≤ 331) ≥ 1 − 0,14217 ⇒ ≥ 0,857.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
L’aide méthodologique inverse : Bienaymé-Tchebychev majore P(|X − E| ≥ x) et permet de minorer P(|X − E| ≤ x).
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Question 2c : le modèle de la méthode « minorer ».
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N10 · 🧭 Méthode et écarts

fiche de synthèse + relecture
0/2
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Méthode et pièges

~8 min
📊 COURS CNED
Intervalle centré sur μ ; contraire de « ≤ x » = « > x » ; V(kX) = k²V(X) ; minoration arrondie par défaut ; citer l’inégalité et ses hypothèses avant le calcul.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
La synthèse reprend plusieurs erreurs du cours (variance de Sₙ, intervalle de fluctuation, pièce « face sinon ») : ne pas la recopier telle quelle.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Toute la séquence.
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Les écarts du cours

~6 min
📊 COURS CNED
≈ 30 écarts relevés (diapositives 27-28) : énoncé du koala, ex. 1.1d, variance de Sₙ, « ≥ 8 » au lieu de « ≥ 9 », V de la puce (≈ 200), urne (x ≈ 0,224), sondage, aide du zoo.
🎙️ ORAL
COUCHE VIDE — déclarée les deux « minutes du prof » de la séquence (Probabilités 8 sur 8, 1 min 32 ; Algorithme 3 sur 3, 1 min 55) ne sont pas transcrites : à regarder sur la plateforme.
⚠️ PIÈGE
Recopier un résultat d’un corrigé sans le recalculer.
📝 TOMBE AU DEVOIR / AU BAC
Vérifier chaque valeur à la calculatrice.

✅ Critères de verrouillage de la séquence 13

1 · J’énonce Markov et Bienaymé-Tchebychev avec leurs hypothèses et je refais les deux démonstrations.

2 · Je traduis un intervalle centré en valeur absolue et je minore sa probabilité (contraire, crochets, conclusion).

3 · Je calcule E et V d’une binomiale, d’une combinaison aX + bY et d’une moyenne Mₙ (V/n, σ/√n).

4 · J’énonce l’inégalité de concentration et la loi des grands nombres (preuve par les gendarmes) et j’explique confiance ≠ fluctuation.

5 · Je trouve une taille d’échantillon pour une précision et un risque donnés (n ≥ V/(αx²), n ≥ 0,25/(αx²)), et je refais seul le sujet du zoo.

6 · Page blanche ≥ 85 % deux jours différents.