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Mathématiques · 4e

Fréquence et probabilité : exercices corrigés de 4e

Publié le 12 novembre 2026 · Mis à jour le 12 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Une fréquence se calcule sur des résultats observés : effectif de l'événement divisé par le nombre total d'essais.
  • Une probabilité décrit ce qu'on peut attendre d'une expérience ; elle ne dit pas ce que donnera le prochain essai 4.
  • Quand on répète l'expérience un grand nombre de fois, la fréquence se rapproche de la probabilité 4.
  • Avec peu d'essais, la fréquence peut s'éloigner beaucoup de la probabilité : c'est normal.
  • Pour un événement et son contraire, les deux fréquences (comme les deux probabilités) ont une somme égale à 1.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices te font passer de ce que tu observes (des résultats d'expériences) à ce que tu prévois (des probabilités). Cherche chaque énoncé seul(e) sur ton cahier. Ouvre un indice si tu bloques, puis compare ta démarche avec la correction, étape par étape. Les exercices sont rangés du plus simple au plus délicat.

Pourquoi la fréquence bouge, et pas la probabilité

Si tu lances une pièce équilibrée 10 fois, tu peux obtenir 7 fois « pile ». La fréquence vaut alors 0,70{,}7, loin de 0,50{,}5. Si tu la lances 10 000 fois, un tel écart devient très improbable. Plus il y a d'essais, plus la fréquence se stabilise autour de la probabilité 4. Un exemple de document d'accompagnement le montre pour un événement de probabilité 0,250{,}25 : à mesure que les expériences se multiplient, la fréquence observée s'en rapproche 2.

Les exercices

Exercice 1 Fréquence de « pile »

★☆☆Environ 5 min

Léa lance une pièce de monnaie 50 fois. Elle obtient « pile » 28 fois.

  1. Quelle est la fréquence de « pile » dans son expérience ? Donne-la sous forme décimale.
  2. Quelle est la fréquence de « face » ?
Indice 1

La fréquence est un effectif divisé par un total.

Indice 2

Pour « face », compte d'abord combien de fois la pièce est tombée sur face.

Voir la correction pas à pas
  1. Le total d'essais est 50 et « pile » apparaît 28 fois.

  2. Fréquence de « pile » : 2850=0,56\dfrac{28}{50}=0{,}56.

  3. Nombre de « face » : 50−28=2250-28=22.

  4. Fréquence de « face » : 2250=0,44\dfrac{22}{50}=0{,}44. On vérifie : 0,56+0,44=10{,}56+0{,}44=1.

La fréquence de « pile » est 0,56 et celle de « face » est 0,44. Les deux fréquences s'additionnent pour faire 1, car « face » est l'événement contraire de « pile ».

Exercice 2 Le dé et le six

★☆☆Environ 6 min

Karim lance un dé équilibré à six faces 200 fois. Le 6 sort 38 fois.

  1. Calcule la fréquence d'apparition du 6.
  2. Donne la probabilité d'obtenir 6 avec ce dé.
  3. La fréquence est-elle exactement égale à la probabilité ? Est-ce anormal ?
Indice 1

Pour la probabilité, compte les faces du dé : une seule porte le 6.

Indice 2

Compare les deux nombres en écrivant des valeurs décimales.

Voir la correction pas à pas
  1. Fréquence du 6 : 38200=0,19\dfrac{38}{200}=0{,}19.

  2. Le dé est équilibré : 6 issues également possibles dont une favorable, donc la probabilité vaut 16≈0,167\dfrac{1}{6}\approx 0{,}167.

  3. On compare : 0,190{,}19 et 0,1670{,}167 sont proches mais différents.

  4. Ce n'est pas anormal : avec 200 lancers, la fréquence est proche de la probabilité sans lui être égale.

La fréquence observée est 0,19, la probabilité est 16\dfrac{1}{6}. Un petit écart est normal : la fréquence varie d'une série d'essais à l'autre.

Exercice 3 Prévoir avec un sac de boules

★☆☆Environ 8 min

Un sac contient 3 boules rouges, 5 boules bleues et 2 boules vertes, indiscernables au toucher. On tire une boule, on note sa couleur, puis on la remet. On recommence 500 fois.

  1. Quelle est la probabilité de tirer une boule verte ?
  2. Combien de boules vertes peut-on s'attendre à obtenir environ sur les 500 tirages ?
Indice 1

Compte toutes les boules du sac pour trouver le nombre de cas possibles.

Indice 2

L'effectif attendu s'obtient en multipliant la probabilité par 500.

Voir la correction pas à pas
  1. Nombre total de boules : 3+5+2=103+5+2=10.

  2. Les boules sont indiscernables au toucher : chacune a la même chance d'être tirée, donc P(verte)=210=0,2P(\text{verte})=\dfrac{2}{10}=0{,}2.

  3. Effectif attendu : 0,2×500=1000{,}2\times 500=100.

  4. Ce nombre est une estimation : on obtiendra un nombre proche de 100, pas forcément 100.

La probabilité de tirer une boule verte est 0,2. On s'attend à environ 100 boules vertes sur 500 tirages.

Exercice 4 Deviner la composition d'un sac

★★☆Environ 10 min

Un sac opaque contient 10 boules, rouges ou noires, dont on ne connaît pas la répartition. Samia tire une boule, note sa couleur, la remet, et recommence 1 000 fois. Elle obtient 312 boules rouges.

  1. Calcule la fréquence des boules rouges.
  2. À partir de cette fréquence, estime le nombre de boules rouges dans le sac (un entier).
  3. Pourquoi ne peut-on pas être certain de ce résultat ?
Indice 1

Une fréquence calculée sur beaucoup d'essais sert d'estimation de la probabilité.

Indice 2

Multiplie cette fréquence par le nombre de boules du sac, puis arrondis à l'entier le plus proche.

Voir la correction pas à pas
  1. Fréquence des rouges : 3121000=0,312\dfrac{312}{1000}=0{,}312.

  2. Avec 1 000 essais, on peut penser que la probabilité de tirer une rouge est proche de 0,3120{,}312.

  3. Nombre de rouges estimé : 0,312×10=3,120{,}312\times 10=3{,}12, soit environ 3 boules, car on doit trouver un entier.

  4. On ne peut pas être certain : la fréquence dépend du hasard et pourrait donner un autre résultat avec une nouvelle série.

Le sac contient vraisemblablement 3 boules rouges et 7 noires. C'est une estimation fondée sur la fréquence, pas une preuve.

Exercice 5 Quand le nombre d'essais augmente

★★☆Environ 10 min

Inès lance une pièce et relève le nombre de « pile » à différentes étapes.

Nombre de lancers 10 100 1 000
Nombre de « pile » 7 56 508
  1. Calcule les trois fréquences de « pile ».
  2. Que remarques-tu quand le nombre de lancers augmente ?
  3. Quelle probabilité de « pile » peut-on supposer pour cette pièce ?
Indice 1

Calcule chaque fréquence en divisant par le nombre de lancers de la colonne.

Indice 2

Regarde de quelle valeur les fréquences se rapprochent.

Voir la correction pas à pas
  1. Pour 10 lancers : 710=0,7\dfrac{7}{10}=0{,}7.

  2. Pour 100 lancers : 56100=0,56\dfrac{56}{100}=0{,}56.

  3. Pour 1 000 lancers : 5081000=0,508\dfrac{508}{1000}=0{,}508.

  4. Les fréquences diminuent et se rapprochent de 0,50{,}5 quand le nombre de lancers augmente.

  5. On peut supposer une probabilité de « pile » égale à 0,50{,}5, ce qui correspond à une pièce équilibrée.

Les fréquences sont 0,7, 0,56 et 0,508. Plus il y a de lancers, plus la fréquence est proche de la probabilité, ici 0,50{,}5.

Exercice 6 Fréquence de l'événement contraire

★★★Environ 10 min

Sur 120 lancers d'un dé, un élève a obtenu le 6 exactement 21 fois.

  1. Calcule la fréquence de l'événement « obtenir un 6 ».
  2. En déduire la fréquence de l'événement contraire « ne pas obtenir un 6 ».
  3. Calcule la probabilité théorique de « ne pas obtenir un 6 » pour un dé équilibré et compare.
Indice 1

La somme des fréquences d'un événement et de son contraire vaut 1.

Indice 2

Pour la probabilité théorique, utilise 1 moins la probabilité d'obtenir 6.

Voir la correction pas à pas
  1. Fréquence du 6 : 21120=0,175\dfrac{21}{120}=0{,}175.

  2. Fréquence de « pas de 6 » : 1−0,175=0,8251-0{,}175=0{,}825 (vérification : 9999 lancers sans 6, et 99120=0,825\dfrac{99}{120}=0{,}825).

  3. Probabilité théorique de « pas de 6 » : 1−16=56≈0,8331-\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6}\approx 0{,}833.

  4. Comparaison : 0,8250{,}825 et 0,8330{,}833 sont très proches, ce qui est cohérent avec 120 essais.

La fréquence de « ne pas obtenir un 6 » est 0,825, tout près de la probabilité théorique 56≈0,833\dfrac{5}{6}\approx 0{,}833.

Exercice 7 La roulette et l'écart attendu

★★★Environ 12 min

Une roulette est partagée en 8 secteurs identiques : 3 jaunes, 1 rouge et 4 bleus. On la fait tourner 2 400 fois et le secteur bleu sort 1 260 fois.

  1. Quelle est la probabilité d'obtenir bleu ?
  2. Combien de fois bleu devrait-il sortir environ ?
  3. Calcule la fréquence observée de bleu, puis l'écart entre cette fréquence et la probabilité.
Indice 1

Les secteurs sont identiques : la probabilité se calcule avec des cas favorables sur des cas possibles.

Indice 2

L'écart se calcule en soustrayant la probabilité de la fréquence observée.

Voir la correction pas à pas
  1. Il y a 4 secteurs bleus sur 8 : P(bleu)=48=0,5P(\text{bleu})=\dfrac{4}{8}=0{,}5.

  2. Effectif attendu : 0,5×2400=12000{,}5\times 2400=1200.

  3. Fréquence observée : 12602400=0,525\dfrac{1260}{2400}=0{,}525.

  4. Écart : 0,525−0,5=0,0250{,}525-0{,}5=0{,}025, soit 2,5 points de pourcentage.

La probabilité est 0,5, la fréquence observée 0,525 : l'écart est de 0,025. Sur 2 400 essais, la fréquence devrait en général être plus proche de la probabilité : cet écart est un peu grand, et on pourrait refaire l'expérience pour vérifier que la roulette est bien équilibrée.

Les questions qu'on se pose

Quelle est la différence entre fréquence et probabilité ?

La fréquence se calcule après coup, sur des essais réellement faits : elle change d'une série à l'autre. La probabilité décrit l'expérience elle-même. Si on répète l'expérience un grand nombre de fois, la fréquence d'un événement devient proche de sa probabilité 4.

Si la probabilité d'obtenir 6 est 1/6, est-ce qu'un 6 sort forcément tous les 6 lancers ?

Non. Une probabilité ne dit rien sur le résultat du lancer suivant 4. Sur un grand nombre de lancers, on s'attend à obtenir un 6 environ une fois sur six en moyenne, mais pas à un rythme régulier.

Sources

Programme visé : Annexe 2 – Programme de mathématiques pour le cycle 4 · education.gouv.fr

  1. Annexe 2 – Programme de mathématiques pour le cycle 4, education.gouv.fr. Consulté le 12 novembre 2026.
  2. Document d'accompagnement – Probabilités au collège, IREM Université de Lille. Consulté le 12 novembre 2026.
  3. Oubli de la fréquence de base, Wikipédia. Consulté le 12 novembre 2026.
  4. Probabilités (mathématiques élémentaires), Wikipédia. Consulté le 12 novembre 2026.

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