5. Quelques lois discrètes
Quelques lois discr`etes. MTH2302D Si X suit une loi de Bernoulli de param`etre p alors on note ... La fonction de répartition de la loi binomiale est.
1 Lois discrètes
1 Lois discrètes 1.2 Loi Binomiale de paramètres (n ?)
Probabilités continues
Loi d'une variable aléatoire : du discret au continu Quelle est la fonction de répartition de la loi de X ? 15 / 99. Page 20. Deuxi`eme partie II.
C- Lois usuelles
C.1- Lois discrètes- Loi de Bernoulli. • Loi : • Moments. E: Tirage dans une urne de Fonction indicatrice de A : 1 ( ) ... Fonction de répartition.
Variables Aléatoires
Variables Aléatoires Discrètes. 2.1 Définition. 2.2 Loi de Probablité. 2.3 Fonction de Répartition. 3. Variables Aléatoires Continues. 3.1 Définition.
Variables aléatoires discrètes Autour de la fonction de répartition
Ex 4. Soit X une variable aléatoire réelle de loi uniforme sur [01]. Déterminer la loi de la variable aléatoire Y dans les cas suivants
Lois de probabilité usuelles (rappels) ? ? Université Paris
Fonction de répartition d'une loi discrète Si X est une variable aléatoire de densité f sa fonction ... Espérance et variance dans le cas discret.
Chapitre 2 - Variables Aléatoires
Seul le dernier exemple n'est pas une variable discrète. 1 Loi de probabilité Fonction de répartition. La loi de probabilité d'une variable aléatoire
Cours dintroduction
Loi discrète uniforme . A.2 Lois discrètes classiques . ... La fonction de répartition F et la loi de probabilité P admettent les représentations ...
Probabilités et variables aléatoires
lois les plus utilisées sont décrites : discrètes de Bernoulli; bino- Calculons la fonction de répartition de X. Comme X est positive on a.
[PDF] Fonction de répartition et densité
Nous avons vu au chapitre sur les lois discr`etes la définition générale d'une variable aléatoire X Dans ce chapitre nous avons abordé le cas - facile
[PDF] 5 Quelques lois discrètes - GERAD
Quelques lois discr`etes MTH2302D Si X suit une loi de Bernoulli de param`etre p alors on note La fonction de répartition de la loi binomiale est
Fonction de répartition
A part les lois géométriques les fonctions de répartitions des lois discrètes classiques n'ont pas d'expression analytique simple Lois continues La fonction
[PDF] Variables Aléatoires
La loi de probabilité d'une variable aléatoire permet de connaitre les La fonction de répartition d'une variable discrète est constante par morceaux
[PDF] Variables aléatoires discrètes Autour de la fonction de répartition
1) Calculer la fonction de répartition de Z 2) Si la loi de X a pour densité f est-ce que la loi de Z est encore à densité ?
[PDF] Correction TD no 3
Notons FY la fonction de répartition de Y et FX celle de X Alors aléatoire discrète suivant une loi Binomiale de paramètres n et p ?]0 1[
[PDF] Loi de probabilité continue
Elle est intimement liée à la fonction de répartition de la loi normale (centrée réduite) Clear[x] Integrate[Exp[-x 2] {
[PDF] 1 Lois discrètes
1 Lois discrètes 1 2 Loi Binomiale de paramètres (n ?) notée Bin(n ?) La densité et la fonction de répartition de la loi N(0 1) sont notées par
[PDF] Variables aléatoires discrètes - CPGE Brizeux
est une probabilité sur (X(?)P(X(?)) appelée loi de probabilité de X La fonction de répartition d'une variable aléatoire discrète X est une fonction
[PDF] loi de probabilite dune variable aleatoire discrete
A définition d'une variable aléatoire discrète Une loi de probabilité discrète est définie par les C Fonction de répartition F Définition
Comment calculer la fonction de répartition d'une variable aléatoire discrète ?
Définition 1 La fonction de répartition (f.d.r.) de la variable aléatoire X sur R est la fonction suivante : FX (x) = P(X ?] ? ?,x]) = P(X ? x). FX (x)=1. 2. Comme FX est croissante, elle admet une limite `a gauche en chaque point, limite qu'on notera FX (x?).Comment définir la fonction de répartition ?
b - Représentation graphique de la fonction de répartition F de X : F(x) = 1 - 1/x2 sur [1,+?[. C'est une fonction strictement croissante (de dérivée f), nulle en 1 et admettant y = 1 comme asymptote horizontale à l'infini.Quels sont les lois discrètes ?
La loi uniforme discrète décrit un tirage aléatoire à n résultats possibles équiprobables : pile ou face, dé, roulette de casino, tirage d'une carte. La loi triangulaire discrète décrit la somme de deux uniformes indépendantes de même paramètre : résultat du jet de deux dés.- Une loi de probabilité est dite continue quand l'expérience aléatoire associée à cette loi peut prendre n'importe quelle valeur dans un intervalle défini, ouvert ou non. Pour une loi continue : la notion de distribution de probabilité n'a plus de sens. car elle donne la probabilité qu'un sujet prenne une valeur donnée.
Probabilites continues
Julie Delon
1/99Plan du cours
PART 1: Introduction
PART 2: Esperance, variance, quantiles
PART 3: Lois usuelles
PART 4: Loi normale et cie
PART 5: Lois jointes, independance
PART 6: Theoremes limites
2/99Premiere partie I
Introduction
3/99Du discret au continu
Denition
Une variable aleatoire (abbr. v.a) reelle est une applicationmesurable X: !R !7!X(!)Unevariable aleatoire discreteprend ses valeurs dans un ensemble ni ou denombrablelance de de,X( ) =f1;2;3;4;5;6gnombre de photons emis par une source lumineuse pendant 1s,X( ) =N4/99Du discret au continu
Denition
Une variable aleatoire (abbr. v.a) reelle est une applicationmesurable X: !R !7!X(!)Unevariable aleatoire continuepeut prendre une innite non denombrable de valeurs, par exemple dans un intervalle ou sur toutR.taille des individus d'une population,X( ) = [0;M]temps d'attente a la poste,X( ) =R+taux de cholesterol,X( ) =R+poids a la naissance,X( ) = [0;m]... 4/99 Loi d'une variable aleatoire : du discret au continu0246810121416051020:15/99
Loi d'une variable aleatoire : du discret au continu051015051020:15/99
Loi d'une variable aleatoire : du discret au continu051015051020:15/99
Loi d'une variable aleatoire continue
SiXa une loi continue, la probabilite queXprenne une valeur bien preciseaest en general nulle.On ne peut donc pas denir la loi deXen se contentant de donner ses probabilites elementairesP[X=a] pour touta.SiXdesigne le taux de cholesterol d'un individu, alorsP[X= 0:53969252982mgjl] = 0.On s'interesse plut^ot a la probabilite queXsoit dans un intervalle donne [a;b], ou
qu'il soit inferieur a une valeur donneea. 6/99Du discret au continu
Exercice
On jette un stylo sur une table, et on noteXl'angle (non signe, donc entre 0 et) qu'il forme avec le bord de la table. Quelle est la loi deX? Comment peut-on la representer graphiquement? Quelle est la probabilite de l'evenementf3 X2 g?7/99Densite de probabilite
Denition
Une variable aleatoireXest ditea densitelorsqu'il existe une fonction positive fX:R!R+telle que
P(aXb) =Z
b a fX(x)dxpour tousa;b2R;ab:
Cette fonctionfXest appeleedensitedeX.remarque: on peut prendrea=1oub= +1dans cette formule.baLa probabiliteP(aXb)corres-
pond a l'aire du domaine situe sous le graphe defXentre les abscissesa etb.R +11fX(x)dx=P(X2R) = 1. Il faut toujours penser a le verier!8/99
Densite de probabilite
Denition
Une variable aleatoireXest ditea densitelorsqu'il existe une fonction positive fX:R!R+telle que
P(aXb) =Z
b a fX(x)dxpour tousa;b2R;ab:
Cette fonctionfXest appeleedensitedeX.remarque: on peut prendrea=1oub= +1dans cette formule.baLa probabiliteP(aXb)corres-
pond a l'aire du domaine situe sous le graphe defXentre les abscissesa etb.R +11fX(x)dx=P(X2R) = 1. Il faut toujours penser a le verier!8/99
Calculer la loi d'une variable a densite, c'est calculer sa densite! 9/99P[X=x]
Si la variable aleatoireXa une densitefX, alors pour toute valeura, la probabilite queXprenne la valeuraest0!!!P(X=a) =P(aXa) =Z
a a fX(x)dx= 0
On s'interesse plut^ot a la probabilite queXprenne ses valeurs dans un intervalle donne [a;b] 10/99Decrire une loi
M^eme terminologie que pour des distributions discretes : dyssymetrie (skewness), moyenne, variance, median, mode, quantiles, etc. 11/99Exercice
Exercice
Parmi les fonctions suivantes, lesquelles sont des densites de probabilite?1f(x) =8 :x+ 1 si1x01xsi 0x11
0 sinon.2f(x) =(
x2si 0x10 sinon.3f(x) =(
2cos(x) si 0x2
0 sinon.4f(x) =(
34(1x2) si1x1
0 sinon.
12/99Fonction de repartition
Denition
Lafonction de repartitiond'une variable aleatoireXest la fonction denie pour tout t2Rpar FX(t) =P(Xt):
Autrement dit,FX(t) est la probabilite de l'evenement "la valeur deXest inferieure ou egale at".F XF XFigure:Exemples de fonctions de r epartitiond'une va riablediscr eteet d'une va riablecontinue. 13/99Proprietes de la Fonction de repartition
FX(t)2[0;1] pour toutt2R;F
Xest une fonctioncroissantelim
x!1FX(x) = 0 et limx!+1FX(x) = 1pour toutaProposition
Si la fonction de repartitionFXest derivable, alorsXest une variable a densite et sa densite est la derivee deFX: fX=F0XExercice
On jette un stylo sur une table, et on noteXl'angle (non signe, donc entre 0 et) qu'il forme avec le bord de la table. Quelle est la fonction de repartition de la loi deX?15/99Deuxieme partie II
Esperance, variance, quantiles
16/99Esperance
Denition
SoitXune variable aleatoire continue de densitefX, son esperance estE[X] =Z
R tfX(t)dt;
lorsque cette integrale est bien denie.Si l'integrale precedente n'est pas convergente, alors l'esperance deXn'est pas denie.
E[X] est une moyenne ponderee des valeurs que peut prendreX. 17/99Proprietes de l'esperance
Proposition
Soient X et Y deux variables aleatoires et2Run nombre reel, on a alorsE() =E(X) =E(X)E(X+) =E(X) +E(1X+2Y) =1E(X) +2E(Y)BAttention cependant, meme si l'esperance admet beaucoup de proprietes qui la
rendent agreable, elle ne respecte pas en general la multiplication (E(XY)6=E(X)E(Y)), sauf pour des variables independantes. 18/99Proprietes de l'esperance
Proposition
SoientXune variable aleatoire continue de densitefX, etg:R!Rune fonction quelconque. L'esperance deg(X) se calcule ainsi :E(g(X)) =Z
R g(x)fX(x)dx:BIl se peut tres bien queE(g(X)) n'existe pas alors queE(X) existe! 19/99Esperance
Que pouvez-vous dire des esperances relatives de ces densites?1050510051020:10:150:220/99Esperance
Que pouvez-vous dire des esperances relatives de ces densites?105051000:10:20:30:420/99Variance
Denition
SoitXune variable aleatoire continue de densitefX, sa variance estVar[X] =E[(XE[X])2] =Z
R (tE[X])2fX(t)dt =E[X2]E[X]2=Z R t2fX(t)dt Z R tfX(t)dt
2lorsque ces integrales sont bien denies.La variance est un nombre positif, qui peut ^etre inni m^eme si l'esperance existe.
Denition
L'ecart-typed'une variable aleatoireXest la racine carree de sa variance : (X) =pVar(X):21/99Proprietes de la variance
Proposition
Soit X une variable aleatoire et2Run nombre reel, on a alorsVar() =Var(X+) =Var(X) =22/99Proprietes de la variance
Proposition
Soit X une variable aleatoire et2Run nombre reel, on a alorsVar() = 0Var(X+) =Var(X)Var(X) =2Var(X)22/99
Variance
Que pouvez-vous dire des variances de ces densites?105051000:10:20:30:423/99Quantile
Denition
Lesquantilesd'une distributionfsont les valeurs permettant de diviser le support dela distribution en intervalles de poids egaux.On parle de q-quantile lorsqu'on divise le poids de la distribution en q intervalles. Il y
en aq1Par exemple2-quantile = median
3-quantile = tercile
4-quantile = quartile
10-quantile = decile
Lesq-quantiles de la distributionfXde fonction de repartitionFXsont les valeurs F 1 Xiq ;i2 f1;:::;q1g 24/99Exercice
Exercice
SoitXune variable aleatoire de densite
fX(x) =(
43x1=3si 0x1
0 sinon.1Quelle est la fonction de repartition deX?2Quelle est l'esperance deX?3Quelle est la variance deX?4Quelle est la probabilite de l'evenementf13
X12 g?5Quelles sont les terciles de la loi deX?25/99 Decrire une loi : relation entre moyenne et median 26/99Cas des lois symetriques
Si une loi est symetrique par rapport a la valeur, sa moyenne et sa mediane concident et valent. Dans ce cas, soniemeq-quantile et son (qi)emequantile sont symetriques l'un de l'autre par rapport aa: F1 Xiq =F1 Xqiq F 1X(110)F
1X(910)
27/99Troisieme partie III
Lois usuelles
28/99Loi uniforme
Denition
La loi uniforme sur un intervalle [;] est la loi de densite f(x) =1six2[;];
0 sinon.
On noteX U([;]) ("Xsuit la loi uniforme sur [;]").Dans l'exemple du stylo qui tombe sur une table, il est raisonnable de supposer que
l'angleXsuit la loi uniforme sur [0;]. On aura donc par exemple : P X2 =Z 2 01 dx=12 ou encore : P4 X2 =Z 2 41dx=14 :29/99
Fonction de repartition d'une loi uniforme
SiXsuit la loi uniforme sur [;], on a
fX(x) =
1six2[;];
0 sinon,
et donc FX(x) =8
:0 six xsix2[;];1 six20246810051020:10:150:22024681000:20:40:60:81
Figure:Densit e( agauche) et fonction de r epartition( adroite) de la loi unifo rmesur l'intervalle [2;7].30/99Loi uniforme
ExerciceSoitXune variable aleatoire de loi uniforme sur [;]. Calculez l'esperance et la variance deX.31/99Loi exponentielle
Denition
Soita>0 un reel. On dit queXsuit la loi exponentielle de parametreasi elle admet la densite fX(x) =aeax1R+(x) =aeaxsix0;
0 sinon.Sa fonction de repartition est :
FX(x) =Z
x 1 fX(t)dt=1eaxsix0;
0 sinon.
32/99Loi exponentielle
La loi exponentielle est souvent utilisee pour modeliser la loi de temps d'attente ou dedurees de vie (aest l'inverse du temps d'attente moyen).duree de vie d'une ampoule, d'un appareil electrique
temps jusqu'au prochain tremblement de terre temps d'attente a la poste...2024681000:511:52
2024681000:20:40:60:81
Figure:Densit e( agauche) et fonction de r epartition( adroite) de la loi exp onentielle.Courb e cyan poura= 1 et rouge poura= 3 33/99Esperance et variance d'une variable de loi exponentielle ExerciceSoitXune variable aleatoire de loi exponentielle de parametrea>0.X admet la densite f
X(x) =aeax1R+=aeaxsix0;
0 sinon.:
Calculez l'esperance et la variance deX.34/99
Esperance deX
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