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Statistique2021-2022TD 1 : Quelques rappels de probabilites
Exercice 1
1. Donner la d enitiond'une v ariableal eatoirer eelleet de sa loi de probabilit e. 2. Donner la d enitionde la fonction de r epartitiond'une v ariableal eatoirer eelle. 3.
Donner la d enitiond'une densit e.
4. Expliquer les in ter^etsde la fonction de r epartitione tde la densit e.
Exercice 2
1. Soit Xune v.a.r. de fonction de repartition denie par : F
X(x) =8
>:1 six1
3=4 si 2=3x <1
1=2 si 1=4x <2=3
0 six <1=4:
Tracer le graphe de cette fonction de repartition et calculer : P(X= 1=4);P(X2=3);P(X <2=3);P(X >2=3);P(X= 2=3);P(X2[1=4;2=3]): Cette v.a.r. est-elle de loi discrete ? A densite ? 2. M ^emesquestions p ourune v.a.r. don tla fonction de r epartitionest d eniepar : F
X(x) =8
:1 six2=3
3x=2 si 0x <2=3
0 six <0:
3. M ^emesquestions p ourune v.a.r. don tla fonction de r epartitionest d eniepar : F
X(x) =8
:1 six2=3 14 (x+ 1) si 0x <2=3
0 six <0:
Exercice 3
1. Calculer l'esp eranceet la v arianced'une v.a. r.de loi absolumen tcon tinuede densit efXdenie par f
X(x) =12
exp(jxj): 2. M ^emequestion p ourune v.a.r. de densit efXdenie par f
X(x) =8
:1=x3six <1;
0 si1x <1;
1=x3six1:Statistique1TD 1
Exercice 4
SoitXune variable aleatoire reelle de densitefdenie par f (x) = (1)1[1=2;0](x) + (1 +)1]0;1=2](x); ouest un parametre reel tel quejj 6= 1. 1. Quelles conditions doit v erierpour quefsoit bien une densite de probabilite par rapport a la mesure de Lebesgue surR? 2.
Calculer l'esp erancede X.
3. Soien tX1;:::;Xnnvariables aleatoires independantes et de m^eme loi de densitef. SoientUnet V nles variables aleatoires denies par U n=nX i=11 ]1;0](Xi) etVn=nX i=11 ]0;+1[(Xi): (a) Mon trerque UnetVnsuivent des lois binomiales dont on precisera les valeurs des parametres. (b)
Calculer E[Un],E[Vn] et en deduireE[(VnUn)=n].
(c)
Calculer E[UnVn] etcov(Un;Vn).
(d)
Mon trerque
VVnUnn
tend vers 0 lorsquentend vers l'inni.
Exercice 5
SoitXla variable aleatoire reelle de densite
f
X(x) =2xexsix >0 ( >0);
0 six0:
Determiner la loi des variables suivantes :X, 1=X,X2,pX.
Exercice 6
1.
Donner la d enitiond'un v ecteural eatoire.
2. Donner la d enitionde la fonction de r epartitiond'un v ecteural eatoire. 3. Donner la d enitionde la densit ed'un v ecteural eatoire. 4. Expliquer les i nter^etsde la fonction de r epartitionet de la densit e.
Exercice 7
Soit (X;Y) un couple aleatoire de densite conjointefdenie par : f(x;y) =cxy1[0;2][0;5](x;y): 1. D eterminerla v aleurde c, puis la fonction de repartition conjointe du couple (X;Y). 2. D eterminerles lois marginales de XetYde deux facons dierentes. 3.
Calculer P(X1;Y1),P(XY).
Exercice 8
Soit (X;Y) un couple aleatoire dont la densite conjointe est denie par : f(x;y) =eysi 0xy
0 sinon.Statistique2TD 1
1.D eterminerla fonction de r epartitionconjoin tedu couple ( X;Y).
2.
D eterminerles lois marginales de XetY.
3.
Calculer P(X1;Y2),P(X=Y1=2).
Exercice 9
CalculerP(X2+Y21) si (X;Y) est un couple aleatoire de densite conjointefdenie par f(x;y) =2 si 0xy1;
0 sinon.
Exercice 10
SoitXetYdeux variables aleatoires reelles independantes de lois absolument continues, de densites respectives denies par f X(x) = 2exp(2x)1[0;+1[(x) etfY(y) =yexp(y)1[0;+1[(y): 1.
Donner la densit econjoin tedu couple ( X;Y).
2. Calculer p ourtout u2[0;+1[,P(2X+Y=u),P(2X+Yu). Que peut-on en deduire ?
Exercice 11
SoitX= (X1;:::;Xn) un vecteur aleatoire dont les variables marginales sont independantes identique- ment distribuees (echantillon), chacune de fonction de repartition noteeF. 1. D eterminerla loi de max fX1;:::;Xng, et celle de minfX1;:::;Xng. 2. Dans le cas d'un couple de v ariablesal eatoires,d eterminerla loi conjoin tede (maxfX1;X2g;minfX1;X2g):
Exercice 12
Soit (X;Y) un couple aleatoire dont la densite conjointe est la fonctionfdenie par f(x;y) =12 (x+y)exp((x+y))1[0;+1[2(x;y): 1.
D eterminerla loi de la v ariableX+Y.
2. D eterminerla loi conjoin tedu couple al eatoire( X+Y;XY), puis celle du couple aleatoire (X+Y;Y).
Exercice 13
Soit (X;Y) un couple aleatoire dont la densite conjointe est donnee par : f(x;y) =12 px ey1x>0;y>0;x
D eterminerles densit esmarginales de XetY. 2. Les v ariablesmarginales XetYsont-elles independantes ? 3. Les v ariablesXetYpXsont-elles independantes ?
4. Les v ariablesYetX=Y2sont-elles independantes ?Statistique3TD 1 Statistique2021-2022TD 2 : Theorie de l'estimation Exercice 1
On dispose denobservationsx1;:::;xna valeurs dans une espaceH. 1. Expliquer les di erentes etapesde la mo delisationstatistique. On donnera notamme ntla d enition precise d'un modele. 2. Quelle est la distinction en treun mo deleparam etriquee tun mo delenon-param etrique? 3. Qu'est-ce qu'un estimateur ?
4. Qu'est-ce que le biais d'un estimateur ? Sa v ariance? Exercice 2
On considerenvariables aleatoiresX1;:::;Xni.i.d. d'esperanceet de variance2nie. 1. Prop oserun estimateur (raisonnable) de .
2. Calculer son biais et sa v ariance.
3. M ^emequestion p our2.
Exercice 3
SoitX1;:::;Xnnvariables aleatoires i.i.d. de loi de Bernoulli de parametrepinconnu. 1. Prop oserun estimateur (raisonnable) de p.
2. Calculer son biais et sa v ariance.
Exercice 4
SoitX1;:::;Xnnvariables aleatoires i.i.d. de loi de Poisson de parametreinconnu. 1. Prop oserun estimateur (raisonnable) de .
2. Calculer son biais et sa v ariance.
Exercice 5
SoitX1;:::;Xnnvariables aleatoires i.i.d. de loi normaleN(;2). 1. On supp oseici que 2est connu.
(a) Prop oserun estimateur (raisonnab le)de .
(b) Calculer son biais et sa v ariance.
2. On supp osemain tenantque est connu.
(a) Prop oserun estimateur (raisonnab le)de 2.
(b) Calculer son biais.
3. On supp oseenn que et2sont inconnus.Statistique5TD 2 (a)Prop oserun estimateur raisonnab lede . Calculer son biais et sa variance. (b) Prop oserun estimateur raisonnable de 2.
(c) Calculer son biais. On p ourra ecrire
1n n X i=1(XiX)2=1n n X i=1 (Xi) + (X)2: Exercice 6
SoitX1;:::;Xnnvariables aleatoires i.i.d. de loi de Uniforme sur [0;] avec2R+inconnu. On considere les estimateurs^m= 2Xnet^MV= max(X1;:::;Xn): 1. Expliquer la logique de construction de ces estimateurs. 2. Discuter du biai sde
^MV. 3. Calculer le biais, la v arianceet le risque quadratique de ^m. 4. Calculer la fonction de r epartition
^MVet montrer que la densite de^MVest donnee par f ^MV(x) =nxn1 n1]0;[(x): 5. D eduirede la question pr ecedentel'esp erance,la v ariancedequotesdbs_dbs11.pdfusesText_17