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3.1 VARIABLE ALÉATOIRE

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

cours 11

3.1 VARIABLE ALÉATOIRE

(2)

Aujourd’hui, nous allons voir

(3)

Aujourd’hui, nous allons voir

✓ Variables aléatoires

(4)

Aujourd’hui, nous allons voir

✓ Variables aléatoires

✓ Fonctions de répartitions

(5)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus

à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

(6)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

Par exemple si on lance un dé à trois reprises, on pourrait

être intéressé par

(7)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

Par exemple si on lance un dé à trois reprises, on pourrait être intéressé par

• La somme des trois dés.

(8)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

Par exemple si on lance un dé à trois reprises, on pourrait être intéressé par

• La somme des trois dés.

• Le nombre de fois que le 4 sort.

(9)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

Par exemple si on lance un dé à trois reprises, on pourrait être intéressé par

• La somme des trois dés.

• Le nombre de fois que le 4 sort.

• Le plus grand des trois.

(10)

Lors d’une expérience aléatoire, il arrive souvent qu’on s’intéresse plus à une fonction du résultat qu’au résultat lui-même.

Par exemple si on lance un dé à trois reprises, on pourrait être intéressé par

• La somme des trois dés.

• Le nombre de fois que le 4 sort.

• Le plus grand des trois.

• etc.

(11)

Définition Une variable aléatoire est une fonction

X : S 7 ! R

(12)

Définition Une variable aléatoire est une fonction X : S 7 ! R

qui associe à chaque résultat d’une expérience aléatoire un nombre.

(13)

Définition Une variable aléatoire est une fonction X : S 7 ! R

qui associe à chaque résultat d’une expérience aléatoire un nombre.

On nomme l’ensemble des valeurs que peut prendre la variable

aléatoire l’ensemble de réalisation.

(14)

Définition Une variable aléatoire est une fonction X : S 7 ! R

qui associe à chaque résultat d’une expérience aléatoire un nombre.

On nomme l’ensemble des valeurs que peut prendre la variable aléatoire l’ensemble de réalisation.

Im(X ) ⇢ R

(15)

Définition Une variable aléatoire est une fonction X : S 7 ! R

qui associe à chaque résultat d’une expérience aléatoire un nombre.

On nomme l’ensemble des valeurs que peut prendre la variable aléatoire l’ensemble de réalisation.

Im(X ) ⇢ R

Lorsque l’ensemble de réalisation est fini ou dénombrable, on dit que

la variable aléatoire est discrète.

(16)

Définition Une variable aléatoire est une fonction X : S 7 ! R

qui associe à chaque résultat d’une expérience aléatoire un nombre.

On nomme l’ensemble des valeurs que peut prendre la variable aléatoire l’ensemble de réalisation.

Im(X ) ⇢ R

Lorsque l’ensemble de réalisation est fini ou dénombrable, on dit que la variable aléatoire est discrète.

Lorsque l’ensemble de réalisation est non dénombrable, on dit que la

variable aléatoire est continue.

(17)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation

est fini

(18)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R

(19)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

(20)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

S R

x

1

x

2

x

n

.. . s

1

s

2

s

k

.. . s

3

X

(21)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

S R

x

1

x

2

x

n

.. . X = x

2

s

1

s

2

s

k

.. . s

3

X

(22)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

S R

x

1

x

2

x

n

.. . X = x

2

X

1

(x

2

) ⇢ S

s

1

s

2

s

k

.. . s

3

X

(23)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

S R

x

1

x

2

x

n

.. .

X = x

2

X

1

(x

2

) ⇢ S la préimage de x

2

s

1

s

2

s

k

.. . s

3

X

(24)

Prenons une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est fini

X : S 7 ! R Im(X ) = { x

1

, x

2

, . . . x

n

}

S R

x

1

x

2

x

n

.. .

X = x

2

X

1

(x

2

) ⇢ S la préimage de x

2

s

1

s

2

s

k

.. . s

3

X

(25)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer

(26)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer

X = x

i

(27)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer

X = x

i

X

1

(x

i

) ⇢ S

(28)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer X = x

i

X

1

(x

i

) ⇢ S

donc X

1

(x

i

) est un évènement A

i

(29)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer X = x

i

X

1

(x

i

) ⇢ S

donc X

1

(x

i

) est un évènement A

i

Et on peut calculer sa probabilité

(30)

Donc à une réalisation x

i

on y peut associer X = x

i

X

1

(x

i

) ⇢ S

donc X

1

(x

i

) est un évènement A

i

Et on peut calculer sa probabilité

P (A

i

) = P (X = x

i

)

(31)

S R

X

(32)

S R X

P (S )

X

1

(33)

S R X

P (S )

X

1

[0, 1]

P

(34)

S R X

P (S )

X

1

[0, 1]

P

f

(35)

S R X

P (S )

X

1

[0, 1]

P

f

f (x

i

) = P (X = x

i

)

(36)

Définition Soit une variable aléatoire discrète X

(37)

Définition Soit une variable aléatoire discrète X

on définit sa fonction de probabilités

(38)

Définition Soit une variable aléatoire discrète X on définit sa fonction de probabilités

R = Im(X ) f

[0, 1]

(39)

Définition Soit une variable aléatoire discrète X on définit sa fonction de probabilités

f (x

i

) = P (X = x

i

) R = Im(X ) f

[0, 1]

(40)

Définition Soit une variable aléatoire discrète X on définit sa fonction de probabilités

f (x

i

) = P (X = x

i

) R = Im(X ) f

[0, 1]

on nomme aussi cette fonction la loi de probabilités

ou distribution de probabilités de la variable aléatoire X

(41)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère

le nombre de piles obtenues.

(42)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

(43)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

(44)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf

pfp

fpp

pff

fpf

fff

ffp

S

(45)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0

X

(46)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

f (3)

(47)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

f (3)

(48)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

f (3) = P (X = 3)

(49)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 1

f (3) = P (X = 3) 8

(50)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 1 f (3) 8

f (2)

= P (X = 3)

(51)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 1 f (3) 8

f (2)

= P (X = 3)

(52)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 1 f (3) 8

f (2) = P (X = 2)

= P (X = 3)

(53)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 f (3) 8

f (2) = P (X = 2)

= P (X = 3)

(54)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 f (3) 8

f (2) f (1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(55)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 f (3) 8

f (2) f (1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(56)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 f (3) 8

f (2)

f (1) = P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(57)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 8

= 3 8 f (3)

f (2)

f (1) = P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(58)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 8

= 3 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

= P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(59)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 8

= 3 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

= P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(60)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 8

= 3 8 f (3)

f (2) f (1)

f (0) = P (X = 0)

= P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(61)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 } ppp

ppf pfp fpp pff fpf fff ffp S

2 3

1

0 X

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1)

f (0) = P (X = 0)

= P (X = 1)

= P (X = 2)

= P (X = 3)

(62)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2)

f (1)

f (0)

(63)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2)

f (1)

f (0)

x

i

f (x

i

)

(64)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0) x

i

f (x

i

)

0 1

8

(65)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0) x

i

f (x

i

)

0 1

8

1 3

8

(66)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0) x

i

f (x

i

)

0 1

8

1 3

8

2 3

8

(67)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0) x

i

f (x

i

)

0 1

8

1 3

8

2 3

8

3 1

8

(68)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2)

f (1)

f (0)

(69)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(70)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(71)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(72)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(73)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(74)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(75)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(76)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(77)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

L’ensemble de réalisation de est X { 0, 1, 2, 3 }

= 3 8

= 1 8

= 3 8

= 1 8 f (3)

f (2) f (1) f (0)

0 1 2 3

(78)

Faites les exercices suivants

# 3.1 et 3.2

(79)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

X

(80)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

X

(81)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

puisque X est une fonction,

X

(82)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

puisque X est une fonction, les évènements

X

(83)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

puisque X est une fonction,

X = x

i

les évènements

X

(84)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

puisque X est une fonction,

X = x

i

X = x

j

les évènements

X

(85)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

puisque X est une fonction,

X = x

i

X = x

j

les évènements

forment une partition de S

X

(86)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

on doit nécessairement avoir puisque X est une fonction,

X = x

i

X = x

j

les évènements

forment une partition de S

X

(87)

Remarque:

Soit une variable aléatoire discrète dont l’ensemble de réalisation est

{ x

1

, x

2

, x

3

, . . . }

on doit nécessairement avoir puisque X est une fonction,

X = x

i

X = x

j

les évènements

X

1 k=1

f (x

k

) = 1

forment une partition de S

X

(88)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention

du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité

d’obtenir pile est p.

(89)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P (F ) = 1 P (P )

(90)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(91)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(92)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n }

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(93)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(94)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(95)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

(96)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

(97)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

P (X = 3) = P ( { F, F, P } )

(98)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

P (X = 3) = P ( { F, F, P } ) = (1 p)

2

p

(99)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p .. .

P (X = 3) = P ( { F, F, P } ) = (1 p)

2

p

(100)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

P (X = n 1) = P ( { F, . . . , F

| {z }

n 2

, P } ) = (1 p)

n 2

p .. .

P (X = 3) = P ( { F, F, P } ) = (1 p)

2

p

(101)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

P (X = n) = P ( { F, . . . , F

| {z }

n 1

, P } [ { F, . . . , F

| {z }

n 1

, F } ) P (X = n 1) = P ( { F, . . . , F

| {z }

n 2

, P } ) = (1 p)

n 2

p .. .

P (X = 3) = P ( { F, F, P } ) = (1 p)

2

p

(102)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

X : le nombre de lancé avant d’arrêter

L’ensemble de réalisation est { 1, 2, 3, . . . , n } P (X = 1) = P ( { P } ) = p

P (X = 2) = P ( { F, P } )

P (F ) = 1 P (P )

= 1 p

= (1 p)p

P (X = n) = P ( { F, . . . , F

| {z }

n 1

, P } [ { F, . . . , F

| {z }

n 1

, F } ) = (1 p)

n 1

P (X = n 1) = P ( { F, . . . , F

| {z }

n 2

, P } ) = (1 p)

n 2

p .. .

P (X = 3) = P ( { F, F, P } ) = (1 p)

2

p

(103)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention

du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité

d’obtenir pile est p.

(104)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

(105)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

(106)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

=

n

X

1

i=1

P (X = x

i

) + P (X = x

n

)

(107)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

=

n

X

1

i=1

P (X = x

i

) + P (X = x

n

)

(108)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

=

n

X

1

i=1

P (X = x

i

) + P (X = x

n

)

=

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

p + (1 p)

n 1

(109)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

=

n

X

1

i=1

P (X = x

i

) + P (X = x

n

)

=

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

p + (1 p)

n 1

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

(110)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

=

X

n

i=1

P (X = x

i

)

=

n

X

1

i=1

P (X = x

i

) + P (X = x

n

)

=

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

p + (1 p)

n 1

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

(111)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

(112)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

(113)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

(114)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

(115)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

= 1 (1 p)

n 1

+ (1 p)

n 1

(116)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

= 1 (1 p)

n 1

+ (1 p)

n 1

(117)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

= 1 (1 p)

n 1

+ (1 p)

n 1

(118)

Exemple On lance une pièce de monnaie jusqu’à l’obtention du premier pile, mais au plus n fois. La probabilité d’obtenir pile est p.

P

[

n

i=1

{ X = x

i

}

!

= p

n

X

1

i=1

(1 p)

k 1

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

1 (1 p)

+ (1 p)

n 1

= p

✓ 1 (1 p)

n 1

p

+ (1 p)

n 1

= 1 (1 p)

n 1

+ (1 p)

n 1

= 1

(119)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète X

est

(120)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

)

X

est

(121)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X

est

(122)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque:

(123)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque: Voici quelques propriétés des fonctions de répartitions

(124)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque: Voici quelques propriétés des fonctions de répartitions

F (x) est non décroissante

(125)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque: Voici quelques propriétés des fonctions de répartitions F (x) est non décroissante

a < b = ) F (a)  F (b)

c’est-à-dire

(126)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque: Voici quelques propriétés des fonctions de répartitions

x! 1

lim F (x) = 0

F (x) est non décroissante

a < b = ) F (a)  F (b)

c’est-à-dire

(127)

Définition

La fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète F (x

i

) = P (X  x

i

) = f (x

1

) + f (x

2

) + · · · + f (x

i

)

X est

Remarque: Voici quelques propriétés des fonctions de répartitions

x

lim

!1

F (x) = 1

x! 1

lim F (x) = 0

F (x) est non décroissante

a < b = ) F (a)  F (b)

c’est-à-dire

(128)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

(129)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (0)

(130)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (0) = P (X  0) = f (0)

(131)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues F (0) = P (X  0) = f (0) = 1

8

(132)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1)

F (0) = P (X  0) = f (0) = 1

8

(133)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1)

F (0) = P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= 1

8

(134)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1)

F (0) = P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= 1 8

= 1

8 + 3

8

(135)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1)

F (0) = P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= 1 8

= 1

8 + 3

8 = 4

8

(136)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= 1 8

= 1

8 + 3

8 = 4

8

(137)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= 1 8

= 1

8 + 3

8 = 4

8

(138)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3 8

= 4

8

(139)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3

8 = 7 8

= 4

8

(140)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

F (3)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3

8 = 7 8

= 4

8

(141)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

F (3)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= P (X  3) = f (0) + f (1) + f (2) + f (3)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3

8 = 7 8

= 4

8

(142)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

F (3)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= P (X  3) = f (0) + f (1) + f (2) + f (3)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3

8 + 1 8

= 7 8

= 4

8

(143)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2)

F (3)

= P (X  0) = f (0)

= P (X  1) = f (0) + f (1)

= P (X  2) = f (0) + f (1) + f (2)

= P (X  3) = f (0) + f (1) + f (2) + f (3)

= 1 8

= 1

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3 8

= 1

8 + 3

8 + 3

8 + 1

8 = 1

= 7 8

= 4

8

(144)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

F (1) F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(145)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

F (1) F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(146)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

1 8

F (1) F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(147)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

1 8 4 8

F (1) F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(148)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

1 8 4 8 7

F (1)

8

F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(149)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

1 8 4 8 7 8

1 F (1)

F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(150)

Exemple On lance trois pièces de monnaie et on considère le nombre de piles obtenues.

X : le nombre de piles obtenues

0 1 2 3

1 8 4 8 7 8

1 F (1)

F (0)

F (2) F (3)

= 1 8

= 1

= 7 8

= 4

8

(151)

P (a < X  b)

(152)

P (a < X  b)

P (X  b) = P ( { X  a } [ { a < X  b } )

(153)

P (a < X  b)

P (X  b) = P ( { X  a } [ { a < X  b } )

= P (X  a) + P (a < X  b)

(154)

P (a < X  b)

P (X  b) = P ( { X  a } [ { a < X  b } )

= P (X  a) + P (a < X  b)

P (a < X  b) = P (X  b) P (X  a)

(155)

P (a < X  b)

P (X  b) = P ( { X  a } [ { a < X  b } )

= P (X  a) + P (a < X  b)

P (a < X  b) = P (X  b) P (X  a)

(156)

P (a < X  b)

P (X  b) = P ( { X  a } [ { a < X  b } )

= P (X  a) + P (a < X  b)

P (a < X  b) = P (X  b) P (X  a)

= F (b) F (a)

(157)

Faites les exercices suivants

#3.3 à 3.7

(158)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

(159)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R

(160)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R

Y = g X

(161)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R Y = g X

si par exemple

(162)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R Y = g X

g (x) = ax + b

si par exemple

(163)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R Y = g X

g (x) = ax + b Y = g(X )

si par exemple

(164)

Parois, il arrive qu’on veuille regarder une variable aléatoire obtenue d’une autre.

S X R

g R Y = g X

g (x) = ax + b

Y = g(X ) = aX + b

si par exemple

(165)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

(166)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

X : le nombre de piles obtenues

(167)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

X : le nombre de piles obtenues

La variable aléatoire

(168)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

X : le nombre de piles obtenues La variable aléatoire

Y : le montant obtenu

(169)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

X : le nombre de piles obtenues La variable aléatoire

Y : le montant obtenu

Y = 2X + 1

(170)

Exemple On lance une pièce de monnaie trois fois. On reçoit 1$

pour jouer et 2$ par pile sortie.

X : le nombre de piles obtenues La variable aléatoire

Y : le montant obtenu Y = 2X + 1

P (Y = 5)

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