Corrigé du travail asynchrone №3

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Corrigé du travail asynchrone №3

Mathematical Probability · notes

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Corrigé du travail asynchrone №3

Niveau : 4ème année D.S & INFINI

Année universitaire : 2020-2021

Énoncé :

On considere la v.a.r X a valeurs dans N∗ telle que sa loi est donnée par :

P(X = k) =

a

k!

, a ∈ R.

1. Déterminer la valeur de a.

2. Calculer E(X).

3. Calculer E(cid:0)X(X − 1)(cid:1).

4. En déduire V(X).

5. Calculer la fonction génératrice de X.

6. Retrouver E(X) et puis E(cid:0)X(X − 1)(cid:1).

Corrigé :

1. Comme P est une loi de probabilité de la v.a.r X, alors elle vérifie forcément cette condition :

+∞

(cid:88)

k=1

P(X = k) = 1

a

+∞

(cid:88)

k=1

1

k!

= 1

(cid:16) +∞

(cid:88)

a

k=0

1

k!

(cid:17)

− 1

= 1

(cid:16)

car ∀x ∈ R,

+∞

(cid:88)

k=0

xn

k!

= ex(cid:17)

Publicité

a(e − 1) = 1

⇒

a=1/e-1

1

2.

3.

E(X) =

+∞

(cid:88)

k=1

kP(X = k)

= a

+∞

(cid:88)

k=1

k

k!

= a

+∞

(cid:88)

k=1

1

(k − 1)!

= a

+∞

(cid:88)

k=0

1

k!

= a × e

⇒

E(X)=e/e-1

(cid:16)

E

X(X − 1)

(cid:17)

=

+∞

(cid:88)

k=1

k(k − 1)P(X = k) (d’apres le théoreme de transfert)

= a

+∞

(cid:88)

k=1

Publicité

k(k − 1)

k!

(cid:16)

= a

0 +

+∞

(cid:88)

k=2

(cid:17)

1

(k − 2)!

= a

+∞

(cid:88)

k=0

1

k!

= a × e

⇒

(cid:16)

E

(cid:17)

X(X-1)

=e/e-1

4. En utilisant la question précédente, on pourra écrire :

V(X) = E(X 2) − E2(X)

= E(X 2 − X + X) − E2(X)

= E(X 2 − X) + E(X) − E2(X)

= E(X(X − 1)) + E(X) − E2(X) = 2ae − a2e2 = a

e(e − 2)

e − 1

⇒

V(X)=e(e-2)/(e-1)2

5. La fonction génératrice de la loi de X est la fonction définie sur [−1, 1] par :

∀z ∈ [−1, 1], GX (z) =

+∞

(cid:88)

k=1

skP(X = k)

= a

+∞

(cid:88)

k=1

sk 1

k!

Publicité

= a

(cid:16) +∞

(cid:88)

k=0

(cid:17)

− 1

sk

k!

= a(ez − 1)

2

⇒

GX (z) = ez−1

e−1

6. Comme la fonction génératrice GX est 2 fois dérivable, alors on pourra déduire à partir de

cette fonction les moments d’ordre 1 et 2 de la v. a X.

et

D’où

E(X) = G(cid:48)

X (1) =

(cid:16)

a(ez − 1)

(cid:17)(cid:48)

|z=1 = a × ez|z=1 = a × e =

e

e − 1

(cid:16)

E

X(X − 1)

(cid:17)

= G(cid:48)(cid:48)

X (1) =

(cid:16)

a(ez − 1)

(cid:17)(cid:48)(cid:48)

|z=1 = a × ez|z=1 = a × e =

e

e − 1

V(X) = E(X(X − 1)) + E(X) − E2(X) =

e(e − 2)

(e − 1)2

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