Probabilité I - Corrigé d’exercice №1 - Série d’exercices №2

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Probabilité I - Corrigé d’exercice №1 - Série d’exercices №2

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École Supérieure Privée d’Ingénierie et de Technologies

Probabilité I

Corrigé d’exercice №1 - Série d’exercices №2

Niveau : 4ème année D.S & INFINI

Année universitaire : 2020-2021

Exercice 1 :

Énoncé :

Soit X une v.a. à valeurs dans N. On définit sa fonction génératrice GX par :

∀z ∈ [−1, 1], GX (z) = k (3 + 2z2)3, où k ∈ R.

1. Déterminer la constante k.

2. Déterminer la loi de probabilité de la v.a. X.

3. Calculer l’espérance et la variance de X.

Solution :

1. Déterminer la constante k.

Par définition de la fonction génératrice, on a :

GX (1) =

+∞

(cid:88)

n=0

P(X = n) = 1 ⇒ k (3 + 2)3 = 1 ⇒ 125k = 1 ⇒ k =

1

125

2. Déterminer la loi de probabilité de la v.a. X.

Notons que :

D’une part X est bien une v.a. a valeurs discretes, autrement dit son espace d’arrivée noté

E est une partie de N (E ⊆ N) ou bien N tout entier.

D’autre part, il est clair que la fonction génétratice GX est un polynôme de degré 6, donc :

∀n ≥ 7, G(n)

X (z) = 0, z ∈ [−1, 1]

Or comme P(X = n) = 1

n! G(n)

X (0), alors on déduit que :

∀n ≥ 7, P(X = n) = 0, et par la suite E ⊆ {0, . . . , 6}.

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1

Passons maintenant aux calculs de la probabilités de chaque éventualité :

P(X = 0) =

GX (0)

0!

=

27

125

G(cid:48)

X (z) =

1

125

(48z5 + 144z3 + 108z) ⇒ P(X = 1) =

= 0

G”

X (z) =

1

125

(240z4 + 432z2 + 108) ⇒ P(X = 2) =

G(cid:48)

X (0)

1!

G(cid:48)(cid:48)

X (0)

2!

=

54

125

G(3)

X (z) =

1

125

(960z3 + 864z) ⇒ P(X = 3) =

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G(3)

X (0)

3!

= 0

G(4)

X (z) =

1

125

(2880z2 + 864) ⇒ P(X = 4) =

G(4)

X (0)

4!

=

36

125

G(5)

X (z) =

1

125

(5760z) ⇒ P(X = 5) =

G(5)

X (0)

5!

= 0

G(6)

X (z) =

1

125

(5760) ⇒ P(X = 6) =

G(6)

X (0)

6!

=

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8

125

On remarque que les éventualités {X = 1}, {X = 3} et {X = 5} ne se réalisent pas ce qui

implique que X est une v.a. à valeurs dans E = {0, 2, 4, 6}.

3. Calculer l’espérance et la variance de X.

D’apres le cours et en utilisant le lien entre la fonction génératrice d’une v.a discrete et ses

moments, on a :

— L’espérance de X est :

— La variance de X est :

E[X] = G(cid:48)

X (1) =

12

5

V[X] = G

(cid:48)(cid:48)

X (1) + G(cid:48)

X (1) − (G(cid:48)

X (1))2 =

156

25

+

12

5

−

(cid:16) 12

5

(cid:17)2

=

72

25

.

2