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Niveau Maths sup
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Variables aléatoires discrètes :

Posté par
shelzy01
30-04-08 à 13:45

Bonjour à tous
Je m'exerce sur les variables aléatoires, mais je n'ai pas de correction, pouvez-vous me corriger, je vous en remercie d'avance

Variables aléatoires discrètes:
Exercice 1:
Deux joueurs A et B lancent deux pièces de monnaie (une chacun). Si les deux pièces tombent sur pile, A gagne. Sinon B gagne 2€. Un jeu est équitable si l'espérance de gain de chaque joueur est nulle. Combien doit gagner A pour que le jeu soit équitable ?

Exercice 2:

Soit X la variable aléatoire définie, par le tableau ci contre.
Calculez l'espérance mathématique et l'écart-type de X.

Exercice 3:
A un concours se présentent  deux fois plus d'hommes que de femmes. On tire une personne au hasard, et l'on appelle X la variable aléatoire "nombre de femmes".
a). Quelle loi suit la variable X ? Donner la loi de probabilité
b). Calculer E(X) et (X) (écart type)

Exercice 4:
Soit X une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres 4 et 0.2  Quelles sont les valeurs prises par X et les probabilités associées ?

Merci pour votre aide

Variables aléatoires discrètes :

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 13:49

Exercice 1:

Je pense que cet exercice fait référence à la loi de Bernouilli

X = les deux pièces tombent sur pile.

P(X=1) = (1/2)² = 1/4 = p
P(X=0) = 1 - p = 1 - (1/4) = 3/4

ensuite je ne sais pas par où commencer, pouvez vous me mettre sur la piste
Merci pour votre aide

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 15:30

Bonjour Shelzy,

Ex.1 : Le joueur A gagne a (inconnu) avec la probabilité 1/4 et perd 2 euros avec la probabilité 3/4. L'espérance de son gain est donc a*(1/4) + (-2)*(3/4). Tu veux qu'elle soit nulle, cela détermine a.

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 15:49

Ex.1: Un mot encore sur le début de ta solution. Si tu veux faire intervenir la loi de Bernoulli dans ce problème, tu dois considérer la variable aléatoire X = " nombre de "pile" obtenus en lançant deux fois une pièce". X peut prendre les valeurs 0,1,2 avec les probabilités données par la loi de Bernoulli : P(X=0) = (1/2)2, P(X=1) = 2*(1/2)*(1/2), P(X=2) = (1/2)2.

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 17:46

Bonjour PIL
Avant de continuer, j'ai des questions sur cet exo 1:
1/. Est-ce que A et B lancent deux pièces de monnaie (une chacun), c'est la même chose que dire  

Citation :
X = " nombre de "pile" obtenus en lançant deux fois une pièce".  


Est-ce qu'on aura les mêmes résultats ?
Si je pose: X = " nombre de "pile" obtenus en lançant deux pièces de monnaie.

2/. Pourquoi a-ton:  P(X=1) = 2*(1/2)*(1/2)  Moi j'aurais plutôt fait:
P(X=1) = 2 * (1/2), car on a 1 chance sur 2 d'avoir pile, et on multiplie par 2, parce qu'on a 2 pièces.

3/.
Citation :
L'espérance de son gain est donc a*(1/4) + (-2)*(3/4). Tu veux qu'elle soit nulle, cela détermine a.

Donc si on veut a on fait:

a*(1/4) + (-2)*(3/4) = 0 (= 0 car l'espèrance de gain de chaque joueur est nul) donc a = 6  est-ce que j'ai bien compris ?

4/. En faite: a*(1/4) + (-2)*(3/4) c'est l'espèrance du gain de A

Merci pour toutes vos explications

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 18:21

Bonjour Shelzy,

Pour tes questions :
1/.  Que A et B lancent chacun une pièce, que A ( ou B ) lance deux pièces, simultanément ou successivement, c'est la même chose! Il y a 4 résultats, qui peuvent s'écrire  (pile,pile),(pile,face), (face,pile),(face,face). Chacun de ces événements a la même probabilité 1/4.
2/. Tu vois que l'événement "X=1" est réalisé deux fois : avec (pile,face) et avec (face,pile); donc P(X=1) = 2*(1/4).
Tu devrais sentir que ton idée " P(X=1) = 2*(1/2)" n'est pas la bonne car tu aurais P(X=1)=1, ce qui signifierait qu'on est certain d'avoir une fois pile !
3/. Oui.
4/. C'est bien l'espérance du gain de A. Et l'espérance du gain de B est 2*(3/4) + (-a)*(1/4), parce que lui il gagne 2 et il perd a.

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 19:16

Ok, J'ai tout compris, merci pour tes supers explications

Exercice 2:

Espérance:
E(X) = (-2*(1/8))+(-1*(1/4))+(0*(1/5))+(1*(1/8))+(2*(3/10)) = 9/40 = 0.225
Ecart-type:
(X)=(V(X))
V(X)=((-2)² *(1/8))+((-1)² *(1/4))+(0²*(1/5))+((1)²*(1/8))+((2)²*(3/10)) = 83/40 = 2.075

=> (X)=(V(X))=2.075 = 1.44

Est-ce que c'est correcte ?

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 20:36

C'est bon pour l'espérance !
Ce n'est pas Var(X) que tu as calculé, mais  E(X2) !
Par définition, la variance de X est Var(X) = E[{X-E(X)}2], donc ici tu dois calculer
Var(X) = (-2 - 2.075)2*(1/8) + (-1 - 2.075)2*(1/4) + (0 - 2.075)2*(1/5) + ... + (2 - 2.075)2*(3/10).

Mais on montre que  Var(X) = E(X2) - (E(X))2, ce qui te permettrait d'utiliser ton calcul !

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 21:22

Ok, sauf que vous avez fait juste une petite erreur de frappe:
Var(X) = (-2 - 0.225)²*(1/8) + (-1 - 0.225)²*(1/4) + (0 - 0.225)²*(1/5) + ... + (2 - 0.225)²*(3/10) = 4.96 5

Ok pour l'exo 2.


Exercice 3:
X = "nombre de femmes" donc comme on est à un concours on ne sait pas combien il y a d'hommes ou de femmes (seulement 2 fois plus d'hommes que de femmes) donc X peut prendre 0,1,2,3,......(X v.a qui ne prend qu'un nombre de valeurs infini)

a). La loi que suit la variable X est la loi de Bernoulli je suppose.
Donnons la loi de probabilité:
P(X = 0) = {probabilité qu'il y a 0 femme tiré au sort} = (1/2)*2 = {on multiplie par 2 car il a 2 fois plus d'hommes que de femmes} or c'est faux car on obtiens 1 qui est l'évènement certain donc (1/2)² ?

Je ne vois pas trop en faite

P(X = 1) = {probabilité qu'il y a 1 femme tiré au sort} =

Pouvez vous me mettre sur la piste, en faite je ne sais pas si on doit multiplier par 2, diviser par 2

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 30-04-08 à 22:47

Ex 3: Attention Shelzy, on tire une personne au hasard, donc la variable aléatoire X = " nombre de femmes " ne peut prendre que deux valeurs : 0 ou 1. En fait c'est la même situation que si on avait une urne avec trois boules, 1 blanche (femme) et 2 noires (homme), et on tire au hasard une boule et on note X le nombre de boules blanches sorties. Il te reste à trouver P(X=0) et P(X=1) et tu auras la loi de probabilité de X.
Bon travail !

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 01-05-08 à 21:47

Bonsoir PIL
Alors si X = "nombre de femmes", X peut donc prendre que deux valeurs : 0 ou 1,
A).
P(X=0) = ( \(3\\1\) +  \(3\\1\) ) /  \(3\\1\)   car on a 1 chance parmi 3 de tirer au sort un homme ou 1 chance sur 3 de tirer au sort un homme car on a deux fois plus de chance de tirer au sort un homme qu'une femme

P(X=1) =  \(3\\1\) /  \(3\\1\)

Mais je sais que ce n'est pas le bon résultat (résultat impossible car p
[0,1]

Je pense que c'est le {nombre de cas possibles}/{nombre de cas favorables}
B).
ou alors c'est tout simple est c'est ceci:
P(X=0) = 2/3 et P(X=1)=1/3 et ceci correspond bien à la loi de Bernoulli

Je crois que c'est le B qui est juste, est-ce vrai ?

Merci pour votre aide

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 01-05-08 à 22:10

Bonsoir Shelzy,

Le B est parfaitement juste et c'est l'application de la règle :
probabilité = {nombre de cas favorables}/{nombre de cas possibles} et non pas l'inverse ! Ce n'est pas vraiment la loi de Bernoulli, cette dernière s'appliquant lorsqu'on répète n fois une expérience aléatoire. On aura peut-être l'occasion d'en reparler ...

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 01-05-08 à 22:20

Une erreur dans mon dernier post : la loi de X du 3) est bien la loi de Bernoulli ! J'ai mélangé avec la loi binomiale ! Excuse-moi.

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 01-05-08 à 22:30

Donc comme P(X=0) = 2/3 et P(X=1)=1/3 => Loi de Bernoulli

Son espérance est donc:
E(X) = (0*2/3) + (1*1/3) = 1/3

L'écart type est donc:
(X) = V(X) = \frac{6}{27} = 0.47 car:

=> La variance: V(X) =  E[{X-E(X)}²] = (0-\frac{1}{3})²*\frac{2}{3} + (1-\frac{1}{3})²*\frac{1}{3} = \frac{6}{27}

Est-ce ceci ? (merci pour votre correction )

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 01-05-08 à 22:43

C'est juste !
On peut se tutoyer ...

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 02-05-08 à 13:28

Bonjour PIL
Ok pour l'exercice 3

Exercice 4:

Soit X une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres 4 et 0.2  Quelles sont les valeurs prises par X et les probabilités associées ?

X compte le nombre de succès lors d'une expérience comportant 4 épreuves et tel que la probabilité de succès lors de chaque épreuves p = 0.2 , et une probabilité de (1 - 0.2) = 0.8 d'échec:

Les valeurs prises par X sont 0.1.2.3.4
P (X = 0) =  \(4\\0\) (0.2)0 (1 - 0.2)4-0 = (0.8)4 = 0.4096

P (X = 1) =  \(4\\1\) (0.2)1 (1 - 0.2)4-1 = (4*0.2)(0.8)3 = 0.4096


P (X = 2) =  \(4\\2\) (0.2)2 (1 - 0.2)4-2 = 6*(0.2)²(0.8)² = 0.1536


P (X = 3) =  \(4\\3\) (0.2)3 (1 - 0.2)4-3 = 4*(0.2)3(0.8)1 = 0.0256


P (X = 4) =  \(4\\4\) (0.2)4 (1 - 0.2)4-4 = (0.2)4= 0.0016

Est-ce que c'est la bonne méthode ?
En attente de ta réponse, merci

Posté par
PIL
re : Variables aléatoires discrètes : 02-05-08 à 13:44

Bonjour Shelzy,

C'est parfait !
Bonne journée !

Posté par
shelzy01
re : Variables aléatoires discrètes : 02-05-08 à 13:50

Ok, merci PIL pour ton aide, c'est sympa, à présent j'ai mieux compris les probabilités discrètes
Merci encore et bonne journée à toi aussi



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