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Niveau Licence Maths 1e ann
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question méthode sur densités de proba

Posté par
biddle
29-09-09 à 22:38

Un certain nombre d'éxos sur les variables aléatoire partent d'une densité de probabilité f(x) pour une variable aléatoire X.
L''exo propose alors un changement de variable du type Y=f(X), et demande la densité de probabilité de Y.
Faut-il (et est-ce correct?) passer de la densité de probabilité f(x) à la fonction de répartition F(x), pour ensuite déterminer la fonction de répartition de Y, et dériver pour déterminer la densité de probabilité de Y?
Je ne sais pas si c'est bien clair...

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 22:41

Bonsoir !

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 22:56

oui pardon...Bonsoir....
J'ai déjà posté un exo cet après midi et du coup je n'ai pas recommencé par ce qui est pourtant la moindre des choses.

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:03

pas grave... mais c'est préférable de le dire quand même pour ceux qui arrivent et n'ont pas vu tes posts précédents
bon, j'aimerais comprendre ton problème !

tu as une VA X de densité f

et ensuite (j'ai l'impression que tu as deux "f" qui ne jouent pas le même rôle)

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:10

c'est bien ce qui me semblait que j'étais pas clair.

Je pars d'une densité de probabilité f(x) d'une v.a. X.
On me donne un changement de variable Y, qui est une fonction de X (du type X^2, ou (X+12)/3...)
et on me demande la densité de probabilité de Y.
Faut-il passer par la fonction de répartition F(X) de X, pour déterminer ensuite la fonction de répartition de Y, et obtenir la densité de probabilité de Y par dérivation de sa fonction de répartition.

Effectivement j'ai parlé de f deux fois, poiur deux choses différentes

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:13

pas de règle générale, cela dépend de la fonction que tu appliques !

je note Y=H(X)

il faut repasser par les probas, donc la fonction de répartition !

G(a) = P(Ya) = P(H(X)a)

tout dépend de ta fonction H .... elle peut ne pas être bijective !

ensuite on obtient la densité g de Y en dérivant sa fonction de répartition G

tu as une exemple concret ?

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:22

J'ai un exemple relativement simple, mais je voulais m'assurer de la méthode car j'en ai un autre (beaucoup?) plus compliqué.

1er ex:
f(x)=x2/81 sur -3<x<6, 0 ailleurs
et le changement de variable Y=(12-x)/3 puis Y=X2
la méthode de la fonction de répartition de X, puis Y et dérivation, marche apparament très bien.

2è ex:
f(x)=(9-x2)/36 sur [-3;3], 0 ailleurs
on choisit alors Y=Sup Xi 1<i<n où (X1,...,Xn) est un n-échantillon de X
et on demande la densité de probabilité de Y

en utilisant la méthode dont on parle, je dois dériver un produit de fonction 1n....
et là je bloque!

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:27

doucement... un à la fois !

je ne suis pas sûr de comprendre !

X v.a. de densité f comme tu l'as définie

Y = H(X) avec H(t)=(12-t)²/9

c'est cela ?

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:39

non les 2 questions sont indépendantes:
on demande d'abord la densité de proba de Y=(12-X)/3
pui même question avec Y=X2 (prendre la même lettre Y n'est pas judicieux c'est vrai)

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:51

bon alors je vais le faire avec H(t)=t²

G(a)=P(Ya)=P(X²a)

si a<0, on a G(a)=0

si a0 :
G(a) = P(X-a OU Xa)
=P(X-a) + P(Xa) car événements disjoints

donc 4$G(a) = \int_{- inf}^{-sqrt{a}}f(t) dt + \int_{sqrt{a}}^{+ inf}f(t) dt

il faut donc distinguer les cas où a36 ; 9a36 et a9

cela correspond à l'idée que tu t'en faisais ?

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 29-09-09 à 23:53

tout à fait
et une fois la fonction G déterminée, je la dérive pour obtenir la densité de probabilité. c'est correct?

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:01

donc si a>36 G(a)=0

si 9<a36 , la première intégrale est nulle
G(a)=4$\int_{sqrt{a}}^6 \frac{t^2}{81} dt = \frac{216 - a sqrt{a}}{243}

si 0a9

4$G(a) = \int_{-3}^{-sqrt{a}}\frac{t^2}{81} dt + \int_{sqrt{a}}^6 \frac{t^2}{81} dt = \frac{243 - 2 a \sqrt{a}}{243}

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:03

oui... attends, je vérifie mes calculs

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:05

les calculs me semblent corrects

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:09

il y a quelque chose qui ne colle pas ! je cherche mon erreur !

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:11

je me suis complétement viandé dans mes inégalités dès le début !!!!

on recommence :
Pour a0
G(a) = P(-a X a)

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:12

donc pour a>36 : G(a) = 1 ... ça va mieux !!!!!!

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:14

pour 9<a36 :

G(a) = intégrale de -3 à a de (t²/81) = (aa + 27)/243

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:14

tu t'étais gouré dans les bornes?

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:16

et enfin pour a entre 0 et 9 :

G(a) = intégrale de -a à a de t²/81 = (2 a a)/243

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:16

je m'étais gouré en traduisant X²<a ...

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:18

ok

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:19

donc si on dérive on obtient g (densité de Y) :

pour a < 0 : g(a)=0
pour a de 0 à 9 : g(a) = (a)/81
pour a de 9 à 36 : g(a) = (a)/162
pour a > 36 : g(a) = 0

ouf !

voilà

MM

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:20

c'est ce que tu imaginais ?

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:22

j'aurais probablement fait une erreur dans les bornes, mais c'est la méthode que j'aurais utilisé pour cet exo

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:22

alors bonne nuit...

MM

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:25

merci pour être resté si tard pour m'aider.

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 00:27

pas de quoi...

ce fut un plaisir et cela n'aurait pas duré aussi longtemps si je ne m'étais pas lamentablement gauffré sur la traduction de X²<a !!!

Amicalement,

mm

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 10:21

re-bonjour,
après une bonne nuit de sommeil et de repos pour mon cerveau, j'aurais besoin d'aide sur le 2è exo.
merci d'avance

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 16:04

pour la deuxième, Ya i{1,2,...,n} Xia

et comme les variables Xi sont indépendantes (du moins je présume), on obtient G(a) = le produit des P(Xi a) pour i allant de 1 à n

et comme elles suivent toutes la même loi

on obtient G(a) = [P(Xa)]n = [F(a)]n

si a<-3 c'est 0
si a>3 c'est 1
si -3a3 G(a) = (54 + 27a - a3)n/ (4.3n+2)

on dérive cela et on a g(a)

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 17:03

on a 1n P(Xia) = (P(Xa))n ???

Posté par
MatheuxMatou
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 17:41

tes variables Xi suivent bien toutes la même loi non ? donc ont la même fonction de répartition non ?

Posté par
biddle
re : question méthode sur densités de proba 30-09-09 à 17:56

oui c'est vrai, tous les Xi suivent la même loi, mais ce passage ne me paraissait pas évident.
ensuite ok pour déterminer g
merci encore pour ton aide



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