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Loi conditionnelle et espérance conditionnelle

Posté par
H_aldnoer
25-06-08 à 16:05

Bonjour,

encore un 'tit problème!

Soit \Large{(X,Y)} un couple de variables aléatoires réelles telle que la loi conditionnelle de \Large{Y} sachant \Large{X} est la loi uniforme \Large{\mathcal{U}([0,X])\Large{X\sim\Gamma(2,\lambda).


1) Déterminer la densité de probabilité du couple \Large{(X,Y)} et la loi marginale de \Large{Y}

2) Calculer la densité conditionnelle de \Large{X} sachant \Large{Y}.

3) En déduire \Large{\mathbb{E}[X|Y] et \Large{\mathbb{E}[XY]



Alors pour le 1) j'ai pensé à :

\Large{f_{Y|X=x}(y)f_X(x)=f_{(X,Y)}(x,y)


On a \Large{f_X(x)=\lambda^2xexp(-\lambda x)\mathbb{1}_{\{x\ge 0\}}.

Mais \Large{f_{Y|X=x}(y), je vois pas trop ce que c'est!

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 17:40

Bonjour H_aldnoer,

La loi uniforme sur [0,x] a pour densité  (1/x)[0,x], où désigne l'indicatrice (comment fais-tu le "1 large " que tu utilises pour les indicatrices ?).
Donc X peut prendre toutes les valeurs entre 0 et  + et pour chaque valeur x de X, Y peut prendre toutes les valeurs entre 0 et x.

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 18:07

Bonjour PIL,

donc est-ce que \Large{f_{Y|X=x}(y)=\frac{1}{x}\mathbb{1}_{[0,x]} ?

(pour le "1 large" il faut taper en Latex \mathbb{1})

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 18:13

C'est ça :

3$\rm f_{Y|X=x}(y) = \frac{1}{x} \mathbb{1}_{[0,x]}(y)

Merci pour l'info-latex.

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:03

Donc j'en déduis que :


\Large{f_{(X,Y)}(x,y)=\lambda^2exp(-\lambda x)\mathbb{1}_{x\ge 0}(x)\mathbb{1}_{[0,x]}(y).

et je ne vois pas de simplification!

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:06

avec les indicatrices tu peux arranger,sinon,c'est ok

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:07

Par suite,


\Large{f_Y(y)=\lambda \mathbb{1}_{[0,x]}(y)  : c'est quel type de loi ?

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:11

Citation :
avec les indicatrices tu peux arranger

Comment ?



Pour le 2) je trouve que \Large{f_{X|Y=y}(x)=\lambda exp(-\lambda x) \mathbb{1}_{\{x\ge 0\}.
Je ne vois pas le en déduire du 3) !

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:16

1_{[0<y<x]}

t'es sur de loi marginale de Y???

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:25

C'est bien \Large{f_{X|Y=y}(x)=\frac{f_{(X,Y)}(x,y)}{f_{Y}(y)} ?

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:27

non je te parle de la loi marginale de Y

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:28

tu integres par rapport à x la densité du couple!

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:32

Si je fais ce tu me dit je vais obtenir \Large{f_Y(y)=\lambda%20\mathbb{1}_{[0,x]}(y) non ?
C'est quel type de loi ?

J'ai déjà, voir plus haut !
La j'en suis à la question 2) !

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:39

H_aldnoer, serais-tu d'accord d'écrire la densité du couple (X,Y) sous la forme

3$\rm f_{(X,Y)}(x,y) = \lambda^2 e^{-\lambda x} \mathbb{1}_{D}(x,y)

où D = {(x,y)| 0x<, 0yx} ?

Par suite, la loi marginale de Y a pour densité

3$\rm f_{Y}(y) = \int_y^{\infty} \lambda^2 e^{-\lambda x} dx

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:46

Citation :
C'est quel type de loi ?

>pourquoi tu poses tout le temps cette question??
on s'en turlupine de savoir quelle type de loi c'est...tant qu'on a son expression

sinon,PIL t'a donné ce que je voulais te faire dire

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:48

sorry,Robby...

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:50


no soucy!!

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:53

Très bien!


Pour la suite, a-t-on que \Large{f_{X|Y=y}(x)=\lambda%20exp(-\lambda%20x)%20\mathbb{1}_{\{x\ge%200\} ?

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 19:58

J'ose à peine te poser cette question (Robby est là !) : reconnais-tu cette loi ?

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:10

C'est une loi exponentielle de paramètre \Large{\lambda ?

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:10

Citation :
J'ose à peine te poser cette question (Robby est là !)

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:11

En revanche je ne comprend pas le "en déduire" qui suit

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:11

ma question c'était pour la loi marginale de Y ...

pourla loi conditionele :

3$\rm f_{X|Y=y} (x) = \frac{f_{(X,Y)}(x,y)}{f_{Y}(y)} = \lambda e^{-\lambda(x-y)} \mathbb{1}_{[y,\infty]}(x)

Es-tu d'accord ?

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:22

Pour la loi marginale de \Large{Y} ?


J'ai \Large{f_Y(y)=\lambda exp(-\lambda y) et ceci ne correspond pas à la densité d'une loi exponentielle ?


Ensuite, je ne comprend pas l'indicatrice dans \Large{f_{X|Y=y}}, sinon je suis d'accord avec l'expression \Large{\lambda exp(-\lambda (x-y))}

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:31

PIL> vas-y
moi j'ai 3 topics qui m'attendent
j'ai du pain sur la planche!!

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:33

Oui, la loi marginale de Y est bien la loi exponentielle.

Pourquoi l'indicatrice de [y,[ ?  As-tu dessiné le domaine D ?  C'est le secteur du plan (x,y) situé entre l'axe réel positif et la demi-droite "y=x, x positif". Donc si tu fixes y, les x vont de y à l'infini.

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:35

Ok, à la prochaine Robby !

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:40

Ok!

Donc je suis d'accord avec ton expression.
Donc ensuite, \Large{\mathbb{E}[X|Y=y]=\Bigint_{\mathbb{R}}xf_{X|Y=y}(x) dx ?

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:42

Citation :
Ok, à la prochaine Robby !

>A trés trés bientot

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 20:52

Tu remplaces par ce que tu as trouvé pour fX|Y :

3$\rm E[X|Y=y] = \int_{y}^{\infty} \lambda e^{-\lambda(x-y)} dx = ...

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:09

Il ne manque pas un "x" dans ta dernière expression PIL ?

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:17

Oui, il manque un x !
J'ai trouvé  E[X|Y=y] = y + 1/.

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:48

Ok!


Donc \Large{\mathbb{E}[X|Y]=Y+\frac{1}{\lambda} ?

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:50

C'est bien ça !

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:51

Par contre je ne vois pas que faire de \Large{\mathbb{E}[XY]} !

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:56

Comme il est dit dans l'énoncé "en déduire ", je pense qu'il faut utiliser la relation  E[XY] = E[YE[X|Y]], ce qui te donne E[Y(Y+(1/)] = ...

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 21:58

il manque une ")" : E[Y(Y+(1/))]

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:06

On a donc \Large{\mathbb{E}[X|Y]=X ?

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:15

Mais non, tu as trouvé E[X|Y] = Y + 1/; il n'y a rien à changer à ça .
Tu ne peux pas déduire de E[XY] = E[XZ] que Y=Z ( c'est un peu comme le produit scalaire, si j'ose ...)

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:22

Ok,


donc je fais le calcul de \Large{\mathbb{E}[Y^2+\frac{1}{\lambda}Y]=\mathbb{E}[Y^2]+\frac{1}{\lambda}\mathbb{E}[Y] ?

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:25

Oui, et tu te souviens que Y suit une loi exponentielle de paramètre .

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:29

Oui,


j'ai donc \Large{\mathbb{E}[Y]=\frac{1}{\lambda} et \Large{\mathbb{E}[Y^2]=\frac{2}{\lambda^2} et donc \Large{E}[XY]=\frac{3}{\lambda^2}

Posté par
PIL
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:33

J'ai trouvé comme toi, ça doit être bon !

Posté par
H_aldnoer
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:34

Citation :
il faut utiliser la relation  E[XY] = E[YE[X|Y]]



Je ne saisi toujours pas ceci par contre!

Posté par
robby3
re : Loi conditionnelle et espérance conditionnelle 25-06-08 à 22:44

E[XY]=E[E[XY|Y]]=E[YE[X|Y]]



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