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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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loi normale centrée réduite

Posté par
bruno444
24-08-23 à 06:55

Bonjour,
Ma question est la suivante :

Soit Z une variable aléatoire suivant une loi Normale \Nu (0,1). (loi normale centrée réduite)
Déterminer la densité de probabilité f_{Z^2} de Z^2.
la densité de probabilité de Z est \phi(x) = (1/\sqrt{2\pi} )\exp((-1/2)x^2)

Dois-je calculer \phi^2(x) ou est-ce qu'il faut faire autre chose?
Cordialement

Posté par
Rintaro
re : loi normale centrée réduite 24-08-23 à 09:18

Bonjour bruno444, malheureusement les choses ne sont pas aussi simples

La preuve étant que si on élève la densité au carré, on obtient pas une densité à l'arrivée (je te laisse calculer l'intégrale sur R). Il y a d'autres arguments bien sûr.

Tu peux utiliser l'astuce de la fonction test, tu calcules

E[f(Z^2)] = \int_{\R} f(z^2) \phi(z) d\lambda(z)

pour toute fonction mesurable positive bornée (par exemple) et tu te ramènes à une intégrale de la forme

\int_{\R} f(w) g(w)d\lambda(w)

Dans ce cas, g serait la densité cherchée.

Posté par
verdurin
re : loi normale centrée réduite 24-08-23 à 10:22

Bonsoir,
de façon plus élémentaire on peut déterminer la fonction de répartition de Z^2.

En notant \Pi la fonction de répartition de la loi \mathcal{N}(0\,;1) on a

P(Z^2\leqslant t)=\begin{cases} 0&\text{si } t<0\\2\Pi(\sqrt{t})-1&\text{si } t\geqslant0\end{cases}

Il ne plus qu'a dériver cette fonction.

Posté par
bruno444
re : loi normale centrée réduite 25-08-23 à 04:50

Merci Rintaro
Malheureusement ta réponse est un peu complexe pour moi

Merci verdurin
J'ai essayé de dériver la fonction indiquée :


\Pi(x) = \int_{-\infty}^{x} \phi(x) dx

donc

(2\Pi(\sqrt{t}) - 1)' = (2 \int_{-\infty}^{\sqrt{t}}  \phi(\sqrt{t}) d\sqrt{t} - 1)'
 = \frac{1}{2\sqrt{\pi}}  e^{-t/2} \frac{1}{2\sqrt{t}}

Posté par
carpediem
re : loi normale centrée réduite 25-08-23 à 12:21

salut

une petite remarque :

bruno444 @ 24-08-2023 à 06:55

Soit Z une variable aléatoire suivant une la loi Normale \Nu (0,1). (loi normale centrée réduite)
car la loi normale centrée réduite est unique ...

Posté par
bruno444
re : loi normale centrée réduite 26-08-23 à 10:12

Ok carpediem

verdurin @ 24-08-2023 à 10:22



P(Z^2\leqslant t)=\begin{cases} 0&\text{si } t<0\\2\Pi(\sqrt{t})-1&\text{si } t\geqslant0\end{cases}



Je ne sais pas comment on trouve cette formule.

Du coup, je ne sais pas comment faire la question b) de mon exercice :

En déduire que la loi de T = Z^2/2 est la loi gamma de paramètre \alpha = 1   et    u = 1/2


(loi gamma standard étudiée dans les questions précédentes de l'exercice)

Posté par
Rintaro
re : loi normale centrée réduite 26-08-23 à 10:38

Bonjour bruno444, pas de problème pour ma solution, peux-tu me dire quel est ton niveau (L2 ou L3) afin de répondre en adéquation avec tes connaissances à l'avenir stp ?

En attendant le retour de verdurin à qui je laisse la main par la suite : pour trouver cette formule, il faut exploiter que la loi normale centrée réduite est symétrique (X et -X ont même loi), ou encore que la densité de cette loi est paire. En particulier, avec les notations déjà employées : (t) = 1 - (-t).

Je te laisse continuer

Posté par
Rintaro
re : loi normale centrée réduite 26-08-23 à 10:38

Par ailleurs : il est recommandé d'écrire l'entièreté  de l'exercice depuis le départ plutôt que de l'écrire petit à petit.

Bonne journée.

Posté par
bruno444
re : loi normale centrée réduite 26-08-23 à 15:52

Bonjour Rintaro
J'ai un niveau L2.
Merci pour tes indications, je vais pouvoir m'y appuyer.
Bonne journée



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