varal1

variable aléatoire discrète - MathsGalaxie

variable aléatoire discrète

Soit $\Omega$ un univers fini et $p$ une probabilité sur $\Omega$.
Exemple : $\Omega$ ensemble des résultats donnés par les faces supérieures de $2$ dès et $p$ l'équiprobabilité sur $\Omega$.
$\Omega=\{(1;1); .......(6;6)\}$
$\mathrm{card}\Omega = 6² = 36 $

Définition :
on appelle variable aléatoire définie sur $\Omega$ toute application de $\Omega$ dans $\mathbb{R}$, l'ensemble des valeurs prises par $X$ c'est à dire $X(\Omega)$ est appelé univers image.
Lorque l'univers $\Omega$ est fini la variable aléatoire est dite discrète.
Par rapport à l'exemple : considérons la somme des numéros indiqués sur les faces des deux dès, c'est une variable aléatoire,
$X(\Omega) = \{2; .......;12\}$en est l'univers image.
( voir la simulation de cette expérience aléatoire )


Loi de probabilité d'une variable aléatoirediscrète
Soit $X$ une variable aléatoire définie sur l'univers $\Omega$ , on définie sur l'univers image $X(\Omega)$ une probabilité $p_X$ par :
Pour tout $x\neq X(\Omega)$ , $p_X(\{x\}) = p(\{\omega \neq \Omega$ tel que $X(\omega)=x \})$

L'ensemble $\{\omega \neq \Omega$ tel que $X(\omega)=x \}$ est noté plus simplement
${X = x }$ et $p_X (\{x\}) = p(X = x )$ .

Ce sont des notations qu'il vaut mieux comprendre avec l'exemple :
Si on nous demande la loi de probabilité de la somme X il faut donner les résultats suivants :
$P(X=2)=\dfrac{1}{36}$
$P(X=3)=\dfrac{2}{36}$
$P(X=4)=\dfrac{3}{36}$
$P(X=5)=\dfrac{4}{36}$
$P(X=6)=\dfrac{5}{36}$
$P(X=7)=\dfrac{6}{36}$
$P(X=8)=\dfrac{5}{36}$
$P(X=9)=\dfrac{4}{36}$
$P(X=10)=\dfrac{3}{36}$
$P(X=11)=\dfrac{2}{36}$
$P(X=12)=\dfrac{1}{36}$
On remarque bien sur que :
$\displaystyle\sum_{k=2}^{12}P(X=k)=\dfrac{1}{36}+\dfrac{2}{36}+\cdots =1$

Espérance mathématique d'une variable aléatoire discrète

L'espérance mathématique d'une variable aléatoire $X$ d'univers image
$X(\Omega) = \{x_1, x_2,\cdots , x_n \}$ est le nombre réel $E(X)=\displaystyle\sum_{k=1}^{n}x_kP(X=x_k)=$
$x_1P(X=x_1)+x_2P(X=x_2)+x_3P(X=x_3)+\cdots +x_nP(X=x_n)$

Pour ceux qui ont fait des statistiques $E(X)$ correspond à une moyenne les $x_k$ étant les équivalents des modalités et les $p(X = x_k)$ les équivalents des fréquences.


Variance et écart type d'une variable aléatoire discrète
La variance mathématique d'une variable aléatoire $X$ d'univers image
$X(\Omega) = \{x_1, x_2,\cdots , x_n \}$ est le nombre réel $V(X)=\displaystyle\sum_{k=1}^n(x_k-E(X))^2P(X=x_k) $

Pour ceux qui ont fait des statistiques $V(X) $correspond à une variance statistique les $x_k$ étant les équivalents des modalités et les $p(X = x_k)$ les équivalents des fréquences.L'écart type $\sigma_X$ est la racine carrée de la variance $(\sigma_X=\sqrt{V(X)})$.

Fonction de répartition d'une variable aléatoirediscrète
c'est la fonction définie sur $X(\Omega)$ par $F(x) = p(X< x)$



0 commentaires:

Enregistrer un commentaire