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Sommes de variables aléatoires

🟡 Moyen

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  1. 1

    La loi de X est : X prend la valeur −2 avec la probabilité 0,5 ; la valeur 1 avec la probabilité 0,2 ; la valeur 3 avec la probabilité 0,3. Calcule E(X), V(X) puis une valeur approchée de σ(X).

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    Vérifions d'abord les probabilités : 0,5+0,2+0,3=1. ✓
    Espérance : E(X)=(−2)×0,5+1×0,2+3×0,3=−1+0,2+0,9=0,1.
    Pour la variance, on calcule E(X²) : E(X²)=(−2)²×0,5+1²×0,2+3²×0,3=4×0,5+0,2+9×0,3=2+0,2+2,7=4,9.
    Formule de König : V(X)=E(X²)−E(X)²=4,9−(0,1)²=4,9−0,01=4,89.
    σ(X)=√4,89≈2,21.

  2. 2

    X et Y sont indépendantes, avec E(X)=4, V(X)=3, E(Y)=1 et V(Y)=5. Calcule E(2X−3Y+1) et V(2X−3Y+1).

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    Espérance (linéarité, sans hypothèse) :
    E(2X−3Y+1)=2×E(X)−3×E(Y)+1=2×4−3×1+1=8−3+1=6.
    Variance : le +1 disparaît, et chaque coefficient passe au carré. Comme X et Y sont indépendantes, on additionne les variances.
    V(2X−3Y+1)=V(2X)+V(−3Y)=2²×V(X)+(−3)²×V(Y)=4×3+9×5=12+45=57.
    Le signe − devant 3Y n'empêche pas d'ajouter : (−3)²=9.

  3. 3

    Une variable X suit une loi binomiale B(n ; p). On sait que E(X)=8 et V(X)=4,8. Retrouve les valeurs de n et de p.

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  4. 4

    On observe un échantillon d'une variable d'écart type σ=3. Combien d'observations n faut-il au minimum pour que l'écart type de la moyenne Mₙ vérifie σ(Mₙ)≤0,5 ?

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  5. 5

    On lance deux dés équilibrés à six faces, indépendants. On note S la somme des deux résultats. Calcule E(S) et V(S).

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  6. 6

    À un jeu, le gain G vaut 5 € avec la probabilité 0,3 et −2 € avec la probabilité 0,7. On joue 4 parties indépendantes et on note T le gain total. Calcule E(T) et V(T).

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  7. 7

    Une note X est telle que E(X)=11 et σ(X)=3. Le professeur transforme les notes par Y=1,5X+2. Calcule E(Y) et σ(Y).

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  8. 8

    On écrit X, qui suit B(3 ; 0,5), comme somme X=X₁+X₂+X₃ de trois variables de Bernoulli indépendantes de paramètre 0,5. Retrouve E(X) et V(X) à l'aide de la linéarité et de l'additivité.

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  9. 9

    X et Y sont indépendantes de même variance V(X)=V(Y)=6. a) Calcule V(X+Y) et V(3X−2Y). b) Si finalement Y=X (donc X et Y ne sont plus indépendantes), que vaut V(X+Y) ?

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  10. 10

    Sₙ est la somme de n=100 variables indépendantes de même loi, de moyenne μ=2 et d'écart type σ=0,5. Calcule E(Sₙ), V(Sₙ), σ(Sₙ), puis pour la moyenne Mₙ calcule E(Mₙ) et σ(Mₙ).

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Comment ça s'est passé ?

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