📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Une variable aléatoire discrète $X$ est une application d'un univers $\Omega$ vers un ensemble fini ou dénombrable $X(\Omega) \subset \mathbb{R}$.
- Loi de probabilité : définie par $P(X=x_i) = p_i$ avec $\sum p_i = 1$.
- Espérance : $E(X) = \sum_{x \in X(\Omega)} x P(X=x)$.
- Variance : $V(X) = E(X^2) - (E(X))^2 = \sum (x_i - E(X))^2 p_i$.
- Lois usuelles :
- Bernoulli $\mathcal{B}(p)$ : $P(X=1)=p, P(X=0)=1-p$.
- Binomiale $\mathcal{B}(n, p)$ : $P(X=k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}$.
- Poisson $\mathcal{P}(\lambda)$ : $P(X=k) = e^{-\lambda} \frac{\lambda^k}{k!}$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul de la loi : Dresser le tableau de probabilité en identifiant bien $X(\Omega)$.
- Linéarité de l'espérance : Toujours utiliser $E(aX+b) = aE(X)+b$ pour simplifier les calculs.
- Calcul de $V(X)$ : Utiliser la formule de König-Huygens $V(X) = E(X^2) - E(X)^2$ qui est souvent plus rapide.
Exemples corrigés
Exemple : Soit $X \sim \mathcal{B}(n, p)$. Calculer $E(X)$. On écrit $X = \sum_{i=1}^n X_i$ où $X_i$ sont des Bernoulli indépendantes. $E(X) = \sum E(X_i) = \sum p = np$.
Erreurs fréquentes
- Oublier que $\sum P(X=x_i) = 1$.
- Confondre $E(X^2)$ et $(E(X))^2$.
- Appliquer la loi binomiale alors que les tirages sont sans remise (utiliser alors la loi hypergéométrique).