Variables aléatoires et lois discrètes
Fiche ultra-condensée pour réviser l'essentiel en probabilités discrètes
Définition et loi de probabilité
Variable aléatoire discrète : fonction associant une valeur numérique à chaque issue aléatoire.
- Ensemble des valeurs possibles fini ou dénombrable
- Loi de probabilité : P(X=x) pour chaque x
- Somme des P(X=x) = 1
Une VA discrète, c’est comme un dé : chaque face a sa probabilité.
Espérance, variance et écart-type
Moyenne pondérée par les probabilités.
Mesure la dispersion autour de l’espérance.
- Écart-type = √Var(X), même unité que X
- Linéarité de l’espérance : E(aX+b) = aE(X) + b
Loi de Bernoulli
Loi de Bernoulli B(p) : modélise une épreuve à deux issues (succès ou échec).
- P(X=1) = p, P(X=0) = 1-p
- E(X) = p, Var(X) = p(1-p)
Loi binomiale
Nombre de succès en n épreuves de Bernoulli indépendantes.
- E(X) = np, Var(X) = np(1-p)
- Ne pas oublier le coefficient binomial \binom{n}{k}
Loi de Poisson
Modélise des événements rares avec paramètre λ = E(X) = Var(X).
Binomiale
- n épreuves
- p probabilité de succès
- Approximation si n grand et p petit
Poisson
- λ = np
- Événements rares
- P(X=k) = e^{-λ} λ^k / k!
Exemple concret
Un dé est lancé 10 fois. Quelle est la probabilité d’obtenir exactement 3 fois le chiffre 6 ?
- Loi binomiale : n=10, p=1/6, k=3
- P(X=3) = \binom{10}{3} (1/6)^3 (5/6)^7
- Calcul : 120 × (1/216) × (78125/279936) ≈ 0.155
P(X=3) ≈ 15,5 %
- VA discrète : valeurs dénombrables, somme P(X=x) = 1
- Espérance : moyenne pondérée, variance : E(X²) - [E(X)]²
- Bernoulli : 1 épreuve, binomiale : n épreuves indépendantes
- Quelle est l’espérance d’une loi de Bernoulli de paramètre p ?
- Donner la formule de la variance pour une VA discrète.
