Module

Espérance d’une variable aléatoire

Espérance et centrage

Définition Espérance d’une variable aléatoire

Soit \(X\) une variable aléatoire réelle définie sur \(\Omega\).

On appelle espérance de \(X\), le réel noté \(E(X)\), défini par :

\[E(X)=\sum_{k\in X(\Omega)}k\,p(X=k)\]

Remarque Interprétation de l’espérance comme moyenne pondérée

\(E(X)\) est la moyenne pondérée des valeurs prises par \(X\), pondérées par les probabilités de chacune de ses valeurs.

Exemple résolu Calcul de l’espérance d’une variable aléatoire réservé aux comptes

Définition Variable aléatoire réelle centrée

Si \(E(X)=0\), on dit que la variable aléatoire réelle \(X\) est centrée.

Définition Variable aléatoire réelle centrée associée

\(X-E(X)\) est appelée variable aléatoire réelle centrée associée à \(X\).

Théorème de transfert et linéarité de l’espérance

Théorème Transfert de l’espérance (admis)

Si \(X\) est une variable aléatoire réelle définie sur \(\Omega\), et si \(u\) est une fonction définie sur \(X(\Omega)\), alors l’espérance de la variable aléatoire \(u(X)\) est donnée par :

\[E(u(X))=\sum_{k\in X(\Omega)}u(k)\,p(X=k)\]

En particulier, pour tout \((a,b)\in\mathbb{R}^2\), on a :

\[E(aX+b)=aE(X)+b\]

Remarque Calcul par transfert sans loi de \(u(X)\)

Cette formule permet de calculer l’espérance de \(u(X)\) sans connaître sa loi de probabilité.

Exemple résolu Calcul de l’espérance de \(X^2\) par deux méthodes réservé aux comptes

Exemple résolu Calcul direct de l’espérance de \(X^2\) réservé aux comptes

Propriété Linéarité de l’espérance

Soient \(X\) et \(Y\) deux variables aléatoires réelles définies sur \(\Omega\).

\[E(X+Y)=E(X)+E(Y)\]

Soient \(a\) et \(b\) deux réels.

\[E(aX+bY)=aE(X)+bE(Y)\]