Module

Loi de probabilité d’une variable aléatoire réelle

Notations et transformations de variables aléatoires

Notation Événements associés à une variable aléatoire

Soit \(A\) une partie de \(\mathbb{R}\), on note l’événement : \((X\in A)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)\in A\}\).

Pour tout \(x\) de \(\mathbb{R}\), on note les événements :

\[(X=x)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)=x\}\]
\[(X<x)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)<x\}\]
\[(X\leq x)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)\leq x\}\]
\[(X>x)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)>x\}\]
\[(X\geq x)=\{\omega\in\Omega\mathbin{/}X(\omega)\geq x\}\]

Exemple résolu Événements \(X=1\) et \(X\leq2\) réservé aux comptes

Propriété Composition d’une variable aléatoire par une fonction

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

Soit \(u\) une fonction définie sur \(X(\Omega)\).

Alors \(u\circ X\) est une autre variable aléatoire réelle, notée \(u(X)\).

Exemple résolu Carré d’une variable aléatoire réelle réservé aux comptes

Loi de probabilité

Définition Loi de probabilité d’une variable aléatoire réelle

Soit \(X\) une variable aléatoire réelle définie sur \(\Omega\). La loi de probabilité de \(X\) est définie par la donnée des probabilités \(p(X=x)\), pour tout \(x\) de \(X(\Omega)\).

Remarques Remarques

Remarque Données nécessaires pour définir une loi discrète

Définir la loi de probabilité d’une variable aléatoire réelle discrète, c’est déterminer :

  • \(X(\Omega)=\{x_i,\,i\in I\}\) avec \(I\) une partie finie de \(\mathbb{N}\).

  • Pour tout \(i\) de \(I\), la valeur \(p(X=x_i)\).

\[\forall i\in I,\ 0\leq p(X=x_i)\leq1\quad\text{et}\quad\sum_{i\in I}p(X=x_i)=1\]
Remarque Système complet des événements \(X=k\)

Soit \(X(\Omega)\) l’ensemble des valeurs prises par une variable aléatoire \(X\).

Les événements \((X=k)_{k\in X(\Omega)}\) forment un système complet d’événements de \(\Omega\).

Exemple résolu Détermination d’une loi de probabilité réservé aux comptes

Théorème Critère d’existence d’une loi de probabilité

Soit \(I\) une partie finie de \(\mathbb{N}\).

Un ensemble \(\{(x_i,p_i),\,i\in I\}\) définit une loi de probabilité d’une variable aléatoire réelle si on a :

\[\forall i\in I,\ 0\leq p_i\quad\text{et}\quad\sum_{i\in I}p_i=1\]

Remarque Réalisation d’une loi de probabilité

Dans ces conditions, il existe un espace probabilisé fini \((\Omega,p)\) et une variable aléatoire réelle définie sur \(\Omega\) telle que \(X(\Omega)=\{x_i,\,i\in I\}\) et \(p(X=x_i)=p_i\).

Exemple résolu Loi paramétrée et loi du carré d’une variable réservé aux comptes