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Variables aléatoires – espérance – variance

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Soient $p$ un réel appartenant à l'intervalle $ \left] 0~;~0,5 \right[ $ et $X$ une variable aléatoire prenant ses valeurs dans l'ensemble $ \left\{ - 1~; 0~; 1 \right\} $ telle que : $ p(X= - 1)=p(X=1)=p.$

La variance de $X$ est $ V(X) = \dfrac{ p^2 }{ 2 }. $

C'est faux.

L'espérance mathématique de $X$ est :

$ E(X) = - 1 \times p + 1 \times p = 0. $

Sa variance est :

$V(X) = E \left( \left( X - E(X) \right) ^2 \right) $ =E \left( X^2 \right) $)$ = ( - 1)^2 \times p+1^2 \times p = 2p. $×p+12×p=2p.

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Soit $X$ une variable aléatoire d'espérance $\mu $ et d'écart-type $\sigma $.

La variable aléatoire $ - X $ a pour espérance $ - \mu $ et pour écart-type $ - \sigma.$

C'est faux.

L'espérance est bien $ - \mu $. Par contre, un écart-type est toujours positif ou nul et ne peut donc être égal à $ - \sigma. $

Lorsqu'on multiplie une variable aléatoire par un nombre réel $\lambda $, son écart-type est multiplié par $ \left| \lambda \right| $. Donc l'écart-type de $ - X $ est $ | - 1| \sigma = \sigma. $

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Soit $X$ une variable aléatoire qui ne prend que des valeurs négatives ou nulles.

L'espérance mathématique de $X$ est négative ou nulle.

C'est vrai.

En effet, la formule :

$ E(X)= p_1x_1+ p_2x_2 + \cdots +p_nx_n $

montre que $E(X)$ est négative ou nulle lorsque tous les $x_i$ sont négatifs ou nuls.

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Soit $X$ une variable aléatoire dont la loi est donné par le tableau (incomplet) ci-dessous :

$ x_i $ 1 2 3 4$ p(X=x_i) $ 0,1 0,3 ? 0,1

$p(X=3) = 0,3.$

C'est faux.

La somme de toutes les probabilités doit être égale à 1.

Par conséquent :

$p(X=3) = 0,5.$

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On lance un dé bien équilibré.

Si le « 6 » sort on gagne $x$ euros ; dans les autres cas on perd 1 euro.

Le jeu est équitable (c'est à dire d'espérance nulle) si et seulement si $ x= 6 $

C'est faux.

$ E(X) = \dfrac{ - 1 }{ 6 } + \dfrac{ - 1 }{ 6 } + \dfrac{ - 1 }{ 6 } + \dfrac{ - 1 }{ 6 } + \dfrac{ - 1 }{ 6 } + \dfrac{ 1 }{ 6 } \times x$

$ E(X) = \dfrac{ - 5+x }{ 6 } $

Donc, l'espérance mathématique est nulle pour $x=5.$

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Soit $X$ une variable aléatoire d'espérance $\mu $ .

Alors, on a nécessairement $ p(X \mu ).$

C'est faux.

Considérons, par exemple, la variable aléatoire dont la loi est donnée par le tableau ci-dessous :

$x_i $ -1 9$p(X=x_i)$ 0,9 0,1 Alors :

$ \mu = - 1 \times 0,9 +9 \times 0,1= 0 $

$ p(X < 0 ) = 0,9$ tandis que $ p(X > 0 )= 0,1.$

donc $ p(X \mu ).$

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