Probabilités discrètes
ILes probabilités conditionnelles
AConditionnement
On définit la probabilité de B sachant A par :
PA(B)=P(A∩B)P(A)
BIndépendance
P(A∩B)=P(A)×P(B)
P(A∩B)=P(A)×P(B)⇔PA(B)=P(B)⇔PB(A)=P(A)
Soient X et Y deux variables aléatoires définies sur un univers Ω telles que :
- X(Ω)=x1,x2,...,xn
- Y(Ω)=y1,y2,...,yp
Les variables X et Y sont indépendantes si et seulement si, pour tout i compris entre 1 et n et tout j compris entre 1 et p :
P(X=xi∩Y=yj)=P(X=xi)×P(Y=yj)
CLa formule des probabilités totales
Soit un ensemble E.
Les événements de probabilités non nulles {E1,E2,E3,...,Ek} forment un système complet ou une partition de E si et seulement si :
- ∀i∈[[1;k]] , Ei∈E ;
- les événements E1,E2,E3,...,Ek sont deux à deux incompatibles ;
- et leur réunion est égale à l'ensemble E.
D'après la formule des probabilités totales, pour tout événement A de E :
P(A)=P(A∩E1)+P(A∩E2)+P(A∩E3)+...+P(A∩Ek)
La formule des probabilités totales peut s'illustrer à l'aide d'un arbre pondéré :
Dans cet exemple, {B,¯B} forme une partition de l'univers de l'expérience.
La formule des probabilités totales permet de calculer P(A) :
P(A)=P(A∩B)+P(A∩¯B)
Soit : P(A)=P(B)×PB(A)+P(¯B)×P¯B(A)
La formule des probabilités totales revient ainsi à sommer les probabilités de tous les chemins de l'arbre menant à l'événement A :
P(A)=0,8×0,05+0,2×0,5
P(A)=0,14
IILes lois de probabilité discrètes
ALes variables aléatoires
La loi de probabilité de X associe à chaque réel xi la probabilité P(X=xi).
On présente en général une loi de probabilité à l'aide d'un tableau.
xi | x1 | x2 | ... | xn |
---|---|---|---|---|
P(X=xi) | P(X=x1) | P(X=x2) | ... | P(X=xn) |
E(X)=n∑i=0xiP(X=xi) Soit :
E(X)=x1P(X=x1)+x2P(X=x2)+...+xnP(X=xn)
V(X)=n∑i=0[xi−E(X)]2P(X=xi)
σ(X)=√V(X)
BLa loi de Bernoulli
Soit un réel p compris entre 0 et 1.
Une épreuve de Bernoulli est une expérience aléatoire ne présentant que deux issues possibles :
- succès, de probabilité p
- échec, de probabilité 1−p.
Soit un réel p compris entre 0 et 1.
Une variable aléatoire suit la loi de Bernoulli de paramètre p si :
- X(Ω)={0;1}
- P(X=1)=p et P(X=0)=1−p
E(X)=p V(X)=p(1−p)
CLa loi binomiale
Soit un réel p compris entre 0 et 1 et n un entier naturel non nul.
Le nombre de succès dans la répétition de n épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes suit la loi binomiale de paramètres n et p.
Une variable aléatoire suit ainsi la loi binomiale de paramètres n et p, notée B(n;p), si :
- X(Ω)=[[0;n]]
- ∀k∈[[0;n]] , P(X=k)=(nk)pk(1−p)n−k
Le coefficient (nk) est égal au nombre de possibilités de placer les k succès parmi les n répétitions.
E(X)=np V(X)=np(1−p)
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