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Maths complémentaires — Probabilités et statistiques

Probabilités et statistiques

Loi binomiale, loi normale, intervalles de confiance, estimation

Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

Ce chapitre outille le hasard et les données. La loi binomiale $\mathcal{B}(n\,;p)$ compte le nombre de succès dans $n$ épreuves identiques et indépendantes : $P(X = k) = \dbinom{n}{k}\,p^{\,k}(1 - p)^{\,n-k}$, avec espérance $E(X) = np$ et écart-type $\sigma = \sqrt{np(1 - p)}$. La loi normale $\mathcal{N}(\mu\,;\sigma^2)$ est la loi continue « en cloche » qui approche la binomiale pour $n$ grand ; la loi centrée réduite $\mathcal{N}(0\,;1)$ vérifie $P(-1{,}96 \leq Z \leq 1{,}96) \approx 0{,}95$. Enfin, l'intervalle de confiance estime une proportion inconnue $p$ à partir d'une fréquence observée $f$ : $\left[\,f - 1{,}96\sqrt{\tfrac{f(1 - f)}{n}}\;;\;f + 1{,}96\sqrt{\tfrac{f(1 - f)}{n}}\,\right]$. Exemple : pour $20$ lancers d'une pièce équilibrée, $X \sim \mathcal{B}(20\,;0{,}5)$ et $E(X) = 10$.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Probabilités et statistiques, extraits du quiz de révision.

$X \sim \mathcal{B}(10\,;0{,}3)$. Que vaut $E(X)$ ?
Réponse :
$3$
L'espérance d'une loi binomiale $\mathcal{B}(n\,;p)$ est $E(X) = np = 10 \times 0{,}3 = 3$.
$P(X = k)$ pour $X \sim \mathcal{B}(n\,;p)$ vaut :
Réponse :
$\dbinom{n}{k}\,p^{\,k}\,(1 - p)^{\,n-k}$
La loi binomiale donne $P(X = k) = \dbinom{n}{k}\,p^{\,k}\,(1 - p)^{\,n-k}$.
Pour $\mathcal{N}(0\,;1)$, $P(-1{,}96 \leq Z \leq 1{,}96) \approx $ ?
Réponse :
$0{,}95$
Résultat classique : environ $95\,\%$ des valeurs d'une loi normale centrée réduite sont dans $[-1{,}96\,;1{,}96]$.
L'écart-type de $X \sim \mathcal{B}(20\,;0{,}5)$ est :
Réponse :
$\sqrt{5} \approx 2{,}24$
$\sigma = \sqrt{np(1 - p)} = \sqrt{20 \times 0{,}5 \times 0{,}5} = \sqrt{5} \approx 2{,}24$.