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Licence 2 · Probabilités avancées

Loi des grands nombres

Loi des grands nombres

Théorème (version faible)

Soit (Xn)(X_n) une suite de variables aléatoires indépendantes et identiquement distribuées (i.i.d.) d'espérance μ\mu. Alors :

Xˉn=X1+X2++XnnnPμ\bar{X}_n = \frac{X_1 + X_2 + \cdots + X_n}{n} \xrightarrow[n \to \infty]{P} \mu

La moyenne empirique converge en probabilité vers la vraie moyenne.

Inégalité de Bienaymé-Chebyshev

Pour toute variable XX d'espérance μ\mu et de variance σ2\sigma^2 :

P(Xμkσ)1k2P(|X - \mu| \geq k\sigma) \leq \frac{1}{k^2}

Exercices de la leçon

Exercice 1

Par l'inégalité de Chebyshev, si σ2=4\sigma^2 = 4 et μ=10\mu = 10, majorer P(X104)P(|X - 10| \geq 4).

Corrigé

k=4σ=42=2k = \frac{4}{\sigma} = \frac{4}{2} = 2. Donc P(X104)1k2=14P(|X-10| \geq 4) \leq \frac{1}{k^2} = \frac{1}{4}.

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