Licence 1Probabilités

Loi binomiale et loi de Poisson

50 min15 exercicesSéquence 3.3Licence 1

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Durée : 50 min

Loi binomiale et loi de Poisson

1. Loi binomiale B(n,p)B(n,p)

nn épreuves de Bernoulli indépendantes, pp = probabilité de succès. Le nombre XX de succès :

P(X=k)=(nk)pk(1p)nk,k=0,,nP(X=k) = \binom{n}{k}p^k(1-p)^{n-k},\quad k=0,\ldots,n

E[X]=np\mathbb{E}[X]=np, Var(X)=np(1p)\text{Var}(X)=np(1-p).

2. Loi de Poisson P(λ)\mathcal{P}(\lambda)

P(X=k)=eλλkk!,k=0,1,2,P(X=k)=e^{-\lambda}\frac{\lambda^k}{k!},\quad k=0,1,2,\ldots

E[X]=Var(X)=λ\mathbb{E}[X]=\text{Var}(X)=\lambda.

Stabilité : XP(λ)X\sim\mathcal{P}(\lambda), YP(μ)Y\sim\mathcal{P}(\mu) indépendantes X+YP(λ+μ)\Rightarrow X+Y\sim\mathcal{P}(\lambda+\mu).

3. Approximation de Poisson

Si n30n\geq30, p0.1p\leq0.1, λ=np\lambda=np : B(n,p)P(λ)B(n,p)\approx\mathcal{P}(\lambda).

Théorème de Poisson : B(n,λ/n)nP(λ)B(n,\lambda/n)\xrightarrow{n\to\infty}\mathcal{P}(\lambda) terme à terme.

Exercices

Soit XB(5,0.5)X\sim B(5,0.5). Quelle est P(X=2)P(X=2) ?

Pour XB(n,p)X\sim B(n,p), E[X]\mathbb{E}[X] vaut :

Vrai ou faux : Pour XP(λ)X\sim\mathcal{P}(\lambda), E[X]=Var(X)=λ\mathbb{E}[X]=\text{Var}(X)=\lambda.

Calculer P(X=0)P(X=0) pour XP(3)X\sim\mathcal{P}(3).

Vrai ou faux : XB(n,p)X\sim B(n,p) peut prendre les valeurs 0,1,,n0,1,\ldots,n.

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