TD — Variables aléatoires à densité
Chapitre 07
ECS (2e année) — TD du Chapitre 07. Densités, fonction de répartition, lois uniforme, exponentielle, normale ; espérance et variance.
Exercice 1
Soit f(x) = \begin{cases} c x^2 & 0 \leq x \leq 1 \\ 0 & \text{sinon} \end{cases}.
- Déterminer c pour que f soit une densité de probabilité.
- Déterminer la fonction de répartition F_X.
- Calculer E(X) et V(X).
Exercice 2
Soit X \hookrightarrow \mathcal{U}([0, 1]).
- Déterminer la fonction de répartition F_X.
- Calculer P(0{,}2 < X < 0{,}7).
- Calculer E(X) et V(X).
Exercice 3
Soit X \hookrightarrow \mathcal{E}(\lambda) avec \lambda > 0.
- Déterminer la fonction de répartition F_X.
- Calculer P(X > t) pour t \geq 0.
- Montrer la propriété d’absence de mémoire : P(X > s + t \mid X > s) = P(X > t).
- Calculer E(X) et V(X).
Exercice 4
Soit X \hookrightarrow \mathcal{N}(0, 1).
- Calculer P(X > 0).
- Calculer P(|X| < 1) (résultat approché : 0{,}68).
- Calculer P(X > 2) (résultat approché : 0{,}023).
Exercice 5
Soit X \hookrightarrow \mathcal{N}(\mu, \sigma^2).
- Montrer que X^* = \frac{X - \mu}{\sigma} \hookrightarrow \mathcal{N}(0, 1).
- Montrer que pour tout (a, b) \in \mathbb{R}^* \times \mathbb{R}, aX + b \hookrightarrow \mathcal{N}(a\mu + b, a^2\sigma^2).
Exercice 6
Soit X une variable aléatoire à densité f(x) = \begin{cases} 2x & 0 \leq x \leq 1 \\ 0 & \text{sinon} \end{cases}.
- Vérifier que f est une densité.
- Calculer E(X) et V(X).
- Déterminer la fonction de répartition F_X.
Exercice 7
Soit X \hookrightarrow \mathcal{U}([a, b]).
- Déterminer la fonction de répartition F_X.
- Calculer E(X) et V(X).
- Montrer que pour tout c \in [a, b], P(a < X < c) = \frac{c-a}{b-a}.
Exercice 8
Soit X \hookrightarrow \mathcal{E}(\lambda) et Y \hookrightarrow \mathcal{E}(\mu) indépendantes.
- Déterminer la densité de X + Y.
- Montrer que X + Y ne suit pas une loi exponentielle.
Exercice 9
Soit X \hookrightarrow \mathcal{N}(0, 1) et Y = X^2.
- Déterminer la fonction de répartition de Y.
- Déterminer la densité de Y.
- Calculer E(Y).
Exercice 10
Soit X \hookrightarrow \mathcal{U}([0, 1]) et Y = -\frac{\ln(1-X)}{\lambda} avec \lambda > 0.
- Déterminer la fonction de répartition de Y.
- Montrer que Y \hookrightarrow \mathcal{E}(\lambda).