TD — Couples de variables aléatoires discrètes finies
Chapitre 04
ECT2 (2e année) — TD du Chapitre 04. Lois marginales, lois conditionnelles, indépendance, covariance, coefficient de corrélation linéaire.
Exercice 1
On lance deux dés équilibrés. Soit X le résultat du premier dé et Y le résultat du second dé.
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), V(X), V(Y) et \operatorname{Cov}(X, Y).
Exercice 2
On lance une pièce équilibrée deux fois. Soit X le nombre de « pile » obtenus et Y le nombre de « face » obtenus.
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), V(X), V(Y), \operatorname{Cov}(X, Y) et \rho(X, Y).
Exercice 3
On considère le tableau de loi conjointe suivant :
| X \setminus Y | 0 | 1 | 2 |
|---|---|---|---|
| 0 | 0{,}1 | 0{,}2 | 0{,}1 |
| 1 | 0{,}1 | 0{,}1 | 0{,}2 |
- Vérifier que ce tableau définit bien une loi de probabilité.
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), V(X), V(Y), \operatorname{Cov}(X, Y) et \rho(X, Y).
Exercice 4
On considère le tableau de loi conjointe suivant :
| X \setminus Y | 0 | 1 |
|---|---|---|
| 0 | a | b |
| 1 | c | d |
- Quelle condition sur a, b, c, d pour que ce tableau définisse une loi de probabilité ?
- Quelle condition supplémentaire pour que X et Y soient indépendantes ?
Exercice 5
On lance trois pièces équilibrées. Soit X le nombre de « pile » et Y le nombre de « face ».
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ? Justifier.
- Calculer E(X), E(Y), V(X), V(Y), \operatorname{Cov}(X, Y).
Exercice 6
On tire une boule dans une urne contenant 3 boules rouges et 2 boules vertes, puis une seconde boule sans remise. Soit X l’indicateur de « la première boule est rouge » et Y l’indicateur de « la seconde boule est rouge ».
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), \operatorname{Cov}(X, Y).
Exercice 7
Soit (X, Y) un couple de variables aléatoires tel que :
- X suit une loi de Bernoulli de paramètre \frac{1}{2}
- Y suit une loi de Bernoulli de paramètre \frac{1}{2}
- P(X = 0, Y = 0) = \frac{1}{3}
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer \operatorname{Cov}(X, Y) et \rho(X, Y).
Exercice 8
On lance un dé équilibré. Soit X le résultat obtenu et Y l’indicateur de « le résultat est pair ».
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer \operatorname{Cov}(X, Y).
Exercice 9
On considère le tableau de loi conjointe suivant :
| X \setminus Y | -1 | 0 | 1 |
|---|---|---|---|
| -1 | \frac{1}{8} | 0 | \frac{1}{8} |
| 0 | 0 | \frac{1}{4} | 0 |
| 1 | \frac{1}{8} | 0 | \frac{1}{8} |
- Vérifier que ce tableau définit une loi de probabilité.
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), V(X), V(Y), \operatorname{Cov}(X, Y) et \rho(X, Y).
Exercice 10
On lance deux pièces équilibrées. Soit X le nombre de « pile » et Y l’indicateur de « les deux pièces donnent le même résultat ».
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer \operatorname{Cov}(X, Y) et \rho(X, Y).
Exercice 11
On considère deux variables aléatoires X et Y telles que E(X) = 2, E(Y) = 3, V(X) = 4, V(Y) = 9 et \operatorname{Cov}(X, Y) = 3.
- Calculer \rho(X, Y).
- Calculer V(X + Y) et V(X - Y).
- Calculer V(2X + 3Y).
- X et Y sont-elles indépendantes ? Justifier.
Exercice 12
On lance un dé équilibré deux fois. Soit X la somme des deux résultats et Y la valeur absolue de la différence des deux résultats.
- Donner les lois marginales de X et Y.
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), \operatorname{Cov}(X, Y).
Exercice 13
On tire deux boules dans une urne contenant 2 boules rouges et 3 boules vertes, avec remise. Soit X l’indicateur de « la première boule est rouge » et Y l’indicateur de « la seconde boule est rouge ».
- Donner la loi conjointe de (X, Y).
- X et Y sont-elles indépendantes ?
- Calculer E(X), E(Y), \operatorname{Cov}(X, Y).
Cours
📝 Chapitre 04 : Couples de variables aléatoires discrètes finies