TD — Convergences et approximations
Chapitre 10
ECT2 (2e année) — TD du Chapitre 10. Inégalités de Markov et de Bienaymé-Tchebychev, suites de variables aléatoires, loi faible des grands nombres.
Exercice 1
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 10.
- Majorer P(X \geq 20).
- Majorer P(X \geq 50).
Exercice 2
Soit X une variable aléatoire telle que E(X) = 5 et V(X) = 9.
- Majorer P(|X - 5| \geq 3).
- Majorer P(|X - 5| \geq 6).
Exercice 3
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 4.
- Majorer P(X \geq 8).
- Si V(X) = 4, majorer P(|X - 4| \geq 4).
Exercice 4
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n la somme des résultats obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{7}{2}\right| \geq 1\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
- Pour quelle valeur de n cette majoration est-elle inférieure à 0{,}01 ?
Exercice 5
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}1\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
- Pour quelle valeur de n cette majoration est-elle inférieure à 0{,}01 ?
Exercice 6
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 3 et V(X) = 4.
- Majorer P(X \geq 6).
- Majorer P(|X - 3| \geq 3).
Exercice 7
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n le nombre de « 6 » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{6}\right| \geq 0{,}1\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 8
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 5 et V(X) = 4.
- Majorer P(X \geq 10).
- Majorer P(X \geq 15).
Exercice 9
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}05\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
- Pour quelle valeur de n cette majoration est-elle inférieure à 0{,}05 ?
Exercice 10
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 2 et V(X) = 1.
- Majorer P(X \geq 4).
- Majorer P(X \geq 6).
Exercice 11
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n la somme des résultats obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{7}{2}\right| \geq 0{,}5\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 12
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}2\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 13
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 6 et V(X) = 9.
- Majorer P(X \geq 12).
- Majorer P(|X - 6| \geq 3).
Exercice 14
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n le nombre de « 6 » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{6}\right| \geq 0{,}05\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 15
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}1\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 16
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 8 et V(X) = 16.
- Majorer P(X \geq 16).
- Majorer P(|X - 8| \geq 4).
Exercice 17
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}15\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 18
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n le nombre de « 6 » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{6}\right| \geq 0{,}1\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 19
Soit X une variable aléatoire positive telle que E(X) = 12 et V(X) = 25.
- Majorer P(X \geq 24).
- Majorer P(|X - 12| \geq 5).
Exercice 20
On lance n fois une pièce équilibrée. Soit S_n le nombre de « pile » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{2}\right| \geq 0{,}25\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.
Exercice 21
On lance n fois un dé équilibré. Soit S_n le nombre de « 6 » obtenus.
- Calculer E(S_n) et V(S_n).
- Majorer P\left(\left|\frac{S_n}{n} - \frac{1}{6}\right| \geq 0{,}2\right) à l’aide de l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev.