Calculer avec une loi de probabilité continue

On a vu dans le précédent exercice que la fonction \(f :x\longmapsto 3~x^2\) est une densité de probabilité sur \([0 ;1]\).

On considère la variable aléatoire continue X dont \(f(x)\) est la loi de densité sur \([0 ;1]\).

Question

Calculer \(\mathbb P(X\leqslant \dfrac{1}{3})\).

Solution

\(\mathbb P(X\leqslant \dfrac{1}{3})=\displaystyle \int_0^{1/3} 3~x^2~dx\)

Soit\( F(x)=x^3\) une primitive de f. \(\mathbb P(X\leqslant \dfrac{1}{3})=F(\dfrac{1}{3})-F(0)=\dfrac{1}{27}\).

Question

Déterminer la médiane de la variable aléatoire X, c'est à dire le nombre m tel que \(\mathbb P(X\leqslant m)=0,5\).

Indice

\(\mathbb P(X\leqslant m)=\displaystyle \int_0^m 3~x^2~dx\).

Solution

\(\mathbb P(X\leqslant m)=F(m)-F(0)=m^3\)

Nous cherchons à résoudre l'équation\( m^3=0,5\). EN passant au logarithme, on a :

\(3\ln m=\ln 0,5\) donc \(\ln m=\dfrac{\ln 0,5}{3}\)

Donc \(m=e^{ \dfrac{\ln 0,5}{3}}\approx 0.79\).

Question

Déterminer l'espérance de la variable aléatoire X.

Indice

Appliquer simplement la formule du cours

Solution

\(\mathbb E(X)=\displaystyle \int_0^1 x\times 3~x^2~dx=\left[3\dfrac{x^4}{4}\right]_0^1=\dfrac{3}{4}\)