Opérations sur les variables aléatoires

Probabilité : Somme de variables aléatoires - Mathématiques Spécialité

Exercice 1 : Somme de variables aléatoires en Python

On considère les fonctions suivantes définie en Python à l'aide d'une fonction randint qui prend deux entiers \( a\text{, }b \) en paramètres et renvoie un entier aléatoire \( r \) tel que \( a \leq r \leq b \).


        def simul1():
            alea = randint(1, 100)
            if alea <= 45:
                return -3
            if alea >= 64:
                return -2
            return 1

        def simul2():
            alea = randint(1, 10)
            if alea <= 3:
                return 2
            if alea > 8:
                return 3
            return 4

        def simul3():
            s = simul1() + simul2()
            return s
        

Donner la loi de probabilité de \( X_1 \) la variable aléatoire simulée par la fonction simul1.
On donnera les valeurs prises par la variable aléatoire dans l'ordre croissant.
{"header_left": ["\\( x_i \\)", "\\( P\\left(X=x_i\\right) \\)"], "data": [["?", "?", "?"], ["?", "?", "?"]]}
Donner la loi de probabilité de \( X_2 \) la variable aléatoire simulée par la fonction simul2.
On donnera les valeurs prises par la variable aléatoire dans l'ordre croissant.
{"header_left": ["\\( x_i \\)", "\\( P\\left(X=x_i\\right) \\)"], "data": [["?", "?", "?"], ["?", "?", "?"]]}
Donner la loi de probabilité de \( X_3 \) la variable aléatoire simulée par la fonction simul3.
On donnera les valeurs prises par la variable aléatoire dans l'ordre croissant.
{"header_left": ["\\( x_i \\)", "\\( P\\left(X=x_i\\right) \\)"], "data": [["?", "?", "?", "?", "?", "?", "?"], ["?", "?", "?", "?", "?", "?", "?"]]}

Exercice 2 : Définir les valeurs prises par une somme de variables aléatoires en Python

On considère la fonction generation définie en Python à l'aide d'une fonction randint qui prend deux entiers \( a\text{, }b \) en paramètres et renvoie un entier aléatoire \( r \) tel que \( a \leq r \leq b \).


    def generation():
        de_un = randint(3, 8)
        de_deux = randint(3, 14)
        de_trois = randint(0, 8)
        s = de_un + de_deux + de_trois
        return s
        
Quelle est la plus petite valeur que peut renvoyer la fonction generation ?
Quelle est la plus grande valeur que peut renvoyer la fonction generation ?

Exercice 3 : Situation concrète de somme de variables aléatoires

Une carte de grattage comporte deux cases.
La première case suit la loi de probabilité \( X \) suivante :

\(x_i\)\(1 €\)\(3 €\)\(5 €\)
\(P(X=x_i)\)\(0,65\)\(0,15\)\(0,2\)

La seconde case suit la loi de probabilité \( Y \) suivante :

\(y_i\)\(1 €\)\(5 €\)
\(P(Y=y_i)\)\(0,45\)\(0,55\)

Déterminer l'espérance de gain pour la première case à gratter.
Déterminer l'espérance de gain pour la seconde case.
Déterminer la loi de la variable aléatoire \( Z = X + Y \).
On remplira la première ligne par ordre croissant, sans préciser d'unité.
{"header_left": ["\\(z_i\\)", "\\(P(Z = z_i)\\)"], "data": [["?", "?", "?", "?", "?"], ["?", "?", "?", "?", "?"]]}

Exercice 4 : Déterminer le min et le max d'une somme de variables aléatoires en Python

On considère le programme Python ci-dessous :

from random import randint
def de():
    de_un = randint(3, 8)
    de_deux = randint(0, 7)
    de_trois = randint(3, 9)
    s = de_un + de_deux + de_trois
    return s

Quelle est la plus petite valeur que peut retourner la fonction de ?
Quelle est la plus grande valeur que peut retourner la fonction de ?

Exercice 5 : Calculs sur les espérances et les écarts-types

Un célèbre parc d'attraction souhaite prévoir ses résultats financiers à l'année.
Les gérants du parc ont noté \(X\) la variable aléatoire donnant le nombre de visiteurs par jour. Après quelques mesures, ils ont remarqué que l'espérance de \(X\) était de 106 personnes et son écart-type de 21 personnes.
Un ticket d'entrée au parc coûte 14 €, pour tout type de visiteur.

Quelle est la variance de \(X\) ?
Quelle est l'espérance de la recette quotidienne du parc ?
Quel est l'écart-type de la recette quotidienne du parc ?

Soit \(X_{1}\), \(X_{2}\), …, \(X_{365}\), les variables aléatoires donnant le nombre d’entrées pour chaque jour d'une année.
On peut considérer que ces 365 variables aléatoires sont indépendantes et que chacune est identique à la loi de \(X\). On pose \(T = X_{1} + X_{2} + … + X_{365}\), la variable aléatoire donnant le nombre total de visiteurs d’une année.

Quelle est l'espérance de la recette annuelle du parc ?
On suppose que l'année n'est pas bissextile et que le parc est ouvert tous les jours.
Quel est l'écart-type de la recette annuelle du parc ?
On suppose que l'année n'est pas bissextile et que le parc est ouvert tous les jours.
On donnera la réponse arrondie à l'unité.
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