Variable aléatoire

Maths Première

Définition

Une variable aléatoire $X$ est une fonction qui associe un nombre réel à chaque issue d'une expérience aléatoire. La loi de probabilité de $X$ donne, pour chaque valeur $x_i$ possible, la probabilité $P(X = x_i)$. La somme de toutes ces probabilités vaut toujours $1$.

Formule

$$\sum_{i=1}^{n} P(X = x_i) = 1$$

Exemple corrigé

Énoncé

On lance deux pièces équilibrées et on note $X$ le nombre de « Pile » obtenus. Donner la loi de probabilité de $X$.

Solution

Les issues équiprobables sont $\{PP,\ PF,\ FP,\ FF\}$, chacune de probabilité $\dfrac{1}{4}$.

La variable $X$ peut prendre les valeurs $0$, $1$ et $2$ :
- $X = 0$ correspond à $FF$, donc $P(X=0) = \dfrac{1}{4}$.
- $X = 1$ correspond à $PF$ ou $FP$, donc $P(X=1) = \dfrac{2}{4} = \dfrac{1}{2}$.
- $X = 2$ correspond à $PP$, donc $P(X=2) = \dfrac{1}{4}$.

| $x_i$ | $0$ | $1$ | $2$ |
|---|---|---|---|
| $P(X=x_i)$ | $\frac{1}{4}$ | $\frac{1}{2}$ | $\frac{1}{4}$ |

Vérification : $\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{4} = 1$.

$$\boxed{P(X=0)=\tfrac{1}{4},\quad P(X=1)=\tfrac{1}{2},\quad P(X=2)=\tfrac{1}{4}}$$

Erreurs classiques

  • Confondre la variable aléatoire $X$ (la fonction) avec ses valeurs $x_i$ (les nombres réels qu'elle prend).
  • Oublier de vérifier que la somme des probabilités vaut $1$, ou compter une issue plusieurs fois.

Pour aller plus loin : le chapitre « Variables aléatoires réelles » (cours et exercices corrigés).

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