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Méthode · Terminale spé maths

Calculer une variance

Pour une variable aléatoire X donnée par sa loi de probabilité, la méthode la plus rapide et la plus sûre passe par la formule de König-Huygens. On procède en trois étapes.

Les étapes

  1. 1

    Calculer l'espérance E(X)

    On applique E(X)=Σᵢ xᵢ pᵢ : chaque valeur multipliée par sa probabilité, puis on additionne.
  2. 2

    Calculer E(X²)

    On applique E(X²)=Σᵢ xᵢ² pᵢ : on élève chaque valeur xᵢ au carré (et non sa probabilité), on multiplie par pᵢ, puis on additionne.
  3. 3

    Appliquer König-Huygens

    On conclut avec V(X)=E(X²)-(E(X))². On vérifie que le résultat est positif ou nul : sinon il y a une erreur de calcul.

Exemple corrigé

On donne la loi : P(X=1)=0,2, P(X=2)=0,5, P(X=3)=0,3. Calculer V(X).

  1. 1.E(X)=1× 0,2 + 2× 0,5 + 3× 0,3 = 0,2 + 1 + 0,9 = 2,1.
  2. 2.E(X²)=1²× 0,2 + 2²× 0,5 + 3²× 0,3 = 0,2 + 2 + 2,7 = 4,9.
  3. 3.V(X)=E(X²)-(E(X))² = 4,9 - 2,1² = 4,9 - 4,41 = 0,49.
Résultat : V(X)=0,49 (et σ(X)=√(0,49)=0,7).

Piège à éviter

Vérifier d'abord que la somme des probabilités vaut 1. Et ne jamais oublier le carré sur l'espérance dans E(X²)-(E(X))².

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