Probabilités

Intervalle de fluctuation selon la loi binomiale : Application directe de la formule - Exercice 1

1 min
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Question 1

Soit XX une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres n=30n=30 et p=0,5p=0,5. Déterminer l'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\%. Le corrigé fera apparaître les écrans de la calculatrice TEXAS TI 83 Premium CE.

Correction
L'intervalle de fluctuation à 95%95\% d'une fréquence correspondant à la réalisation, sur un échantillon de taille nn, d'une variable aléatoire X de loi binomiale B(n;p)B\left(n ; p\right), est l'intervalle[an;bn]\left[\frac{a}{n} ;\frac{b}{n} \right] défini par :
  • aa est le plus petit entier tel que : P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025
  • bb est le plus petit entier tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
1ère cas de figure : A l'aide d'une Texas, nous suivons la procédure comme suit :
Touche f(x)f\left(x\right) ou Y=Y= → VAR → Choisir BinomFREP . Il faut ensuite remplir : nbreESSAI : 3030 puis p=0,5p=0,5 et puis écrire Valeur de x:Xx : X
Puis taper sur EXE et cela donnera :
Puis faire 2nde → Fenêtre puis remplir DébutTbl : 00 et Δ\DeltaTbl : 11 et enfin 2nde → Graphe
Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
Il en résulte donc que :
  • P(X10)0,0494>0,025P\left(X\le 10\right)\approx0,0494>0,025 ce qui nous donne a=10a=10

  • P(X20)0,97860,975P\left(X\le 20\right)\approx0,9786\ge0,975 ce qui nous donne b=20b=20
  • L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [1030;2030]\left[\frac{10}{30} ;\frac{20}{30} \right].
    2ème cas de figure : A l'aide d'une Casio graph 35+35+, nous suivons la procédure comme suit :
    Menu TABLE → OPTN → F6F6 → STAT → DIST → BINM → Bcd
    Ensuite il vous faut remplir comme suit à l'écran : BinominalCD(XX,nn,pp) ici on va mettre BinominalCD(XX,3030,0.50.5) puis F5F5 . Ensuite renseigné pour START : 00 et END : 3030 et Step : 11 puis EXE puis F6F6
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X10)0,0494>0,025P\left(X\le 10\right)\approx0,0494>0,025 ce qui nous donne a=10a=10
    • P(X20)0,97860,975P\left(X\le 20\right)\approx0,9786\ge0,975 ce qui nous donne b=20b=20
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [1030;2030]\left[\frac{10}{30} ;\frac{20}{30} \right].
    Question 2

    Soit XX une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres n=15n=15 et p=16p=\frac{1}{6}. Déterminer l'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\%. Le corrigé fera apparaître les écrans de la calculatrice Graph 3535 +.

    Correction
    L'intervalle de fluctuation à 95%95\% d'une fréquence correspondant à la réalisation, sur un échantillon de taille nn, d'une variable aléatoire X de loi binomiale B(n;p)B\left(n ; p\right), est l'intervalle[an;bn]\left[\frac{a}{n} ;\frac{b}{n} \right] défini par :
    • aa est le plus petit entier tel que : P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025
    • bb est le plus petit entier tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    1ère cas de figure : A l'aide d'une Texas, nous suivons la procédure comme suit :
    Touche f(x)f\left(x\right) ou Y=Y= → VAR → Choisir BinomFREP puis écrire BinomFREP(1515,16\frac{1}{6},XX)
    Puis faire 2nde → Fenêtre puis remplir DébutTbl : 00 et Δ\DeltaTbl : 11 et enfin 2nde → Graphe
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X0)0,0649>0,025P\left(X\le 0\right)\approx0,0649>0,025 ce qui nous donne a=0a=0
    • P(X6)0,9930,975P\left(X\le 6\right)\approx0,993\ge0,975 ce qui nous donne b=6b=6
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [015;615]\left[\frac{0}{15} ;\frac{6}{15} \right].
    2ème cas de figure : A l'aide d'une Casio graph 35+35+, nous suivons la procédure comme suit :
    Menu TABLE → OPTN → F6F6 → STAT → DIST → BINM → Bcd
    Ensuite il vous faut remplir comme suit à l'écran : BinominalCD(XX,nn,pp) ici on va mettre BinominalCD(XX,2020,0.80.8)
    puis F5F5 . Ensuite renseigné pour START : 00 et END : 1515 et Step : 11
    puis EXE puis F6F6.
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
  • P(X0)0,0649>0,025P\left(X\le 0\right)\approx0,0649>0,025 ce qui nous donne a=0a=0
  • P(X6)0,9930,975P\left(X\le 6\right)\approx0,993\ge0,975 ce qui nous donne b=6b=6
  • L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [015;615]\left[\frac{0}{15} ;\frac{6}{15} \right].
    Question 3

    Soit XX une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres n=20n=20 et p=0,8p=0,8. Déterminer l'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\%.

    Correction
    L'intervalle de fluctuation à 95%95\% d'une fréquence correspondant à la réalisation, sur un échantillon de taille nn, d'une variable aléatoire X de loi binomiale B(n;p)B\left(n ; p\right), est l'intervalle[an;bn]\left[\frac{a}{n} ;\frac{b}{n} \right] défini par :
    • aa est le plus petit entier tel que : P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025
    • bb est le plus petit entier tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    1ère cas de figure : A l'aide d'une Texas, nous suivons la procédure comme suit :
    Touche f(x)f\left(x\right) ou Y=Y= → VAR → Choisir BinomFREP puis écrire BinomFREP(2020,0.80.8,XX)
    Puis faire 2nde → Fenêtre puis remplir DébutTbl : 00 et Δ\DeltaTbl : 11 et enfin 2nde → Graphe
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X12)0,0321>0,025P\left(X\le 12\right)\approx0,0321>0,025 ce qui nous donne a=12a=12
    • P(X19)0,98840,975P\left(X\le 19\right)\approx0,9884\ge0,975 ce qui nous donne b=19b=19
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [1220;1920]\left[\frac{12}{20} ;\frac{19}{20} \right].
    2ème cas de figure : A l'aide d'une Casio graph 35+35+, nous suivons la procédure comme suit :
    Menu TABLE → OPTN → F6F6 → STAT → DIST → BINM → Bcd
    Ensuite il vous faut remplir comme suit à l'écran : BinominalCD(XX,nn,pp) ici on va mettre BinominalCD(XX,2020,0.80.8) puis F5F5 . Ensuite renseigné pour START : 00 et END : 2020 et Step : 11 puis EXE puis F6F6
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X12)0,0321>0,025P\left(X\le 12\right)\approx0,0321>0,025 ce qui nous donne a=12a=12
    • P(X19)0,98840,975P\left(X\le 19\right)\approx0,9884\ge0,975 ce qui nous donne b=19b=19
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [1220;1920]\left[\frac{12}{20} ;\frac{19}{20} \right].
    Question 4

    Soit XX une variable aléatoire qui suit une loi binomiale de paramètres n=70n=70 et p=0,06p=0,06. Déterminer l'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\%.

    Correction
    L'intervalle de fluctuation à 95%95\% d'une fréquence correspondant à la réalisation, sur un échantillon de taille nn, d'une variable aléatoire X de loi binomiale B(n;p)B\left(n ; p\right), est l'intervalle[an;bn]\left[\frac{a}{n} ;\frac{b}{n} \right] défini par :
    • aa est le plus petit entier tel que : P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025
    • bb est le plus petit entier tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    1ère cas de figure : A l'aide d'une Texas, nous suivons la procédure comme suit :
    Touche f(x)f\left(x\right) ou Y=Y= → VAR → Choisir BinomFREP puis écrire BinomFREP(7070,0.060.06,XX)
    Puis faire 2nde → Fenêtre puis remplir DébutTbl : 00 et Δ\DeltaTbl : 11 et enfin 2nde → Graphe
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X1)0,0719>0,025P\left(X\le 1\right)\approx0,0719>0,025 ce qui nous donne a=1a=1
    • P(X8)0,97610,975P\left(X\le 8\right)\approx0,9761\ge0,975 ce qui nous donne b=8b=8
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [170;870]\left[\frac{1}{70} ;\frac{8}{70} \right].
    2ème cas de figure : A l'aide d'une Casio graph 35+35+, nous suivons la procédure comme suit :
    Menu TABLE → OPTN → F6F6 → STAT → DIST → BINM → Bcd
    Ensuite il vous faut remplir comme suit à l'écran : BinominalCD(XX,nn,pp) ici on va mettre BinominalCD(XX,7070,0.060.06) puis F5F5 . Ensuite renseigné pour START : 00 et END : 7070 et Step : 11 puis EXE puis F6F6
    Apparaitra un tableau de valeur et dans la colonne Y1Y1, il va falloir chercher la valeur aa tel que P(Xa)>0,025P\left(X\le a\right)>0,025 et la valeur bb tel que P(Xb)0,975P\left(X\le b\right)\ge 0,975
    Il en résulte donc que :
    • P(X1)0,0719>0,025P\left(X\le 1\right)\approx0,0719>0,025 ce qui nous donne a=1a=1
    • P(X8)0,97610,975P\left(X\le 8\right)\approx0,9761\ge0,975 ce qui nous donne b=8b=8
    L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [170;870]\left[\frac{1}{70} ;\frac{8}{70} \right].