Probabilités

Intervalle de fluctuation selon la loi binomiale : Sous formes de problèmes - Exercice 4

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Question 1
Le journal de Cupidon en Italie, annonce qu'il y a eu 8282 naissances dans le village Cupidon, en 20172017, 4242 filles pour 4040 garçons. Dans le monde, il nait 105105 garçons pour 100100 filles. On souhaite savoir si la ville de Cupidon est conforme ou non à la situation mondiale.

En supposant que les naissances de garçons sont conformes à la situation mondiale à Cupidon, donner l'épreuve et le schéma de Bernouilli ainsi que la variable aléatoire XX qui suit une loi binomiale dont les paramètres sont à préciser.

Correction
Dans le monde, il nait 105105 garçons pour 100100 filles. Donc la probabilité d'avoir un garçon dans le monde est de 105205\frac{105}{205}.
Lors d'une naissance, on appelle succès l'enfant est un garçon dont la probabilité est p=105205p = \frac{105}{205} et on appelle échec l'enfant est une fille dont la probabilité est 1p=11052051-p = 1-\frac{105}{205}. Il s'agit de l'épreuve de Bernoulli. On réitère 8282 fois cette expérience de façon identique et indépendante et l’on appelle XX le nombre de garçons. XX suit alors la loi binomiale B(82;105205)B\left(82; \frac{105}{205}\right).
Question 2

Donner l'intervalle de fluctuation de cette variable aléatoire XX sous cette condition de conformité.

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 XX 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(8282;105205\frac{105}{205};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(X33)0,03>0,025P\left(X\le 33\right)\approx0,03 >0,025 ce qui nous donne a=33a=33
  • P(X51)0,98250,975P\left(X\le 51\right)\approx0,9825\ge0,975 ce qui nous donne b=51b=51
L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [3382;5182]\left[\frac{33}{82} ;\frac{51}{82} \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,8282,105205\frac{105}{205}) puis F5F5 . Ensuite renseigné pour START : 00 et END : 8282 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(X33)0,03>0,025P\left(X\le 33\right)\approx0,03 >0,025 ce qui nous donne a=33a=33
  • P(X51)0,98250,975P\left(X\le 51\right)\approx0,9825\ge0,975 ce qui nous donne b=51b=51
L'intervalle de fluctuation au seuil de 95%95\% est alors [3382;5182]\left[\frac{33}{82} ;\frac{51}{82} \right].
Question 3

Doit-on accepter ou rejeter l'hypothèse que les naissances à Cupidon en 20172017 étaient conformes à la situation mondiale? Justifier.

Correction
La fréquence observée de garçons nés dans la ville de cupidon est ici fobs=4082f_{obs}=\frac{40}{82}.
Or : fobs[3382;5182]f_{obs}\in\left[\frac{33}{82} ;\frac{51}{82} \right]
On peut considérer , au risque de 5%5\% d'erreur ou au seuil de 95%95\% de confiance, que les naissances à Cupidon en 20172017 étaient bien conformes à la situation mondiale?