Lois de probabilités à densité

Loi de densité - Exercice 3

10 min
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Soit ff la fonction définie sur [1;2]\left[1;2\right] par f(x)=x+2mf\left(x\right)=x+2mmm est un réel.
Question 1

Déterminer la valeur de mm afin que ff soit une fonction de densité sur [1;2]\left[1;2\right]

Correction
ff étant une fonction de densité sur [1;2]\left[1;2\right], alors on sait que ff est continue sur [1;2]\left[1;2\right] et positive sur [1;2]\left[1;2\right].
Commençons par calculer I=12(x+2m)dxI=\int _{1}^{2}\left(x+2m\right)dx.
I=12(x+2m)dxI=\int _{1}^{2}\left(x+2m\right)dx équivaut successivement à
I=[12x2+2mx]12I=\left[\frac{1}{2} x^{2} +2mx\right]_{1}^{2}
I=(12×(2)2+2m×(2))(12+2m)I=\left(\frac{1}{2} \times \left(2\right)^{2} +2m\times \left(2\right)\right)-\left(\frac{1}{2} +2m\right)
I=32+2mI=\frac{3}{2} +2m
Afin que ff soit une fonction de densité sur [1;2]\left[1;2\right], il faut que : 12(x+2m)dx=1\int _{1}^{2}\left(x+2m\right)dx=1.
D'où : 32+2m=1\frac{3}{2} +2m=1 ainsi :
m=14m=\frac{-1}{4}

Il en résulte que : f(x)=x+2×14f\left(x\right)=x+2\times \frac{-1}{4}
Finalement :
f(x)=x12f\left(x\right)=x-\frac{1}{2}
Question 2

Déterminer la probabilité suivante P(1X32)P\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right)

Correction
P(1X32)=132f(x)dxP\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right)=\int _{1 }^{\frac{3}{2} }f\left(x\right)dx équivaut successivement à
P(1X32)=132(x12)dxP\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right)=\int _{1 }^{\frac{3}{2} }\left(x-\frac{1}{2} \right)dx
P(1X32)=[12x212x]132P\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right) =\left[\frac{1}{2} x^{2} -\frac{1}{2} x\right]_{1}^{\frac{3}{2}}
P(1X32)=(12×(32)212×32)(12×1212×1)P\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right) =\left(\frac{1}{2} \times \left(\frac{3}{2}\right)^{2} -\frac{1}{2} \times \frac{3}{2}\right)-\left(\frac{1}{2} \times 1^{2} -\frac{1}{2} \times 1\right)
P(1X32)=38P\left(1 \le X\le \frac{3}{2} \right) =\frac{3}{8}