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Calculer l'espérance d'une variable aléatoire Exercice

Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.

Dernière modification : 12/05/2025 - Conforme au programme 2025-2026

Une urne contient 20 boules indiscernables au toucher. Parmi ces boules, 12 sont noires, 6 sont blanches et 2 sont rouges.
Un joueur mise 5 € et tire une boule au hasard, sans voir ce qu'il fait.
S'il tire une boule rouge, il gagne 10 €.
S'il tire une boule blanche, il gagne 2 €.
Sinon, il ne gagne rien.

Quelle est l'espérance du gain algébrique du joueur ?

Soit \Omega l'univers d'une expérience aléatoire, ayant un nombre fini d'issues. Soit X une variable aléatoire sur \Omega prenant les valeurs x_1; x_2 ; x_3. On appelle espérance de la variable X le nombre réel, noté E(X), et V(X) sa variance.

E(X)=P(X=x_1)\times x_1+P(X=x_2)\times x_2+P(X=x_3)\times x_3

On a la loi de probabilité de X suivante :

  • P(X=5) = \dfrac{2}{20} ;
  • P(X = -3) = \dfrac{6}{20} ;
  • P(X = -5) = \dfrac{12}{20}.

 

L'espérance du gain algébrique est donc :

E(X)=5\times \dfrac{2}{20}+(-3)\times \dfrac{6}{20}+(-5)\times \dfrac{12}{20}

On obtient :

L'espérance du gain algébrique du joueur est -3{,}40\text{ €}.

La loi de probabilité d'une variable aléatoire X est donnée par le tableau ci-dessous :

x_i 0 1 2 3 4
P(X=x_i) \dfrac{1}{10} \dfrac{3}{10} \dfrac{2}{5} \dfrac{1}{10} \dfrac{1}{10}

Quelle est l'espérance de la variable aléatoire X ?

Si X est une variable aléatoire prend les valeurs x_1, x_2, \dots, x_n avec une probabilité respective p_1, p_2, \dots, p_n, alors l'espérance de la variable aléatoire X est :

E(X)=x_1\times p_1+x_2\times p_2+\dots+x_n\times p_n

Ici, la loi de probabilité de la variable aléatoire X est donnée dans le tableau.

On obtient :

E(X)=0\times \dfrac{1}{10}+1\times \dfrac{3}{10}+2\times \dfrac{2}{5}+3\times \dfrac{1}{10}+4\times \dfrac{1}{10}.

D'où :

L'espérance de la variable aléatoire X est \dfrac{9}{5}, soit 1,8.

La loi de probabilité d'une variable aléatoire X est donnée par le tableau ci-dessous :

x_i -50 50 100 150
P(X=x_i) 0,16 0,27 0,34 0,23

Quelle est l'espérance de la variable aléatoire X ?

Si X est une variable aléatoire prend les valeurs x_1, x_2, \dots, x_n avec une probabilité respective p_1, p_2, \dots, p_n, alors l'espérance de la variable aléatoire X est :

E(X)=x_1\times p_1+x_2\times p_2+\dots+x_n\times p_n

Ici, la loi de probabilité de la variable aléatoire X est donnée dans le tableau.

On obtient :

E(X)=(-50)\times 0{,}16+50\times 0{,}27+100\times 0{,}34+150\times 0{,}23

D'où :

L'espérance de la variable aléatoire X est 74.

Un élève répond au hasard à un QCM de trois questions.
Chaque question comporte quatre propositions dont une seule est correcte.
On note X le nombre de réponses correctes obtenues par l'élève.
On obtient alors la loi de probabilité suivante pour X :

x_i 0 1 2 3
P(X=x_i) \dfrac{27}{64} \dfrac{27}{64} \dfrac{9}{64} \dfrac{1}{64}

Quelle est l'espérance de la variable aléatoire X ?

Si X est une variable aléatoire prend les valeurs x_1, x_2, \dots, x_n avec une probabilité respective p_1, p_2, \dots, p_n, alors l'espérance de la variable aléatoire X est :

E(X)=x_1\times p_1+x_2\times p_2+\dots+x_n\times p_n.

Ici, la loi de probabilité de la variable aléatoire X est donnée dans le tableau.

On obtient :

E(X)=0\times \dfrac{27}{64}+1\times \dfrac{27}{64}+2\times \dfrac{9}{64}+3\times \dfrac{1}{64}.

D'où :

L'espérance de la variable aléatoire X est donc \dfrac{48}{64}.

Un joueur lance un dé cubique dont les faces sont numérotées de 1 à 6.

Ce dé est truqué de la façon suivante :

Chaque face a une probabilité d'être obtenue proportionnelle au numéro inscrit sur la face.

On note X la face obtenue par le joueur.

On obtient alors la loi de probabilité suivante pour X :

x_i 1 2 3 4 5 6
P(X=x_i) \dfrac{1}{21} \dfrac{2}{21} \dfrac{3}{21} \dfrac{4}{21} \dfrac{5}{21} \dfrac{6}{21}

Quelle est l'espérance de la variable aléatoire X ?

Si X est une variable aléatoire prend les valeurs x_1, x_2, \dots, x_n avec une probabilité respective p_1, p_2, \dots, p_n, alors l'espérance de la variable aléatoire X est :

E(X)=x_1\times p_1+x_2\times p_2+\dots+x_n\times p_n

Ici, la loi de probabilité de la variable aléatoire X est donnée dans le tableau.

On obtient :

E(X)=1\times \dfrac{1}{21}+2\times \dfrac{2}{21}+3\times \dfrac{3}{21}+4\times \dfrac{4}{21}+5\times \dfrac{5}{21}+6\times \dfrac{6}{21}=\dfrac{91}{21}

D'où :

L'espérance de la variable aléatoire X est \dfrac{13}{3}.

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  • Exercice : Définir l'univers d'une expérience
  • Exercice : Traduire un événement en langage naturel par une notation du type {X=a}, {X<=a}, {X=a} ou {X>a}
  • Exercice : Traduire une probabilité en langage naturel par une notation du type P(X=a), P(X<=a), P(X=a) ou P(X>a)
  • Exercice : Déterminer une loi de probabilité
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  • Exercice : Calculer une probabilité de type P(X
  • Exercice : Calculer une probabilité de type P(X>=a) à l'aide de la loi de probabilité de la variable aléatoire X
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