cc2016 2 Corr
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cc2016 2 Corr
24 mai 2016
Exercice 1 [7 points]
Soit (Xn ) une suite de variables aléatoires indépendantes de loi uniforme sur [0, 1].
On pose In = min1≤i≤n Xi et Sn = max1≤i≤n Xi .
(b) Étudier la convergence de la suite (In ) en loi, puis pour les autres modes. [3]
Solution :
Sur [0, 1], FIn (x) = 1 − (1 − x)n converge ponctuellement vers la fonction égale à
1 partout sauf en 0. Donc FIn converge ponctuellement vers 1x>0 . Cette dernière
fonction n’est pas continue à droite en zéro, donc ne peut pas être une fonction de
répartition. Elle est cependant égale presque partout à 1x≥0 qui elle vérifie toutes
les propriétés d’une fonction de répartition. On en déduit que In converge en loi
vers X = 0.
Exercice 2 [2 points]
Solution :
Soit ε > 0. On remarque que P(Xn > ε) ≤ P(Xn > 0) = n1 −→ 0, donc il y a conver-
2
gence en probabilité. En revanche, E[Xn2 ] = nn = n qui ne converge pas, donc il n’y a
pas convergence en moyenne quadratique.
= P(∃N ≥ n / EN se réalise)
=1
Solution :
U est à valeurs dans {0, 1, 2} et V à valeurs dans
{−1,
0, 1}. On remarque que la donnée
1 1
de U et V détermine X et Y car la matrice est inversible. Il suffit donc de
1 −1
donner le tableau des probabilités en résolvant le système associé pour chaque couple
de valeurs de (U, V ).
U\ V -1 0 1
0 0 (1 − p)2 0
1 p(1 − p) 0 p(1 − p)
2 0 p2 0
On remarque que P((U, V ) = (0, −1)) = 0, alors que P(U = 0)P(V = −1) = p(1−p)3 >
0 : les variables aléatoires U et V ne sont pas indépendantes.
Exercice 4 [7 points]
1
On observe que fX (0)fY (0) = 4
6= 0 = f (0, 0), donc X et Y ne sont pas
indépendantes.
On distingue alors les cas z ∈ [0, 1] et z ∈]1, 2] (le domaine d’intégration change,
faire un dessin pour s’en convaincre). Si z ∈ [0, 1] :
Z z Z z−x
P(X + Y ≤ z) = (x + y)dxdy
x=0 y=0
Z z 2
z − x2
= dx
x=0 2
z3
=
3
Et si z ∈ [1, 2] :
Z 1 Z min(1,z−x)
P(X + Y ≤ z) = (x + y)dxdy
x=0 y=0
Z 1
min(1, z − x)2
= x min(1, z − x) + dx
x=0 2
Z z−1 Z 1
z 2 − x2
1
= x+ dx + dx
x=0 2 x=z−1 2
1
= z 2 − (z 3 + 1)
3
On peut finalement donner la densité de la variable aléatoire Z :
0 si z < 0 ,
z 2 si z ∈ [0, 1] ,
fZ (z) =
2z − z 2 si z ∈ [1, 2] ,
0 si z > 2 ,
1 49 −1
Cov(X, Y ) = − = .
3 144 144