Ensembles finis Exemples

Trouver la variance table[[x,P(x)],[2,2/10],[3,3/10],[5,5/10]]
xP(x)221033105510xP(x)221033105510
Étape 1
Démontrez que la table donnée respecte les deux propriétés requises pour une distribution de probabilité.
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Étape 1.1
Une variable aléatoire discrète xx prend un ensemble de valeurs séparées (tel que 00, 11, 22...). Sa distribution de probabilité affecte une probabilité P(x)P(x) à chaque valeur possible xx. Pour chaque xx, la probabilité P(x)P(x) diminue entre 00 et 11 inclus et la somme des probabilités pour toutes les valeurs xx possibles est égale à 11.
1. Pour chaque xx, 0P(x)10P(x)1.
2. P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1.
Étape 1.2
210210 est compris entre 00 et 11 inclus, ce qui correspond à la première propriété de la distribution de probabilité.
210210 est compris entre 00 et 11 inclus
Étape 1.3
310310 est compris entre 00 et 11 inclus, ce qui correspond à la première propriété de la distribution de probabilité.
310310 est compris entre 00 et 11 inclus
Étape 1.4
510510 est compris entre 00 et 11 inclus, ce qui correspond à la première propriété de la distribution de probabilité.
510510 est compris entre 00 et 11 inclus
Étape 1.5
Pour chaque xx, la probabilité P(x)P(x) est compris entre 00 et 11 inclus, ce qui correspond à la première propriété de la distribution de probabilité.
0P(x)10P(x)1 pour toutes les valeurs x
Étape 1.6
Déterminez la somme des probabilités pour toutes les valeurs xx possibles.
210+310+510210+310+510
Étape 1.7
La somme des probabilités pour toutes les valeurs xx possibles est 210+310+510=1210+310+510=1.
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Étape 1.7.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
2+3+5102+3+510
Étape 1.7.2
Simplifiez l’expression.
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Étape 1.7.2.1
Additionnez 22 et 33.
5+5105+510
Étape 1.7.2.2
Additionnez 55 et 55.
10101010
Étape 1.7.2.3
Divisez 1010 par 1010.
11
11
11
Étape 1.8
Pour chaque xx, la probabilité de P(x)P(x) est comprise entre 00 et 11 inclus. Par ailleurs, la somme des probabilités pour tous les xx possibles est égale à 11, ce qui signifie que la table respecte les deux propriétés d’une distribution de probabilité
La table respecte les deux propriétés d’une distribution de probabilité :
Propriété 1 : 0P(x)10P(x)1 pour toutes les valeurs xx
Propriété 2 : 210+310+510=1210+310+510=1
La table respecte les deux propriétés d’une distribution de probabilité :
Propriété 1 : 0P(x)10P(x)1 pour toutes les valeurs xx
Propriété 2 : 210+310+510=1210+310+510=1
Étape 2
L’espérance mathématique d’une distribution est la valeur attendue si les essais de la distribution pourraient continuer infiniment. Elle est égale à chaque valeur multipliée par sa probabilité discrète.
u=2210+3310+5510u=2210+3310+5510
Étape 3
Simplifiez chaque terme.
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Étape 3.1
Annulez le facteur commun de 2.
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Étape 3.1.1
Factorisez 2 à partir de 10.
u=222(5)+3310+5510
Étape 3.1.2
Annulez le facteur commun.
u=2225+3310+5510
Étape 3.1.3
Réécrivez l’expression.
u=25+3310+5510
u=25+3310+5510
Étape 3.2
Multipliez 3(310).
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Étape 3.2.1
Associez 3 et 310.
u=25+3310+5510
Étape 3.2.2
Multipliez 3 par 3.
u=25+910+5510
u=25+910+5510
Étape 3.3
Annulez le facteur commun de 5.
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Étape 3.3.1
Factorisez 5 à partir de 10.
u=25+910+555(2)
Étape 3.3.2
Annulez le facteur commun.
u=25+910+5552
Étape 3.3.3
Réécrivez l’expression.
u=25+910+52
u=25+910+52
u=25+910+52
Étape 4
Déterminez le dénominateur commun.
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Étape 4.1
Multipliez 25 par 22.
u=2522+910+52
Étape 4.2
Multipliez 25 par 22.
u=2252+910+52
Étape 4.3
Multipliez 52 par 55.
u=2252+910+5255
Étape 4.4
Multipliez 52 par 55.
u=2252+910+5525
Étape 4.5
Réorganisez les facteurs de 52.
u=2225+910+5525
Étape 4.6
Multipliez 2 par 5.
u=2210+910+5525
Étape 4.7
Multipliez 2 par 5.
u=2210+910+5510
u=2210+910+5510
Étape 5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
u=22+9+5510
Étape 6
Simplifiez chaque terme.
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Étape 6.1
Multipliez 2 par 2.
u=4+9+5510
Étape 6.2
Multipliez 5 par 5.
u=4+9+2510
u=4+9+2510
Étape 7
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
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Étape 7.1
Additionnez 4 et 9.
u=13+2510
Étape 7.2
Additionnez 13 et 25.
u=3810
Étape 7.3
Annulez le facteur commun à 38 et 10.
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Étape 7.3.1
Factorisez 2 à partir de 38.
u=2(19)10
Étape 7.3.2
Annulez les facteurs communs.
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Étape 7.3.2.1
Factorisez 2 à partir de 10.
u=21925
Étape 7.3.2.2
Annulez le facteur commun.
u=21925
Étape 7.3.2.3
Réécrivez l’expression.
u=195
u=195
u=195
u=195
Étape 8
La variance d’une distribution est une mesure de la dispersion et est égale au carrée de l’écart-type.
s2=(x-u)2(P(x))
Étape 9
Renseignez les valeurs connues.
(2-(195))2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10
Simplifiez l’expression.
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Étape 10.1
Simplifiez chaque terme.
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Étape 10.1.1
Pour écrire 2 comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.2
Associez 2 et 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
(25-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.4
Simplifiez le numérateur.
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Étape 10.1.4.1
Multipliez 2 par 5.
(10-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.4.2
Soustrayez 19 de 10.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.5
Placez le signe moins devant la fraction.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.6
Utilisez la règle de puissance (ab)n=anbn pour distribuer l’exposant.
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Étape 10.1.6.1
Appliquez la règle de produit à -95.
(-1)2(95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.6.2
Appliquez la règle de produit à 95.
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.7
Élevez -1 à la puissance 2.
19252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.8
Multipliez 9252 par 1.
9252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.9
Associez.
9225210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.10
Annulez le facteur commun à 2 et 10.
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Étape 10.1.10.1
Factorisez 2 à partir de 922.
2925210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.10.2
Annulez les facteurs communs.
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Étape 10.1.10.2.1
Factorisez 2 à partir de 5210.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.10.2.2
Annulez le facteur commun.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.10.2.3
Réécrivez l’expression.
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.11
Multipliez 52 par 5 en additionnant les exposants.
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Étape 10.1.11.1
Multipliez 52 par 5.
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Étape 10.1.11.1.1
Élevez 5 à la puissance 1.
925251+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.11.1.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.11.2
Additionnez 2 et 1.
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.12
Élevez 9 à la puissance 2.
8153+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.13
Élevez 5 à la puissance 3.
81125+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.14
Pour écrire 3 comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.15
Associez 3 et 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.16
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
81125+(35-195)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.17
Simplifiez le numérateur.
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Étape 10.1.17.1
Multipliez 3 par 5.
81125+(15-195)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.17.2
Soustrayez 19 de 15.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.18
Placez le signe moins devant la fraction.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.19
Utilisez la règle de puissance (ab)n=anbn pour distribuer l’exposant.
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Étape 10.1.19.1
Appliquez la règle de produit à -45.
81125+(-1)2(45)2310+(5-(195))2510
Étape 10.1.19.2
Appliquez la règle de produit à 45.
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
Étape 10.1.20
Élevez -1 à la puissance 2.
81125+14252310+(5-(195))2510
Étape 10.1.21
Multipliez 4252 par 1.
81125+4252310+(5-(195))2510
Étape 10.1.22
Associez.
81125+4235210+(5-(195))2510
Étape 10.1.23
Élevez 4 à la puissance 2.
81125+1635210+(5-(195))2510
Étape 10.1.24
Élevez 5 à la puissance 2.
81125+1632510+(5-(195))2510
Étape 10.1.25
Multipliez 16 par 3.
81125+482510+(5-(195))2510
Étape 10.1.26
Multipliez 25 par 10.
81125+48250+(5-(195))2510
Étape 10.1.27
Annulez le facteur commun à 48 et 250.
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Étape 10.1.27.1
Factorisez 2 à partir de 48.
81125+2(24)250+(5-(195))2510
Étape 10.1.27.2
Annulez les facteurs communs.
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Étape 10.1.27.2.1
Factorisez 2 à partir de 250.
81125+2242125+(5-(195))2510
Étape 10.1.27.2.2
Annulez le facteur commun.
81125+2242125+(5-(195))2510
Étape 10.1.27.2.3
Réécrivez l’expression.
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
Étape 10.1.28
Pour écrire 5 comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par 55.
81125+24125+(555-195)2510
Étape 10.1.29
Associez 5 et 55.
81125+24125+(555-195)2510
Étape 10.1.30
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
81125+24125+(55-195)2510
Étape 10.1.31
Simplifiez le numérateur.
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Étape 10.1.31.1
Multipliez 5 par 5.
81125+24125+(25-195)2510
Étape 10.1.31.2
Soustrayez 19 de 25.
81125+24125+(65)2510
81125+24125+(65)2510
Étape 10.1.32
Appliquez la règle de produit à 65.
81125+24125+6252510
Étape 10.1.33
Associez.
81125+24125+6255210
Étape 10.1.34
Annulez le facteur commun à 5 et 52.
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Étape 10.1.34.1
Factorisez 5 à partir de 625.
81125+24125+5625210
Étape 10.1.34.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 10.1.34.2.1
Factorisez 5 à partir de 5210.
81125+24125+5625(510)
Étape 10.1.34.2.2
Annulez le facteur commun.
81125+24125+5625(510)
Étape 10.1.34.2.3
Réécrivez l’expression.
81125+24125+62510
81125+24125+62510
81125+24125+62510
Étape 10.1.35
Élevez 6 à la puissance 2.
81125+24125+36510
Étape 10.1.36
Multipliez 5 par 10.
81125+24125+3650
Étape 10.1.37
Annulez le facteur commun à 36 et 50.
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Étape 10.1.37.1
Factorisez 2 à partir de 36.
81125+24125+2(18)50
Étape 10.1.37.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 10.1.37.2.1
Factorisez 2 à partir de 50.
81125+24125+218225
Étape 10.1.37.2.2
Annulez le facteur commun.
81125+24125+218225
Étape 10.1.37.2.3
Réécrivez l’expression.
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
Étape 10.2
Simplifiez les termes.
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Étape 10.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
81+24125+1825
Étape 10.2.2
Additionnez 81 et 24.
105125+1825
Étape 10.2.3
Annulez le facteur commun à 105 et 125.
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Étape 10.2.3.1
Factorisez 5 à partir de 105.
5(21)125+1825
Étape 10.2.3.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 10.2.3.2.1
Factorisez 5 à partir de 125.
521525+1825
Étape 10.2.3.2.2
Annulez le facteur commun.
521525+1825
Étape 10.2.3.2.3
Réécrivez l’expression.
2125+1825
2125+1825
2125+1825
Étape 10.2.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
21+1825
Étape 10.2.5
Additionnez 21 et 18.
3925
3925
3925
 [x2  12  π  xdx ]