QCM : Introduction aux lois de probabilité et génération aléatoire — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans une loi de Bernoulli de paramètre p, quelle est la signification de p ?

La probabilité d’obtenir la valeur 1
La moyenne du nombre d’essais
La probabilité d’obtenir la valeur 0
Le nombre total de valeurs simulées

La probabilité d’obtenir la valeur 1

Explication

Le paramètre p d’une loi de Bernoulli est la probabilité que la variable prenne la valeur 1. Ce n’est pas un effectif ni une taille d’échantillon.

2. Quelle situation décrit une variable binomiale ?

La somme de N variables uniformes sur [0,1]
Une variable qui ne peut prendre que 0 ou 1
Le temps d’attente avant le premier succès
Le nombre de succès sur N essais indépendants de probabilité p

Le nombre de succès sur N essais indépendants de probabilité p

Explication

La loi binomiale compte le nombre de succès obtenus sur N essais indépendants, chacun ayant la même probabilité p de succès. La variable de Bernoulli ne compte qu’un seul essai.

3. Que fait la fonction DiscreteGenerator(N,p) ?

Elle simule N variables normales centrées réduites
Elle simule le nombre de succès sur N essais
Elle simule N variables prenant des valeurs 1 à n selon les probabilités p
Elle simule des temps d’attente exponentiels de paramètre λ

Elle simule N variables prenant des valeurs 1 à n selon les probabilités p

Explication

DiscreteGenerator(N,p) sert à générer N réalisations d’une variable discrète prenant les valeurs 1 à n avec les probabilités p=(p1,…,pn). Les autres propositions correspondent à d’autres lois.

4. Avec une variable U uniforme sur [0,1], quand la valeur k est-elle choisie dans le générateur discret ?

Lorsque U dépasse toujours p1+…+pk
Lorsque p1+…+p_{k-1} ≤ U < p1+…+pk
Lorsque U est inférieur à p_k seulement
Lorsque U est égal à p_k

Lorsque p1+…+p_{k-1} ≤ U < p1+…+pk

Explication

La construction par seuils cumulés attribue la valeur k à U lorsqu’il se situe entre les deux sommes partielles successives. C’est précisément le principe de la fonction de répartition discrète par tranches.

5. Quel est le principe central de la méthode de l’inverse ?

Comparer U à un seuil p pour obtenir 0 ou 1
Découper [0,1] en intervalles cumulés
Transformer une uniforme U en X par X = F^{-1}(U)
Additionner plusieurs variables exponentielles indépendantes

Transformer une uniforme U en X par X = F^{-1}(U)

Explication

La méthode de l’inverse consiste à tirer U uniforme sur [0,1], puis à poser X=F^{-1}(U) pour obtenir la loi voulue. Les autres choix décrivent Bernoulli, discrétisation ou gamma.

6. Quelle condition sur F est requise pour appliquer correctement la méthode de l’inverse ?

F doit être décroissante
F doit être croissante
F doit être périodique
F doit être constante

F doit être croissante

Explication

La méthode repose sur une fonction de répartition croissante, afin que l’inversion via F^{-1}(U) fournisse la loi souhaitée. Une fonction décroissante ne convient pas à cette construction.

7. Que devient la somme de n variables indépendantes de loi exponentielle E(λ) ?

Une loi uniforme sur [0,1]
Une loi gamma Γ(n,λ)
Une loi normale standard
Une loi de Poisson de paramètre λ

Une loi gamma Γ(n,λ)

Explication

La somme de n variables indépendantes de même loi exponentielle E(λ) suit une loi gamma de paramètres (n,λ). Ce résultat relie directement l’exponentielle à la gamma.

8. Quelle fonction R est demandée pour simuler des lois gamma avec N valeurs et paramètres (n,λ) ?

Exponential(N,λ)
Poisson(N,λ)
Normal(N,μ,σ)
Gamma(N,n,λ)

Gamma(N,n,λ)

Explication

La fonction demandée pour la génération gamma est Gamma(N,n,λ), où N désigne le nombre de valeurs simulées. Exponential(N,λ) est réservée à la loi exponentielle.

9. Comment est définie la variable de comptage N dans le processus de Poisson ?

N = k si la somme des X_i est inférieure à λ
N = k si T_k ≤ 1 < T_{k+1}
N = k si T_k = 1 exactement
N = k si X_k = 1

N = k si T_k ≤ 1 < T_{k+1}

Explication

Le compteur N est défini par l’inégalité T_k ≤ 1 < T_{k+1}, où T_n est la somme des temps inter-arrivées. Cette condition compte le nombre d’événements sur l’intervalle de temps unité.

10. Quelle est la loi de N lorsque les temps inter-arrivées X_i sont iid exponentiels de paramètre λ ?

Une loi binomiale de paramètres (N,p)
Une loi de Bernoulli de paramètre p
Une loi de Poisson de paramètre λ
Une loi gamma de paramètres (n,λ)

Une loi de Poisson de paramètre λ

Explication

Avec des temps inter-arrivées exponentiels iid de paramètre λ, la variable de comptage N suit une loi de Poisson de paramètre λ. La gamma concerne la somme des temps, pas le compteur lui-même.

11. Dans la méthode de Box-Muller, quelles transformations à partir de deux variables uniformes indépendantes sur [0,1] permettent d’obtenir deux variables normales standard indépendantes ?

X=F^{-1}(U1) et Y=F^{-1}(U2)
X=sqrt{-2ln U1}cos(2pi U2) et Y=sqrt{-2ln U1}sin(2pi U2)
X=-ln(U1)/lambda et Y=-ln(U2)/lambda
X=U1+U2 et Y=U1-U2

X=sqrt{-2ln U1}cos(2pi U2) et Y=sqrt{-2ln U1}sin(2pi U2)

Explication

La construction de Box-Muller utilise le même rayon sqrt{-2ln U1} avec le cosinus et le sinus de 2pi U2 pour produire deux normales standard indépendantes. Les autres formules correspondent à d’autres méthodes ou à d’autres lois.

12. Quelle fonction R est demandée pour simuler des variables normales de moyenne mu et d’écart-type sigma ?

Gamma(N,n,lambda)
Normal(n,mu,sigma)
Poisson(n,lambda)
Exponential(N,lambda)

Normal(n,mu,sigma)

Explication

La fonction attendue pour la génération normale est Normal(n,mu,sigma), avec n le nombre de valeurs à produire. Les autres fonctions servent à simuler respectivement des lois exponentielle, gamma et de Poisson.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 12 flashcards sur Introduction aux lois de probabilité et génération aléatoire.

Bernoulli — définition ?

Variable prenant 0 ou 1 avec probabilité p.

Binomiale — rôle ?

Compter succès sur N essais indépendants.

Générateur discret — fonction ?

Simuler variables discrètes à partir de probabilités p.

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