Flashcards : Probabilités et variables aléatoires (93 cartes)

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1Question

Quelles actions la statistique permet-elle pour aider à la décision ?

Réponse

Elle permet de collecter, organiser et analyser des données.

2Question

Quel est le rôle de la statistique descriptive ?

Réponse

Organiser, représenter et résumer les données observées.

3Question

Que permet la statistique inférentielle à partir d’un échantillon ?

Réponse

Estimer une caractéristique inconnue de la population.

4Question

Qu’est-ce que la population dans une étude statistique ?

Réponse

L’ensemble des individus concernés par l’étude.

5Question

Qu’est-ce que l’échantillon dans une étude statistique ?

Réponse

L’ensemble des individus effectivement étudiés.

6Question

Comment obtient-on généralement les valeurs d’une variable quantitative discrète ?

Réponse

Par comptage.

7Question

Quel ordre caractérise les catégories d’une variable qualitative ordinale ?

Réponse

Un ordre naturel.

8Question

Quelle formule donne la moyenne empirique de n observations ?

Réponse

xˉ=1n∑i=1nxi\bar{x}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_i

9Question

Quelles bornes encadrent la probabilité de chaque événement ?

Réponse

Entre 0 et 1, inclusivement.

10Question

Quelle probabilité vaut l’union de deux événements incompatibles ?

Réponse

P(A)+P(B)P(A)+P(B)

11Question

Quelle formule donne la probabilité de l’union de deux événements ?

Réponse

P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A)+P(B)-P(A\cap B)

12Question

Comment calculer P(A∣B)P(A\mid B) lorsque P(B)>0P(B)>0 ?

Réponse

P(A∩B)P(B)\frac{P(A\cap B)}{P(B)}

13Question

Qu’associe une variable aléatoire réelle à chaque résultat d’une expérience aléatoire ?

Réponse

Un nombre réel.

14Question

Quelles valeurs une variable discrète peut-elle prendre ?

Réponse

Un nombre fini ou dénombrable de valeurs.

15Question

Comment calcule-t-on la probabilité d’un intervalle pour une variable de densité ff ?

Réponse

P(a≤X≤b)=∫abf(x) dxP(a\leq X\leq b)=\int_a^b f(x)\,dx

16Question

Que décrit la densité d’une variable aléatoire continue ?

Réponse

La répartition des probabilités par des aires.

17Question

Que représente F(x)F(x) pour une variable aléatoire continue ?

Réponse

La probabilité cumulée P(X≤x)P(X\leq x).

18Question

Comment se calcule l’espérance d’une variable aléatoire discrète ?

Réponse

Par la somme de ses valeurs pondérées par leurs probabilités, si E(∣X∣)<∞E(|X|)<\infty.

19Question

Quelle est l’espérance de aX+baX+b lorsque XX est intégrable ?

Réponse

aE(X)+baE(X)+b.

20Question

Quelle est l’espérance de la somme de deux variables intégrables, même dépendantes ?

Réponse

E(X)+E(Y)E(X)+E(Y).

21Question

Comment définit-on la variance de X lorsqu'E(X²) est finie ?

Réponse

Var⁡(X)=E[(X−E(X))2]\operatorname{Var}(X)=E[(X-E(X))^2]

22Question

Quelle unité conserve l’écart-type de X, contrairement à sa variance ?

Réponse

L’unité de X.

23Question

Comment définit-on le quantile d’ordre pp à l’aide de la fonction de répartition FF ?

Réponse

qp=inf⁡{x∈R:F(x)≥p}q_p=\inf\{x\in\mathbb{R}:F(x)\ge p\}.

24Question

Que représente le quantile d’ordre pp comme seuil de probabilité cumulée ?

Réponse

Le premier seuil où la probabilité cumulée atteint ou dépasse pp.

25Question

Comment définit-on la fonction de répartition conjointe de XX et YY ?

Réponse

FX,Y(x,y)=P(X≤x,  Y≤y).F_{X,Y}(x,y)=P(X\leq x,\;Y\leq y).

26Question

Quelle intégrale donne la probabilité du rectangle [a,b]×[c,d][a,b]\times[c,d] ?

Réponse

∫ab∫cdfX,Y(x,y) dy dx.\int_a^b\int_c^d f_{X,Y}(x,y)\,dy\,dx.

27Question

Quelle condition permet à l’indépendance d’impliquer une covariance nulle ?

Réponse

Les variances doivent être finies.

28Question

Quelle est la formule de la corrélation de Pearson ?

Réponse

ρX,Y=Cov⁡(X,Y)σXσY\rho_{X,Y}=\frac{\operatorname{Cov}(X,Y)}{\sigma_X\sigma_Y}

29Question

Sur quelles valeurs le coefficient de Spearman calcule-t-il la corrélation de Pearson ?

Réponse

Sur les rangs.

30Question

Quel type d’association le coefficient de Spearman décrit-il, sans exiger de linéarité ?

Réponse

Une association monotone.

31Question

Quelle formule donne le coefficient de Spearman sans ex æquo, avec did_i comme différence de rangs ?

Réponse

rs=1−6∑i=1ndi2n(n2−1)r_s=1-\frac{6\sum_{i=1}^{n}d_i^2}{n(n^2-1)}

32Question

Quelle probabilité caractérise une loi uniforme discrète sur {1,…,n}\{1,\ldots,n\} ?

Réponse

Chaque valeur a une probabilité de 1n\frac{1}{n}.

33Question

Quelles valeurs prend une variable de Bernoulli de paramètre pp ?

Réponse

Elle vaut 1 en cas de succès et 0 en cas d’échec.

34Question

Quand le nombre de succès suit-il une loi binomiale B(n,p)B(n,p) ?

Réponse

Quand les nn épreuves indépendantes ont chacune une probabilité de succès pp.

35Question

Quelle densité caractérise la loi uniforme continue sur [a,b][a,b] ?

Réponse

f(x)=1b−af(x)=\frac{1}{b-a} sur [a,b][a,b], et zéro ailleurs.

36Question

Quelle densité caractérise une loi exponentielle de taux λ\lambda ?

Réponse

f(x)=λe−λxf(x)=\lambda e^{-\lambda x} pour x≥0x\geq 0, et zéro pour x<0x<0.

37Question

Quelle est la densité d’une variable suivant la loi normale N(μ,σ2)N(\mu,\sigma^2) ?

Réponse

f(x)=1σ2πexp⁡(−(x−μ)22σ2)f(x)=\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\left(-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}\right), avec σ>0\sigma>0.

38Question

Quelle loi suit la variable standardisée associée à X∼N(μ,σ2)X\sim N(\mu,\sigma^2) ?

Réponse

X−μσ∼N(0,1)\frac{X-\mu}{\sigma}\sim N(0,1).

39Question

Comment définir la loi du khi-deux à ν degrés de liberté à partir de variables normales standard indépendantes ?

Réponse

La somme de leurs carrés suit une loi χν2\chi^2_{\nu}.

40Question

Quelle est la définition de la loi de Student à ν degrés de liberté ?

Réponse

Si Z∼N(0,1)Z\sim N(0,1) et U∼χν2U\sim\chi^2_{\nu} sont indépendantes, alors ZU/ν∼tν\frac{Z}{\sqrt{U/\nu}}\sim t_{\nu}.

41Question

Quelle est la densité d’une loi de Cauchy de position mm et d’échelle s>0s>0 ?

Réponse

f(x)=sπ[(x−m)2+s2]f(x)=\frac{s}{\pi[(x-m)^2+s^2]}

42Question

Autour de quelle valeur la loi de Cauchy est-elle symétrique ?

Réponse

Autour de mm.

43Question

Quelle est la médiane d’une loi de Cauchy de position mm ?

Réponse

mm.

44Question

Quels moments ne sont pas définis pour la loi de Cauchy ?

Réponse

L’espérance et la variance.

45Question

Dans R, à quoi servent respectivement les préfixes d, p, q et r ?

Réponse

À obtenir une probabilité ou densité, une fonction de répartition, un quantile et une simulation.

46Question

Pour choisir une loi, que faut-il confronter aux graphiques, à la dispersion et aux valeurs extrêmes ?

Réponse

Le modèle choisi.

47Question

Que désignent les statistiques au pluriel ?

Réponse

Des données chiffrées.

48Question

Quelle est la première étape d’une démarche statistique ?

Réponse

Poser une question biologique.

49Question

Qu’est-ce qu’une variable statistique ?

Réponse

Une caractéristique mesurée ou observée sur les individus étudiés.

50Question

Quelle valeur ou catégorie définit le mode ?

Réponse

Celle ayant l’effectif le plus élevé.

51Question

Comment choisir la classe modale pour des classes de largeurs différentes ?

Réponse

En comparant les densités d’effectif.

52Question

Quelle unité conserve la moyenne d’une variable ?

Réponse

La même unité que la variable.

53Question

Quelle conclusion la différence des baisses moyennes placebo-paracétamol permet-elle ?

Réponse

À elle seule, elle n’établit pas l’efficacité du traitement.

54Question

Qu’est-ce qu’un événement en probabilité ?

Réponse

Un ensemble de résultats correspondant à une condition donnée.

55Question

Que désignent respectivement X et x en probabilité ?

Réponse

X désigne la variable avant observation ; x, une réalisation observée.

56Question

Quelle probabilité est associée à la valeur xix_i d’une variable discrète ?

Réponse

pi=P(X=xi)p_i=P(X=x_i)

57Question

Quelle propriété de variation caractérise la fonction de répartition FF ?

Réponse

Elle ne diminue jamais.

58Question

Comment la densité peut-elle varier ?

Réponse

Elle peut augmenter puis diminuer.

59Question

Quelle est l’espérance du nombre de graines germées parmi deux ?

Réponse

1,60 graine par paire.

60Question

Que représente l’espérance du nombre de graines germées sur de nombreuses répétitions ?

Réponse

Une moyenne sur un grand nombre de répétitions indépendantes.

61Question

Que calcule le théorème de transfert directement à partir de la loi de XX ?

Réponse

L’espérance de h(X)h(X), si E(∣h(X)∣)<∞E(|h(X)|)<\infty.

62Question

Quelle relation générale existe entre E[h(X)]E[h(X)] et h(E(X))h(E(X)) ?

Réponse

En général, ces deux quantités ne sont pas égales.

63Question

Sous quelle condition E(XY)=E(X)E(Y)E(XY)=E(X)E(Y) pour deux variables intégrables ?

Réponse

Lorsque XX et YY sont indépendantes.

64Question

En général, quelle relation lie E(XY)E(XY) et E(X)E(Y)E(X)E(Y) ?

Réponse

Ils ne sont généralement pas égaux.

65Question

Que décrit l’écart-type théorique d’une variable aléatoire ?

Réponse

La dispersion de sa loi de probabilité.

66Question

Quelle formule de König–Huygens donne la variance de X ?

Réponse

Var⁡(X)=E(X2)−[E(X)]2\operatorname{Var}(X)=E(X^2)-[E(X)]^2

67Question

Quelle propriété d’homogénéité vérifie la variance de aX+b ?

Réponse

Var⁡(aX+b)=a2Var⁡(X)\operatorname{Var}(aX+b)=a^2\operatorname{Var}(X)

68Question

Quelle relation vérifie le quantile qpq_p si FF est continue et strictement croissante ?

Réponse

F(qp)=pF(q_p)=p.

69Question

À quels ordres correspondent la médiane et les quartiles ?

Réponse

La médiane est d’ordre 0,500{,}50 et les quartiles sont d’ordres 0,250{,}25, 0,500{,}50 et 0,750{,}75.

70Question

Pourquoi les distributions séparées de XX et YY ne suffisent-elles pas ?

Réponse

Elles ne décrivent pas leur dépendance conjointe.

71Question

Que représentent les zones élevées d’une densité jointe ?

Réponse

Elles concentrent davantage de probabilité par unité de surface.

72Question

À quoi correspond la probabilité d’une région sous une densité jointe ?

Réponse

Au volume sous la surface au-dessus de cette région.

73Question

Que révèle une covariance positive sur les écarts aux moyennes ?

Réponse

Ils tendent à avoir le même signe.

74Question

Que révèle une covariance nulle sur l’association linéaire ?

Réponse

Elle indique l’absence d’association linéaire, sans exclure une dépendance non linéaire.

75Question

Que ne démontre pas une corrélation ?

Réponse

Elle ne démontre pas une causalité.

76Question

Comment calcule-t-on la corrélation de Spearman en présence d’ex æquo ?

Réponse

On attribue des rangs moyens, puis on calcule leur corrélation de Pearson.

77Question

Quand le coefficient de Spearman n’est-il pas défini ?

Réponse

Lorsque tous les rangs d’une des deux variables sont identiques.

78Question

Quelle est la baisse médiane de température chez les six patients ?

Réponse

0,6 °C.

79Question

Pourquoi une comparaison avant-après sans témoin n’attribue-t-elle pas la baisse au médicament ?

Réponse

La fièvre peut évoluer spontanément.

80Question

Quelle est la probabilité qu’un patient rapporte au moins un symptôme ?

Réponse

0,25.

81Question

Quel rapport des proportions d’amélioration observe-t-on entre le nouveau traitement et la référence ?

Réponse

1,20.

82Question

Que faut-il examiner avant de conclure à la supériorité d’un traitement ?

Réponse

L’incertitude et la pertinence clinique.

83Question

Quelle est l’espérance d’une loi uniforme discrète sur {1,…,n}\{1,\ldots,n\} ?

Réponse

n+12\frac{n+1}{2}.

84Question

Quelle est la variance d’une variable de Bernoulli de paramètre pp ?

Réponse

p(1−p)p(1-p).

85Question

Quelle est l’espérance d’une variable uniforme sur [a,b][a,b] ?

Réponse

a+b2\frac{a+b}{2}.

86Question

Quelle est la fonction de répartition d’une variable uniforme sur [a,b][a,b] pour a≤x≤ba\leq x\leq b ?

Réponse

x−ab−a\frac{x-a}{b-a}.

87Question

Quelle est l’espérance d’une variable suivant Exp⁡(λ)\operatorname{Exp}(\lambda) ?

Réponse

1λ\frac{1}{\lambda}.

88Question

Quels sont l’espérance et la variance d’une variable X∼N(μ,σ2)X\sim N(\mu,\sigma^2) ?

Réponse

E(X)=μE(X)=\mu et Var⁡(X)=σ2\operatorname{Var}(X)=\sigma^2.

89Question

Quelle loi suit une transformation affine aX+baX+b d’une variable normale lorsque a≠0a\ne0 ?

Réponse

N(aμ+b,a2σ2)N(a\mu+b,a^2\sigma^2).

90Question

Quelles sont l’espérance et la variance d’une variable Y∼χν2Y\sim\chi^2_{\nu} ?

Réponse

E(Y)=νE(Y)=\nu et Var⁡(Y)=2ν\operatorname{Var}(Y)=2\nu.

91Question

Quelle loi suit (n−1)S2σ2\frac{(n-1)S^2}{\sigma^2} pour un échantillon normal indépendant ?

Réponse

Une loi χn−12\chi^2_{n-1}.

92Question

Que renvoie une fonction R préfixée par d pour une variable discrète ?

Réponse

La probabilité P(X=x)P(X=x).

93Question

Comment définit-on le quantile discret associé à une probabilité demandée ?

Réponse

Le premier seuil où la fonction de répartition atteint ou dépasse cette probabilité.

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1. Une équipe recueille des mesures biologiques qui varient d’un individu à l’autre. Quel rôle général la statistique joue-t-elle dans cette étude ?

2. Une chercheuse résume les tailles mesurées sur 30 plants, puis utilise cet échantillon pour estimer la taille moyenne de tous les plants de la serre en quantifiant l’incertitude. Quelle démarche réalise-t-elle dans la seconde étape ?

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