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Variance et écart type
Le cours écrit
4.1 Même espérance, comportements différents
Exemple 20 (deux jeux). Un second stand propose un autre jeu : on y gagne ou euros, avec la probabilité pour chaque somme. On note ce gain. Alors . Les deux jeux ont la même espérance, mais ils ne se ressemblent pas : avec , on est toujours proche de euros, alors qu'avec on trouve souvent rien, et parfois euros. L'espérance ne dit rien de cette différence.
4.2 Les écarts à l'espérance
Pour mesurer la dispersion, on regarde les écarts .
Exemple 21. Pour , les écarts à valent , et . Leur moyenne pondérée est nulle : . C'est toujours le cas : les écarts positifs compensent les écarts négatifs. On élève donc les écarts au carré, pour qu'ils ne se compensent plus.
4.3 Variance
Définition. La variance de est la moyenne pondérée des carrés des écarts à l'espérance :
Exemple 22. Pour , avec :
En additionnant la dernière ligne, .
4.4 Écart type
Définition. L'écart type de est la racine carrée de sa variance : .
Une variance est une somme de termes positifs ou nuls : elle est positive ou nulle, et sa racine carrée existe. Si est en euros, la variance est en euros au carré, ce qui n'a pas de sens concret. L'écart type, lui, est en euros, comme .
Exemple 23. . Pour : , donc .
4.5 Interpréter
L'écart type mesure la dispersion de autour de son espérance. Plus il est grand, plus les valeurs s'éloignent de la moyenne : dans un jeu, il mesure le risque.
Exemple 24. Les deux jeux ont la même espérance, euros, mais et : le jeu des enveloppes est quatre fois plus dispersé. Un joueur prudent choisira , un joueur qui aime le risque choisira . Si ne prend qu'une seule valeur, tous les écarts sont nuls, et .
4.6 Dans une population
Exemple 25. Pour la résidence, , et . Donc : c'est l'écart type de la série statistique, calculé avec des proportions.
Exercices 7 et 8
- Exercice 7 : par la définition
- Exercice 8 : deux fournisseurs
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.