Exercices sur les inégalités en probabilités

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Exercice
Soit b > 0. On considère un échantillon (X1, … , Xn) de variables uniformes sur l’intervalle [0 ; b].
Soit α > 0.
  1. Définir un intervalle de fluctuation pour la moyenne empirique ¯(X) au niveau 1 − α. En déduire un intervalle de confiance pour b au niveau 1 − α en fonction de ¯(X) et n.
  2. Définir un intervalle de fluctuation pour M = max(X1, … , Xn) au niveau 1 − α, en utilisant l’inégalité de Bienaymé-Tchebychev ou en cherchant directement un intervalle de la forme [c, b].
    En déduire un intervalle de confiance pour b au niveau 1 − α en fonction de M et n.
  3. Comparer les précisions des intervalles de confiance obtenus.
Exercice
Soit λ > 0. On considère un échantillon (X1, … , Xn) de variables exponentielles de paramètre λ. Soit α > 0.
Définir un intervalle de fluctuation pour la moyenne empirique ¯(X) au niveau 1 − α. En déduire un intervalle de confiance pour b au niveau 1 − α en fonction de ¯(X) et n.
Problème transformée de Laplace

Soit Z une variable aléatoire réelle. Pour tout réel x tel que exZ admette une espérance, on définit ΦZ(x) = E(exZ).

  1. Soit uR. Montrer que pour tout x > 0 on a P(Zu) ≤ exp(−xu) ΦZ(x).
  2. Soit (Z1, … , Zn) une famille de variables aléatoires indépendantes de même loi que Z. On pose Zn = (Z1 + ⋯ + Zn)/n.
    Exprimer ΦnZn(x) en fonction de ΦZ, n et n.
  3. En déduire que pour tout réel u et tout x > 0, P(Zn > u) ≤ exp(−n(xu − ln(ΦZ(x))).

Annales

HEC 2019 exercice 4 question 4
Intervalle de confiance pour l’espérance d’une loi log-normale
ENS 2019 problème A troisième partie
ENS 2017 planche 2 exercice 2
ENS 2017 planche 7 exercice 2
ENS 2017 planche 9 exercice 2