Une espérance sans variance
Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques appliquées (ECG 2e année), chapitre 11 — Variables aléatoires à densité · Reconnaître une densité
Énoncé
Soit pour , et ailleurs. Montrer que est une densité, que admet une espérance, et qu'elle n'admet pourtant pas de variance.
Corrigé
Densité. est positive et continue sur . On calcule sur un segment, puis on passe à la limite :
L'intégrale converge et vaut : est une densité.
Espérance. L'intégrande est positive, la convergence absolue se confond donc avec la convergence simple :
Donc .
Pas de variance. Il faudrait un moment d'ordre , c'est-à-dire la convergence de
Or : c'est l'intégrale de Riemann d'exposant , qui diverge. n'a donc pas de moment d'ordre , donc pas de variance.
Le point à retenir. Chaque moment coûte une puissance. Ici l'exposant descend de à puis à : la densité converge, l'espérance encore, la variance non. Que ne présage rien de , et que converge ne présage rien de : les trois s'examinent séparément.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.