mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 10 · Exercice
Une loi sans espérance
Probabilités sur un ensemble quelconque · Espérance et variance · niveau 2
Énoncé
Soit de loi , . Déterminer et montrer que n'admet pas d'espérance.
Corrigé
La constante. La somme des probabilités vaut . Or , et la somme télescope :
Donc , et la loi est bien définie.
Pas d'espérance. L'espérance existe si et seulement si converge absolument. Ici tous les termes sont positifs et
donc la série est la série harmonique décalée : elle diverge. n'admet pas d'espérance.
Ce que cela veut dire concrètement. La loi est parfaitement légitime — on peut simuler , tracer son histogramme. Mais la moyenne empirique de tirages ne se stabilise pas : elle continue de croître avec , tirée par des valeurs rares et énormes. La loi des grands nombres ne s'applique pas, faute d'espérance.
Et ce n'est pas une curiosité d'école : c'est le modèle des phénomènes à queue lourde — tailles de villes, revenus extrêmes, audiences — où résumer par une moyenne n'a aucun sens.
Exercices semblables
- Une loi de Poisson corrigé
- L'absence de mémoire corrigé
- Le mode d'une loi de Poisson corrigé
- Une espérance sans variance corrigé
- Somme de deux Poisson corrigé