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mathématiques approfondies (ECG 2e année) · Chapitre 11 · Exercice

Le maximum, convenablement dilaté

Convergences et théorème limite central · Convergence en loi · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Soit des variables indépendantes de loi uniforme sur et . On pose . Déterminer la limite en loi de la suite .

Corrigé

La fonction de répartition de . Par indépendance, pour . Soit ; pour , le réel est dans et

La limite. , et en donne . Donc pour . Pour , puisque , ce qui est aussi la limite voulue.

Identification. sur , prolongée par avant, est la fonction de répartition de ; elle est continue partout, donc la convergence en tout point de continuité est acquise : .

Le point délicat. lui-même converge en probabilité vers , donc en loi vers une constante : cette limite ne dit rien. C'est la dilatation par qui révèle la structure de l'écart au bord.

Le point à retenir. Une limite en loi intéressante s'obtient presque toujours après recentrage et changement d'échelle. Le théorème limite central est le même geste avec ; ici l'échelle est , parce que le maximum s'approche de sa limite bien plus vite qu'une moyenne.

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