mathématiques approfondies (ECG 2e année) · Chapitre 12 · Exercice
Un intervalle quand l'écart-type est le paramètre
Estimation · Intervalles de confiance · niveau 3 (difficile)
Énoncé
On mesure durées de vie indépendantes de loi exponentielle de paramètre inconnu, de moyenne observée . Construire un intervalle de confiance asymptotique de au niveau — l'écart-type étant lui aussi inconnu.
Corrigé
L'obstacle. Pour une loi exponentielle, et : l'écart-type est la quantité inconnue, et l'intervalle usuel n'est pas calculable tel quel.
La manœuvre. On garde la quantité normalisée sous sa forme. Par le théorème limite central,
l'écart-type s'est simplifié avec l'espérance, et il ne reste que le produit .
L'encadrement. s'écrit
L'application. et ; en divisant par :
En passant à l'inverse, : un intervalle non symétrique autour de , alors que la substitution naïve de par aurait donné .
Le point à retenir. Quand l'écart-type dépend du paramètre, on ne le remplace pas : on le laisse se simplifier, puis on résout l'encadrement en le paramètre. L'intervalle obtenu n'a aucune raison d'être centré sur l'estimation.