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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.

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