Adloun

Une espérance sans variance

Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 6 — Compléments sur les variables aléatoires réelles · Existence de l'espérance

Énoncé

Soit une variable aléatoire à valeurs dans telle que . Montrer que admet une espérance, mais pas de variance.

Corrigé

La constante existe. La série est une série de Riemann d'exposant : elle converge, de somme . Le choix rend la somme des probabilités égale à .

L'espérance existe. Elle existe si et seulement si converge absolument. Or les termes sont positifs et

terme général d'une série de Riemann d'exposant : elle converge. Donc existe.

La variance n'existe pas. admet une variance si et seulement si admet une espérance. Par le théorème de transfert,

terme général de la série harmonique, qui diverge. Donc n'existe pas, et n'a pas de variance.

Le point à retenir. Chaque moment supplémentaire coûte un exposant. Une loi en possède le moment d'ordre tant que : ici autorise l'ordre et interdit l'ordre . C'est exactement le même compte que pour les densités à queue lourde.

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