Adloun

Une densité à queue lourde

Exercice · niveau 2 · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 7 — Variables aléatoires à densité et lois usuelles · Espérance, variance et leur existence

Énoncé

Soit pour , et ailleurs. Montrer que est une densité, que la variable associée admet une espérance, mais qu'elle n'admet pas de variance.

Corrigé

C'est une densité. est positive et continue sauf en . Pour ,

L'intégrale converge et vaut .

L'espérance existe. L'intégrande étant positif, la convergence simple suffit :

donc .

La variance n'existe pas. L'existence de la variance équivaut à celle de . Or, par le théorème de transfert,

L'intégrale diverge : n'a pas de moment d'ordre , donc pas de variance.

Le point à retenir. Seul le comportement en décide. Une densité en donne le moment d'ordre tant que : ici autorise l'ordre et interdit l'ordre .

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