Fonction génératrice et loi
Bonjour
Je cherche à résoudre le problème suivant.
Soit $X$ une v.a.r. à valeurs dans $\mathbb{N}$ dont la fonction génératrice est définie sur $[-1,1]$ par $$G_X(t)=\frac{t^2}{2-t^2}$$ Quelle est la loi de $X$.
Je sais que $G_X^{(n)}(0)=n! \mathbb{P}(X=n)$ j'ai donc calculé les dérivées suivantes.
$G_X'(t)=4t(2-t^2)^{-2}$
$G_X''(t)=4(2-t^2)^{-2} + 8t^2(2-t^2)^{-3}$
$G_X'''(t)=24t(2-t^2)^{-3} +48t^3(2-t^2)^{-4}$
J'en ai déduit que $\mathbb{E}[X]=4$ et que $\mathbb{P}(X=2)=\frac{1}{2}$ mais ma méthode (dériver jusqu’à ce que la somme des probas donne 1) ne me parait pas très productive. Je ne pense pas que ce soit la bonne.
Voyez-vous un moyen plus simple, plus général ou tout simplement une autre méthode pour parvenir à la solution ?
Merci d'avance.
Je cherche à résoudre le problème suivant.
Soit $X$ une v.a.r. à valeurs dans $\mathbb{N}$ dont la fonction génératrice est définie sur $[-1,1]$ par $$G_X(t)=\frac{t^2}{2-t^2}$$ Quelle est la loi de $X$.
Je sais que $G_X^{(n)}(0)=n! \mathbb{P}(X=n)$ j'ai donc calculé les dérivées suivantes.
$G_X'(t)=4t(2-t^2)^{-2}$
$G_X''(t)=4(2-t^2)^{-2} + 8t^2(2-t^2)^{-3}$
$G_X'''(t)=24t(2-t^2)^{-3} +48t^3(2-t^2)^{-4}$
J'en ai déduit que $\mathbb{E}[X]=4$ et que $\mathbb{P}(X=2)=\frac{1}{2}$ mais ma méthode (dériver jusqu’à ce que la somme des probas donne 1) ne me parait pas très productive. Je ne pense pas que ce soit la bonne.
Voyez-vous un moyen plus simple, plus général ou tout simplement une autre méthode pour parvenir à la solution ?
Merci d'avance.
Réponses
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Bonjour,
je n'ai jamais vu ce genre d'exercice. Je le traiterais de la façon suivante.
L'égalité $\quad\displaystyle \mathrm{E}\left(t^{X}\right)=\frac{t^2}{2-t^2}$
se réécrit $\quad\displaystyle \mathrm{E}\left(t^{X}\right)=-1+\frac{1}{1-\big(t/\sqrt{2}\big)^2},$
soit $\quad\displaystyle \sum_{n\geq 0}t^{n}\mathrm{P}(X=n)=\sum_{n\geq 1}\left(t/\sqrt{2}\right)^{2n}.$
Donc, à condition que la fonction génératrice caractérise la loi d'une variable aléatoire, celle de $X$ est donnée par $$
P(X=n)=\begin{cases}&0,&&\text{ si }n\text{ impair}\\
&\frac{1}{2^{n/2}},&&\text{ si } n\text{ pair}.\end{cases}$$
[small][Ne pas abuser des expressions centrées. ;-) AD][/small] -
Merci rebellin,
Effectivement je pense que c'est la bonne façon d'aborder l'exercice.
Il y a quelque passage que je ne vois pas encore. Je vais réfléchir la-dessus, je te tiens au courant.
Edit: Après réflexion, j'ai compris les derniers points d'ombres qui persistaient. Merci encore. :-)
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