Loi binomiale

Loi binomiale :

  • soit une série de \(n\) expériences aléatoires

  • dans laquelle un événement binaire a une probabilité \(p\) de se réaliser

  • quelle est la probabilité d'avoir \(x\) succès parmi les \(n\) essais ?

  • loi basée sur des lois de Bernoulli

  • tient compte du nombre de combinaisons possibles de \(x\) succès parmi \(n\) essais

DéfinitionLa loi binomiale

La loi binomiale \(Bin(n\ ;\ p)\) est la loi définissant la probabilité d'observer \(X=x\) succès parmi \(n\) expériences aléatoires, sans ordre précis, le succès au cours d'une expérience ayant une probabilité \(p\) de survenir.

Soit \(X\) la variable aléatoire « nombre de succès parmi \(n\) essais », alors :

\(\Pr(X=x) = C_n^x p^x q^{n-x}\)

avec \(C_n^x\) le nombre de combinaisons de \(x\) objets parmi \(n\), parfois noté \(\left(_x^n\right)\)

la loi binomiale est dotée de deux paramètres

  • l'effectif \(n\)

  • la probabilité d'un événement individuel, \(p\)

Par ailleurs :

  • unimodale

  • symétrique si \(p=0,5\), asymétrique sinon

  • de moyenne \(m = np\)[1]

  • de variance \(\sigma^2 = npq\)

Densité de probabilité de la loi Bin(10 ; 0,5)
Densité de probabilité de la loi Bin(10 ; 0,2)
Densité de probabilité de la loi Bin(10 ; 0,95)

ExempleQuelques exemples d'utilisation de la fonction binomiale dans le logiciel R

On réalise quelques tirages au sort de 3 puis de 100 valeurs pour différentes lois binomiales, en faisant varier la probabilité que X prenne la valeur "1".

M<-3

rbinom(M,10,0.5)

#[1] 3 7 7

M<-3

rbinom(M,10,0.95)

[1] 8 9 9

M<-3

rbinom(M,10,0.2)

[1] 3 0 1

M<-100

rbinom(M,10,0.5)

> rbinom(M,10,0.5)

[1] 3 2 6 4 9 5 5 7 7 4 5 5 6 8 8 4 7 6 2 8 3 2 5 3

[25] 7 6 5 4 3 3 2 7 6 5 7 5 6 5 7 7 5 5 5 5 5 4 6 5

[49] 6 6 4 7 6 6 4 6 3 5 6 3 3 5 4 6 4 2 3 1 4 7 5 5

[73] 4 9 8 4 6 4 3 3 5 5 5 4 5 4 5 6 5 4 2 6 7 6 5 6

[97] 4 6 5 6

Exemple d'ajustement d'une loi binomiale à des données générées avec rbinom(M,10,0.2)
Exemple d'ajustement d'une loi binomiale à des données générées avec rbinom(M,10,0.5)
Exemple d'ajustement d'une loi binomiale à des données générées avec rbinom(M,10,0.95)
Fonction de répartition de la loi Bin(10 ; 0,2)
Fonction de répartition de la loi Bin(10 ; 0,5)
Fonction de répartition de la loi Bin(10 ; 0,95)

ManipulationLoi binomiale : fonction de répartition