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Cet article fait partie de la série Mathématiques élémentaires |
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L'étude de l'indépendance d'événements ou d'expériences consiste à chercher si les événements ou les expériences
sont liées ou se produisent indépendamment l'une de l'autre (On peut raisonnablement penser que le fait de boire de l'alcool et
celui de provoquer un accident ne sont pas indépendants l'un de l'autre). Les probabilités ont construit leur définition de
l'indépendance à partir de la notion d'indépendance en statistique: un caractère statistique est indépendant du sexe, par
exemple, si la distribution du caractère est identique, que l'on prenne la population totale, la population masculine ou la
population féminine.
| Sommaire |
Si A et B sont deux événements de probabilité non nul, on dit que A et B sont indépendants si
La définition de la probabilité conditionnelle de B sachant A : induit immédiatement deux autres définitions équivalentes de l'indépendance:
Exemple 1: Dans le lancer d'un dé équilibré, les événements A="obtenir un numéro pair" et B = « obtenir un multiple
de 3 » sont des événements indépendants. En effet, la répartion des nombres pairs dans l'univers Ω={1 ; 2 ; 3;
4 ; 5 ; 6} est identique à celle des nombres pairs dans B = {3 ; 6}.
Traduit sous forme de probabilité, cela donne .
On aurait pu aussi tout simplement observer que p(A) = 1/2, p(B) = 1/3 et que .
D'autre part, les événements A = « obtenir un nombre pair » et C = « obtenir au moins 4 » = {4 ; 5 ; 6} ne sont pas indépendants car la répartion des nombres pairs dans l'univers de départ est de 1/2 et la répartition dans le sous-univers C est de 2/3.
On pouvait aussi tout simplement observer que
Exemple 2 : Deux événements incompatibles, de probabilité non nulle ne sont jamais indépendants. En effet,
leur intersection étant vide, la probabilité de l'intersection est nulle alors que ni p(A), ni p(B) n'est nul.
Exemple 3: Si deux événements A et B sont indépendants alors A et sont aussi indépendants. En effet,
On considère une expérience 1 conduisant la création d'un univers Ω1 muni d'une probabilité p1, suivi d'une expérience 2 conduisant à la création d'un univers Ω2 muni d'une probabilité p2. La succession des deux expériences conduit à la création d'un univers Ω formé de couples d'élements de Ω1 et Ω2, cet univers se note Ω1 × Ω2. On dira que les expériences sont indépendantes si on peut créer sur Ω une probabilité p produit des deux précédentes telle que p(A × B) = p1(A).p2(B) pour tout événement A de Ω1 et B de Ω2.
Exemples: La succession de deux tirages avec remise dans une urne constitue deux expériences indépendantes identiques.
Le lancer successif d'un pièce et d'un dé constitue deux expériences indépendantes. La succession de deux tirages successifs sans
remise ne constitue pas deux expériences indépendantes, le deuxième univers changeant en fonction du résultat du premier
tirage.
Le cas le plus classique de successions d'expériences indépendantes identiques est la succession de n expériences de Bernouilli conduisant à la création de la loi binomiale.
Dans la loi des grands nombres, on considère aussi la succession de n expériences indépendantes.
Dans le cas de variables aléatoires X et Y définies sur un univers Ω fini, on dira que les variables aléatoires X et Y sont indépendantes si les événements « X=xi » et « Y=yj » sont indépendants pour tout xi de X(Ω) et tout yj de Y(Ω) .
L'indépendance de variables aléatoires X et Y continues sort du cadre des mathématiques élémentaires.
On démontre que lorsque les variables aléatoires sont indépendantes, la covariance de (X ,Y) est nulle et V(X + Y) = V(X) + V(Y).
