Application de la loi normale

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
Dante0
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Application de la loi normale

par Dante0 » 07 Avr 2013, 09:46

Bonjour,

Voila j'ai un petit soucis avec la loi normale
On a étudié la glycémie d'une population d'individus présentant certaines caractéristiques précises, on a obtenu les résultats suivants : 20% des glycémies sont inférieures à 0,82g/l et 30% sont supérieures à 0,98g/l. Si on suppose que la glycémie des individus présentant ces caractéristiques suit une loi normale, déterminez la moyenne et l'écart type de cette loi.
On a le système suivant :
P(X 0,98) = 0,30

Ensuite on arrive au système suivant



Puis que et que

Pourquoi pose-t-on un tel système ? Et comment trouver la valeur de et ? Je sais que c'est d'après la table des fractiles de la loi normale centrée
réduite mais je ne sais pas comment utiliser cette table...

Merci !



zork
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par zork » 07 Avr 2013, 20:10

là on cherche à se ramener à une loi normale centrée réduite, c'est la formule

après pour trouver la valeur de (0,82-m)/(sigma) tu cherche dans la table de la loi normale centrée réduite la valeur 0,2
mais là tu t'apercois que cette valeur n'est pas dans ta table, tu en déduis que (0,82-m)/(sigma) est négatif
il faut alors utiliser la formule: soit a un entier, P(X<-a)=1-P(X

Dante0
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par Dante0 » 08 Avr 2013, 14:07

zork a écrit:là on cherche à se ramener à une loi normale centrée réduite, c'est la formule

après pour trouver la valeur de (0,82-m)/(sigma) tu cherche dans la table de la loi normale centrée réduite la valeur 0,2
mais là tu t'apercois que cette valeur n'est pas dans ta table, tu en déduis que (0,82-m)/(sigma) est négatif
il faut alors utiliser la formule: soit a un entier, P(X<-a)=1-P(X<a) ssi P(X<a)=1-P(X<-a)


Comment fais-tu une telle déduction ?
Je comprends pas en quoi cette formule m'aide à trouver :hein: :hein:

zork
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par zork » 08 Avr 2013, 19:24

si tu fais le dessin de la loi normale, tu vois que la fonction est paire
sur l'axe des ordonnées tu lis 0,2. La table te donne les valeurs des antécédents positifs. tu remarques que la valeur n'apparait pas et par la parité de la fonction, tu en déduit que l'antécédent est négatif

pour l'autre question, tu fais 1-0,2=0,8 avec la formule que j'ai donné avant
d'après la table que tu as, tu lis 0,8416
et comme (0,82-m)/(sigma) est négatif en multipliant par (-1) tu as -0,8416

Dante0
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par Dante0 » 09 Avr 2013, 13:06

zork a écrit:si tu fais le dessin de la loi normale, tu vois que la fonction est paire
sur l'axe des ordonnées tu lis 0,2. La table te donne les valeurs des antécédents positifs. tu remarques que la valeur n'apparait pas et par la parité de la fonction, tu en déduit que l'antécédent est négatif

pour l'autre question, tu fais 1-0,2=0,8 avec la formule que j'ai donné avant
d'après la table que tu as, tu lis 0,8416
et comme (0,82-m)/(sigma) est négatif en multipliant par (-1) tu as -0,8416


Mais dans la table a quoi correspond les valeurs qui vont de 0 à 0,09 ? (horizontalement)
Et celle qui vont de 0,0 à 2,9 verticalement ?
On a baclé ca en cours et je ne comprends même pas la signification de cette table...
Et puis 0,8416 n'apparait pas sur la ligne 0,8, ni nulle part d'ailleurs, la valeur la plus proche est 0,8413 située entre 0 (horizontalement) et 1,0 verticalement

hammana
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par hammana » 09 Avr 2013, 15:37

Dante0 a écrit:Bonjour,

Voila j'ai un petit soucis avec la loi normale
On a étudié la glycémie d'une population d'individus présentant certaines caractéristiques précises, on a obtenu les résultats suivants : 20% des glycémies sont inférieures à 0,82g/l et 30% sont supérieures à 0,98g/l. Si on suppose que la glycémie des individus présentant ces caractéristiques suit une loi normale, déterminez la moyenne et l'écart type de cette loi.
On a le système suivant :
P(X 0,98) = 0,30

Ensuite on arrive au système suivant



Puis que et que

Pourquoi pose-t-on un tel système ? Et comment trouver la valeur de et ? Je sais que c'est d'après la table des fractiles de la loi normale centrée
réduite mais je ne sais pas comment utiliser cette table...

Merci !


Image


Il faut d'abord bien comprendre ce que signifie la courbe en cloche. Imagine que la leucémie soit représentée par un point sur l'axe horizontal. Si B représente une leucémie de 0.82 gr/l, l'aire sous la courbe à gauche de B est égale à la probabilité d'une leucémie inférieure à0.82, l'aire sous la courbe à droite de B est égale à la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.82. Il est évident que l'aire totale sous la courbe est égale à 100%. le point O représente la moyenne m, sa probabilité est 50%. Si D représente une leucémie de 0.98 gr/l, l'aire ACDB est égale à la probabilité d'une leucémie comprise entre 0.82 et 0.98 gr/l.

Pour faciliter les calculs, on va imaginer que les probabilités sont données par une courbe (ou une table) y=f(x). Le point O correspondant à la valeur moyenne m est pris pour origine des abscisses. Une leucémie de valeur X est représentée par un point d'abscisse X-m. On démontre que si on prend pour abscisse le rapport (X-m)/sigma, (appelée valeur réduite), on obtient une courbe unique qui convient à tous les cas, et comme elle est symétrique, on se limitera à la moitié droite (aux valeurs positives de x). La table que tu utilises représente cette courbe. Elle donne pour chaque valeur réduite x la probabilité pour que la leucémie soit inférieure à x.
Comment l'utiliser?
on me dit que la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.98 gr/l est 30%. la probabilité d'une leucémie inférieure à 0.98 est donc 70%.
Dans la table je trouve:
probabilité=0.6985, variable réduite=0.52
probabilité=0.7019, variable réduite==0.53
après interpolation:
probabilité=0.70, variable réduite=0.5244 d'où
(0.98-m)/sigma=0.5244
La probabilité d'une leucémie inférieure à 0.82 est 20%. Je raisonne sur le symétrique qui correspond à une probabilité de 80%. Ce chiffre exact n'est pas dans la table, mais je trouve :
probabilité=0.7995 pour variable réduite=0.84
probabilité=0.8023 pour variable réduite=0.85
Je fais une interpolation linéaire (je suppose que tu sais de quoi il s'agit) et je trouve:
probabilité=0.80 pour variable réduite=0.8416 d'où:
(m-0.82)/sigma=0.8416
rappelle s'il y a encore qque chose à clarifier (en particulier si tu as des difficultés avec l'interpolation linéaire).
Dans la pratique, donner une probabilité avec 4 décimales n'a pas de sens vu que la précision des données dépasse rarement 1%, il suffirait donc de faire un interpolation approximative (à vue de nez)

Dante0
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par Dante0 » 09 Avr 2013, 15:56

Merci pour ta réponse détaillée ! Je saisis un peu mieux le principe.
Par contre je ne vois toujours pas d'ou viennent ces valeurs, qu'entend-tu par interpolation ?
Normalement je devrais être en mesure de la trouver directement sur la table de valeurs, or je ne trouve pas ces valeurs ici http://www.math.u-bordeaux1.fr/~pmagal/Licence%203%20SDV%202012/Tables%20Loi%20Normale,%20test%20Z,%20Khi2,%20Student.pdf

hammana
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par hammana » 09 Avr 2013, 20:26

Dante0 a écrit:Merci pour ta réponse détaillée ! Je saisis un peu mieux le principe.
Par contre je ne vois toujours pas d'ou viennent ces valeurs, qu'entend-tu par interpolation ?
Normalement je devrais être en mesure de la trouver directement sur la table de valeurs, or je ne trouve pas ces valeurs ici http://www.math.u-bordeaux1.fr/~pmagal/Licence%203%20SDV%202012/Tables%20Loi%20Normale,%20test%20Z,%20Khi2,%20Student.pdf



Le malentendu vient de ce que la table que tu utilises, que je n'avais pas vue au moment de faire ma réponse, est différente de la mienne. Ta table donne la probabilité pour des valeurs de la variable supérieures à la moyenne, c.à.d. l'aire à gauche de D. C'est pour cela que toutes les valeurs de probabilité sont supérieures à 0.5. Pour les valeurs inférieures à la moyenne on utilise la symétrie de la courbe de Gauss. J'ai modifié en conséquence ma réponse précédente que tu peux maintenant consulter.

Dante0
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par Dante0 » 10 Avr 2013, 10:31

hammana a écrit:Image


Il faut d'abord bien comprendre ce que signifie la courbe en cloche. Imagine que la leucémie soit représentée par un point sur l'axe horizontal. Si B représente une leucémie de 0.82 gr/l, l'aire sous la courbe à gauche de B est égale à la probabilité d'une leucémie inférieure à0.82, l'aire sous la courbe à droite de B est égale à la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.82. Il est évident que l'aire totale sous la courbe est égale à 100%. le point O représente la moyenne m, sa probabilité est 50%. Si D représente une leucémie de 0.98 gr/l, l'aire ACDB est égale à la probabilité d'une leucémie comprise entre 0.82 et 0.98 gr/l.

Pour faciliter les calculs, on va imaginer que les probabilités sont données par une courbe (ou une table) y=f(x). Le point O correspondant à la valeur moyenne m est pris pour origine des abscisses. Une leucémie de valeur X est représentée par un point d'abscisse X-m. On démontre que si on prend pour abscisse le rapport (X-m)/sigma, (appelée valeur réduite), on obtient une courbe unique qui convient à tous les cas, et comme elle est symétrique, on se limitera à la moitié droite (aux valeurs positives de x). La table que tu utilises représente cette courbe. Elle donne pour chaque valeur réduite x la probabilité pour que la leucémie soit inférieure à x.
Comment l'utiliser?
on me dit que la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.98 gr/l est 30%. la probabilité d'une leucémie inférieure à 0.98 est donc 70%.
Dans la table je trouve:
probabilité=0.6985, variable réduite=0.52
probabilité=0.7019, variable réduite==0.53
après interpolation:
probabilité=0.70, variable réduite=0.5244 d'où
(0.98-m)/sigma=0.5244
La probabilité d'une leucémie inférieure à 0.82 est 20%. Je raisonne sur le symétrique qui correspond à une probabilité de 80%. Ce chiffre exact n'est pas dans la table, mais je trouve :
probabilité=0.7995 pour variable réduite=0.84
probabilité=0.8023 pour variable réduite=0.85
Je fais une interpolation linéaire (je suppose que tu sais de quoi il s'agit) et je trouve:
probabilité=0.80 pour variable réduite=0.8416 d'où:
(m-0.82)/sigma=0.8416
rappelle s'il y a encore qque chose à clarifier (en particulier si tu as des difficultés avec l'interpolation linéaire).
Dans la pratique, donner une probabilité avec 4 décimales n'a pas de sens vu que la précision des données dépasse rarement 1%, il suffirait donc de faire un interpolation approximative (à vue de nez)


Tu m'as perdu ici...
Je ne comprends toujours pas comment tu lis cette table :(
0,6985 c'est l'intersection entre 0,02 et 0,5 or je ne sais même pas ce que ces valeurs représentent dans la table...

hammana
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par hammana » 10 Avr 2013, 13:11

Dante0 a écrit:Tu m'as perdu ici...
Je ne comprends toujours pas comment tu lis cette table :(
0,6985 c'est l'intersection entre 0,02 et 0,5 or je ne sais même pas ce que ces valeurs représentent dans la table...


Il faut comprendre la table. Les valeurs réduites de la variable sont données avec 2 décimales. la première décimale se lit dans la première ligne verticale (à gauche), la 2ème se lit dans la 1ère ligne horizontale. 0,6985 est la probabilité pour que la valeur de la variable réduite soit inférieure à 0.52.

Dante0
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par Dante0 » 10 Avr 2013, 16:21

Ah je vois, mais dans ce cas comment à partir de "on me dit que la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.98 gr/l est 30%. la probabilité d'une leucémie inférieure à 0.98 est donc 70%." tu conclus q'il faut s'intéresser à la probabilité 0,6985 ?

hammana
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par hammana » 10 Avr 2013, 18:42

Dante0 a écrit:Ah je vois, mais dans ce cas comment à partir de "on me dit que la probabilité d'une leucémie supérieure à 0.98 gr/l est 30%. la probabilité d'une leucémie inférieure à 0.98 est donc 70%." tu conclus q'il faut s'intéresser à la probabilité 0,6985 ?


1 - Il me paraît évident que si la probabilité d'une leucémie >0.98=30% (ou 0.3), la probabilité d'une leucémie <0.98¨=70% (ou 0.7) la somme de ces deux probabilités doit être de 100% puisque ce sont 2 évènements contraires dont l'un est nécessairement vrai.

2 - La table me donne des probabilités pour que la variable soit inférieure à une valeur donnée, c'est pourquoi je dois prendre en considération 0.7 et non0.3.

3 la valeur exacte 0.7 ne figure pas dans la table, alors je considère la valeur immédiatement inférieure 0.6985 qui correspond à la valeur 0.52 de la variable, et la valeur immédiatement supérieure 0.7019 qui correspond à 0.53.
La valeur 0.7 correspondrait à une valeur 0.5244 qui se situe entre 0.52 et 0.53, dans les mêmes proportions que 0.7 se situe entre 0.6985 et 0.7019

Dante0
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par Dante0 » 10 Avr 2013, 18:56

hammana a écrit:1 - Il me paraît évident que si la probabilité d'une leucémie >0.98=30% (ou 0.3), la probabilité d'une leucémie <0.98¨=70% (ou 0.7) la somme de ces deux probabilités doit être de 100% puisque ce sont 2 évènements contraires dont l'un est nécessairement vrai.

2 - La table me donne des probabilités pour que la variable soit inférieure à une valeur donnée, c'est pourquoi je dois prendre en considération 0.7 et non0.3.

3 la valeur exacte 0.7 ne figure pas dans la table, alors je considère la valeur immédiatement inférieure 0.6985 qui correspond à la valeur 0.52 de la variable, et la valeur immédiatement supérieure 0.7019 qui correspond à 0.53.
La valeur 0.7 correspondrait à une valeur 0.5244 qui se situe entre 0.52 et 0.53, dans les mêmes proportions que 0.7 se situe entre 0.6985 et 0.7019


Je comprends :)
Juste un petit briefing sur l'interpolation ? Ca remonte un peu...

hammana
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par hammana » 10 Avr 2013, 19:24

Dante0 a écrit:Je comprends :)
Juste un petit briefing sur l'interpolation ? Ca remonte un peu...


Je vais prendre un exemple concret plutôt que de donner des formules abstraites; On sait que la température augmente le matin avec le lever du soleil.
on a noté 3° à 7h, et 5° à 8h.
En l'absence d'autres informations, comment calculerais-tu les valeurs de la température les plus raisonnables:

à 7h15m, à 7h30m, à 7h50m ?

Dante0
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par Dante0 » 10 Avr 2013, 19:30

hammana a écrit:Je vais prendre un exemple concret plutôt que de donner des formules abstraites; On sait que la température augmente le matin avec le lever du soleil.
on a noté 3° à 7h, et 5° à 8h.
En l'absence d'autres informations, comment calculerais-tu les valeurs de la température les plus raisonnables:

à 7h15m, à 7h30m, à 7h50m ?


3,5, 4 et 4,75 ?

hammana
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par hammana » 10 Avr 2013, 20:58

Dante0 a écrit:3,5, 4 et 4,75 ?


4.75 me semble faux. Si en 60 min. la température augment de 2°, en 50 min elle augmente de :
50x2/60=1.67°, la réponse correcte serait 4.67°.
Tu peux placer le point A de coordonnées (7-3), le point B (8-5), tracer la droite AB, et trouver ainsi pour chaque valeur du temps comprise entre 7 et 8, la température correspondante.

Dante0
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par Dante0 » 11 Avr 2013, 09:27

C'est une simple règle de 3 en fait ?
Si on reprend l'exemple avec 0,70
On cherche la valeur réduite associée à la probabilité de 0,70
Et on sait que la valeur réduite de 0,53 correspond à une probabilité de 0,7019

Si on note t la valeur réduite associée à la probabilité de 0,70 on a :
Je ne trouve donc pas le bon résultat..

hammana
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par hammana » 11 Avr 2013, 11:59

Dante0 a écrit:C'est une simple règle de 3 en fait ?
Si on reprend l'exemple avec 0,70
On cherche la valeur réduite associée à la probabilité de 0,70
Et on sait que la valeur réduite de 0,53 correspond à une probabilité de 0,7019

Si on note t la valeur réduite associée à la probabilité de 0,70 on a :
Je ne trouve donc pas le bon résultat..


Voilà le raisonnement correct:
Quand la probabilité augmente de (0.7019-0.6985)=0.0034
la variable augmente de (0.53-0.52)=0.01
Quand la probabilité augmente de (0.7-0.6985)=0.0015 la variable augmente de:
0.001x0.0015/0.0034=0.0044
la variable vaut donc 0.52+0.0044=0.5244

Dante0
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par Dante0 » 11 Avr 2013, 15:42

hammana a écrit:Voilà le raisonnement correct:
Quand la probabilité augmente de (0.7019-0.6985)=0.0034
la variable augmente de (0.53-0.52)=0.01
Quand la probabilité augmente de (0.7-0.6985)=0.0015 la variable augmente de:
0.001x0.0015/0.0034=0.0044
la variable vaut donc 0.52+0.0044=0.5244


Ok mais je ne comprends pas d'ou viennent les 0,001 et les 0,0034

hammana
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par hammana » 11 Avr 2013, 15:58

Dante0 a écrit:Ok mais je ne comprends pas d'ou viennent les 0,001 et les 0,0034


J'ai écrit entre parenthèses d'où vient 0.0034. Par contre 0.001 est une erreur dactylographique, il faut le remplacer par 0.01 qui est la différence 0.53-0.52

 

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