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Propriétés de l'espérance : énoncé (MPSI)

Propriété

Propriétés de l'espérance

Pour $X,Y$ réelles et $\lambda,\mu\in\mathbb{R}$ :

  • linéarité : $E(\lambda X+\mu Y)=\lambda E(X)+\mu E(Y)$ ;
  • positivité : si $X\geqslant0$, alors $E(X)\geqslant0$ ;
  • croissance : si $X\leqslant Y$, alors $E(X)\leqslant E(Y)$ ;
  • pour une constante $a$, $E(a)=a$ ; pour un événement $A$, $E(\mathbf{1}_A)=P(A)$.
Démonstration : Propriétés de l'espérance
Démonstration

Avec l'expression sur $\Omega$ : $$E(\lambda X+\mu Y)=\sum_{\omega}\big(\lambda X(\omega)+\mu Y(\omega)\big)P(\{\omega\})=\lambda E(X)+\mu E(Y).$$ Si $X\geqslant 0$, chaque terme $X(\omega)P(\{\omega\})$ est positif, d'où $E(X)\geqslant0$. La croissance s'en déduit en appliquant la positivité à $Y-X$ et la linéarité. Enfin $E(\mathbf{1}_A)=1\cdot P(A)+0\cdot P(\overline A)=P(A)$.

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Dans le cours

Variables aléatoires sur un univers fini : Propriétés de l'espérance