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Probabilit´ es & Statistiques MathSV – Licence 1 Probabilit´ es Marc Bailly-Bechet Universit´ e Claude Bernard Lyon I – France [email protected] 1 [email protected] Probabilit´ es & Statistiques

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  • Probabilités & Statistiques

    MathSV – Licence 1Probabilités

    Marc Bailly-Bechet

    Université Claude Bernard Lyon I – France

    [email protected]

    1 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]@univ-lyon1.fr

  • Probabilités & Statistiques

    Présentation du cours de probabilités et statistiques

    Table des matières

    1 Présentation du cours de probabilités et statistiques

    2 Analyse combinatoire et protéines

    3 Lois de probabilités

    4 Statistiques descriptives

    5 Estimation et intervalles de confiance

    2 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Présentation du cours de probabilités et statistiques

    Intérêt des statistiques

    En biologie, les résultats expérimentaux sont :

    bruités

    variables individuellement

    variables entre conditions

    Les statistiques descriptives permettent de résumer un jeu dedonnées de manière simple.L’emploi des statistiques inférentielles permet de tirer desconclusions probabilisées à partir d’expériences ; ces conclusionssont basées sur l’emploi des probabilités.L’emploi de modèles probabilistes permet de prédire le résultatd’expériences aléatoires, et d’explorer des situations d’une manièrequi n’est pas envisageable expérimentalement.

    3 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Présentation du cours de probabilités et statistiques

    Programme et objectifs

    Probabilités Calculs de base, analyse combinatoire, lois deprobabilités classiques.

    Statistiques descriptives Réumé de données par des indicateurs etdes graphes.

    Statistiques inférentielles Théorie de l’estimation, test decomparaison de moyennes et de fréquences, testsd’indépendance du χ2.

    4 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Présentation du cours de probabilités et statistiques

    Évaluation

    CC1 Une note d’analyse (QCM+problème, 30% de la notefinale).

    CC2 Une note de probabilités (QCM, 25% de la notefinale).

    CC3 Une note de statistiques (problème, 25% de la notefinale) +une note de TT (QCM, 15%).

    Participation TT Une note de participation (5%).

    5 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Analyse combinatoire et protéines

    Table des matières

    1 Présentation du cours de probabilités et statistiques

    2 Analyse combinatoire et protéines

    3 Lois de probabilités

    4 Statistiques descriptives

    5 Estimation et intervalles de confiance

    6 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Analyse combinatoire et protéines

    7 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Table des matières

    1 Présentation du cours de probabilités et statistiques

    2 Analyse combinatoire et protéines

    3 Lois de probabilités

    4 Statistiques descriptives

    5 Estimation et intervalles de confiance

    8 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi de Bernouilli (p = 0.6)

    −0.5 0.0 0.5 1.0 1.5

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Loi de probabilité

    x

    P(X

    =x)

    −0.5 0.0 0.5 1.0 1.5

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    x

    P(X

    ≤x)

    9 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi binomiale (p = 0.6, n = 20)

    0 5 10 15 20

    0.00

    0.05

    0.10

    0.15

    Loi de probabilité

    Nombre de succès x

    P(X

    =x)

    0 5 10 15 20

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    Nombre de succès x

    P(X

    ≤x)

    10 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi géométrique (p = 0.6)

    0 2 4 6 8 10

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Loi de probabilité

    Nombre de tirages n

    P(X

    =n)

    0 2 4 6 8 10

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    Nombre de tirages n

    P(X

    ≤n)

    11 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi binomiale négative (p = 0.6, k = 4)

    0 5 10 15 20

    0.00

    0.05

    0.10

    0.15

    0.20

    Loi de probabilité

    Nombre de tirages n

    P(X

    =n)

    0 5 10 15 20

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    Nombre de tirages n

    P(X

    ≤n)

    12 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi de Poisson (λ = 2)

    0 2 4 6 8 10

    0.00

    0.05

    0.10

    0.15

    0.20

    0.25

    Loi de probabilité

    Nombre de succès x

    P(X

    =x)

    0 2 4 6 8 10

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    Nombre de succès x

    P(X

    ≤x)

    13 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Probabilité absolue

    Pas de 10 cm

    Taille

    a<P

    (x)<

    b

    120 160 200

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Pas de 5 cm

    Taille

    a<P

    (x)<

    b

    120 160 200

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Pas de 1 cm

    Taille

    a<P

    (x)<

    b

    120 160 200

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Pas de 0.1 cm

    Taille

    a<P

    (x)<

    b

    120 160 200

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    14 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Densité de probabilité

    Pas de 10 cm

    Taille

    Den

    sité

    120 160 200

    0.00

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    Pas de 5 cm

    Taille

    Den

    sité

    120 160 200

    0.00

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    Pas de 1 cm

    Taille

    Den

    sité

    120 160 200

    0.00

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    120 160 200

    0.00

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    Limite continue

    Taille

    Den

    sité

    15 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Fonction de répartition d’une variable continue

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Distribution

    x

    Den

    sité

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Distribution

    x

    Den

    sité

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Distribution

    x

    Den

    sité

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    x

    Pro

    babi

    lité

    16 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi uniforme sur [0,1]

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    0.6

    0.8

    1.0

    1.2

    1.4

    Loi de probabilité

    x

    f(x)

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    x

    F(x

    )

    17 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi normale centrée réduite

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Loi de probabilité

    x

    f(x)

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    x

    F(x

    )

    18 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Table statistique de la loi normale centrée réduite

    −4 −2 0 2 4

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Distribution

    x

    19 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi de Student à 1 et 5 degrés de liberté

    −6 −4 −2 0 2 4 6

    0.0

    0.1

    0.2

    0.3

    0.4

    Loi de probabilité

    x

    f(x)

    ddl =1ddl=5Normale

    −6 −4 −2 0 2 4 6

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    Fonction de répartition

    x

    F(x

    )

    ddl =1ddl=5Normale

    20 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Loi de la moyenne de n v.a., n grand

    n=1

    Fré

    quen

    ce

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    0.0

    0.4

    0.8

    n=20

    Fré

    quen

    ce

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    01

    23

    45

    n=100

    Fré

    quen

    ce

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    02

    46

    810

    n=1000

    Fré

    quen

    ce

    0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

    010

    2030

    40

    21 [email protected] Probabilités & Statistiques

    [email protected]

  • Probabilités & Statistiques

    Lois de probabilités

    Convergences de la loi binomiale

    50 55 60 65 70

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    0.06

    0.07

    0.08

    Loi binomiale, p=0.6, n=100

    Nombre de succès x

    P(X

    =x)

    BinomialeNormale

    0 5 10 15

    0.00

    0.05

    0.10

    0.15

    0.20

    Loi binomiale, p=0.003,n=1000

    Nombre de succès x

    P(X

    =x)

    BinomialePoisson

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