Moment du deuxième ordre, variance, écart-type

La deuxième caractérisation importante d'une variable aléatoire est sa dispersion autour de la valeur moyenne. On peut l'estimer en calculant un ``moment d'inertie'' de la variable par rapport à cette valeur moyenne. Par exemple à partir de mesures, on calculera
(30)

Comme dans le cas de la moyenne, l'affinement de l'histogramme lorsque tend vers l'infini conduit à une formule faisant apparaître la densité de probabilité
(31)

On l'écrit en fonction du moment du deuxième ordre
(32)

soit
(33)

résultat obtenu par un développement de (31) où on fait apparaitre l'expression (27) de la moyenne . est la ``variance'' de la variable aléatoire. Sa racine carrée, est son écart-type. Cette quantité caractérise la dispersion de la variable autour de la moyenne. Lorsque la variance est nulle, la densité de probabilité est concentrée en un point et la variable aléatoire est connue avec certitude. La notion de variance est fondamentale dans un bon nombre d'applications en particulier en traitement du signal, et aussi pour l'analyse des variables gaussiennes. Un résultat utile concernant la dispersion d'une variable aléatoire est l'inégalité de Bienaymé-Tchébichev : la probabilité pour que l'écart à la moyenne soit inférieure à une borne est minorée par
(34)


[ Table des matières ]