Loi Binomial Migraine
1. **Énoncé du problème :**
On teste un traitement sur un groupe de personnes souffrant de migraine. La probabilité qu'une personne soit guérie au bout de trois heures est $p=0.2$. On note $X$ le nombre de personnes guéries.
2. **Loi de probabilité suivie par $X$ pour 5 personnes :**
$X$ suit une loi binomiale $B(n=5, p=0.2)$ car chaque personne guérie est un succès indépendant avec probabilité $p$.
3. **Espérance et variance de $X$ :**
Pour une loi binomiale $B(n,p)$, l'espérance est $E(X) = np$ et la variance $Var(X) = np(1-p)$.
Calculs :
$$E(X) = 5 \times 0.2 = 1$$
$$Var(X) = 5 \times 0.2 \times 0.8 = 0.8$$
4. **Probabilité d'avoir moins de deux guérisons (i.e. $X < 2$) pour $n=5$ :**
$$P(X < 2) = P(X=0) + P(X=1)$$
Avec la formule binomiale :
$$P(X=k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}$$
Calculs :
$$P(X=0) = \binom{5}{0} 0.2^0 0.8^5 = 1 \times 1 \times 0.8^5 = 0.32768$$
$$P(X=1) = \binom{5}{1} 0.2^1 0.8^4 = 5 \times 0.2 \times 0.4096 = 0.4096$$
Donc :
$$P(X<2) = 0.32768 + 0.4096 = 0.73728$$
5. **Loi suivie par $X$ pour 20 personnes et probabilité d'avoir moins de deux guérisons :**
$X$ suit $B(n=20, p=0.2)$.
Calcul de $P(X<2)$ :
$$P(X<2) = P(X=0) + P(X=1)$$
$$P(X=0) = \binom{20}{0} 0.2^0 0.8^{20} = 1 \times 1 \times 0.8^{20} \approx 0.0115$$
$$P(X=1) = \binom{20}{1} 0.2^1 0.8^{19} = 20 \times 0.2 \times 0.8^{19} \approx 0.0576$$
Donc :
$$P(X<2) \approx 0.0115 + 0.0576 = 0.0691$$
**Résumé :**
- $X \sim B(5,0.2)$ avec $E(X)=1$, $Var(X)=0.8$.
- $P(X<2)$ pour $n=5$ est environ 0.737.
- Pour $n=20$, $X \sim B(20,0.2)$ et $P(X<2)$ est environ 0.069.