CURIUM
Combien vaut en moyenne un lancer de dé à six faces ?

Espérance mathématique

Combien vaut en moyenne un lancer de dé à six faces ?

3,5 : un nombre qu'aucune face ne montre. Chaque face a une chance sur 6 de sortir, et (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)/6 = 21/6 = 3,5. C'est l'espérance du lancer, la moyenne des valeurs possibles pondérée par leur probabilité. Sur un très grand nombre de lancers, la moyenne des résultats obtenus s'approche de cette valeur.

MathsProbabilités et statistiques

Les trois niveaux

Débutant

Combien vaut en moyenne un lancer de dé à six faces ?

3,5 : un nombre qu'aucune face ne montre. Chaque face a une chance sur 6 de sortir, et (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)/6 = 21/6 = 3,5. C'est l'espérance du lancer, la moyenne des valeurs possibles pondérée par leur probabilité. Sur un très grand nombre de lancers, la moyenne des résultats obtenus s'approche de cette valeur.

Intermédiaire

Que perd un joueur, en moyenne, à chaque mise sur un numéro de roulette ?

2,7 % de sa mise. La roulette française compte 37 cases : une chance sur 37 de toucher 35 fois la mise M, et 36 chances sur 37 de la perdre. L'espérance de gain vaut 35M/37 − 36M/37 = −M/37, soit environ −0,027 M. Le jeu est défavorable au joueur et favorable au casino, qui encaisse en moyenne 2,7 % de chaque mise sur un grand nombre de parties.

Expert

Une variable aléatoire a-t-elle toujours une espérance ?

Non. Une variable qui prend les valeurs 1, −2, 3, −4… avec les probabilités c/1², c/2², c/3², c/4²… où c = 6/π² donne la somme c × (1 − 1/2 + 1/3 − 1/4 + …) = c × ln 2 ≈ 0,42. Pourtant son espérance n'existe pas : la série n'est pas absolument convergente, et le théorème de réarrangement de Riemann lui fait prendre n'importe quelle valeur en changeant l'ordre des termes.