Understanding the Standard Normal Distribution, Lecture notes of Probability and Statistics

A comprehensive overview of the standard normal distribution, also known as the gaussian or bell-shaped curve. It introduces the concept of the standard normal distribution, its properties, and how to use a standard normal distribution table to solve various probability problems. Several illustrative examples that demonstrate the application of the standard normal distribution in real-world scenarios, such as calculating probabilities, finding percentiles, and transforming normal random variables. By studying this document, readers will gain a deeper understanding of the standard normal distribution and its importance in statistical analysis, probability theory, and various fields of study.

Typology: Lecture notes

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Table de la loi normale
Claude Blisle
La table qui apparaˆıt `a la page suivante nous permet de trouver la surface `a gauche
d’une valeur donn´ee sous la densit´e de la loi normale de moyenne 0 et de variance 1,
aussi appel´ee la loi normale standard ou la loi normale centr´ee et eduite.. Voici quelques
exemples illustratifs.
Exemple 1. On suppose que Zsuit la loi N(0,1) et on veut trouver P[Z1.26]. Puisque
1.26 peut s’´ecrire sous la forme 1.26 = 1.20 + 0.06, on trouve P[Z1.26] `a l’intersection de
la ligne 1.2 et de la colonne 0.06 de la table. On obtient P[Z1.26] = Φ(1.26) =
0.8962. Bref, la surface `a gauche de 1.26 sous la densit´e de la loi N(0,1) est ´egale `a 0.8962.
Exemple 2. On suppose que Zsuit la loi N(0,1) et on veut trouver P[Z 0.94]. En
utilisant le fait que la densit´e de la loi normale est sym´etrique et en proc´edant comme `a
l’exemle 1, on obtient
P[Z 0.94] = surface `a gauche de -0.94 = surface `a droite de 0.94
= 1 surface `a gauche de 0.94 = 1 0.8264 = 0.1736.
Exemple 3. On suppose que Xsuit la loi N(18,4), c’est-`a-dire la loi normale avec moyenne
18 et avec varance 4, donc ´ecart-type 2, et on veut trouver P[16.72 X18.94]. D’abord
on se ram`ene `a la loi N(0,1), puis on proc`ede comme aux exemples 1 et 2. On obtient
P[16.72 X18.94] = P[16.72 18
4Z18.94 18
4]= 0.6808 0.2611 = 0.4197
Exemple 4. Supposons qu’on veuille trouver le 99ecentile de la loi N(0,1). En fouillant
dans la table principale, on voit que ce 99ecentile est entre 2.32 et 2.33. En utilisant le
petit tableau situ´e au dessous de la grande table, on note que ce 99ecentile est 2.326.
Autrement dit, si Zsuit la loi normale standard, alors P[Z2.326] = 0.99. Rappelons
que le 99ecentile de la loi normale standard est enot´e z0.01. On a donc z0.01 = 2.326.
Exemple 5. Le quantile d’ordre 1γde la loi N(µ, σ2) est donn´ee par la formule µ+zγσ.
Par exemple, le 95ecentile de la loi N(200,400) est ´egal `a 200+ z0.05 ×20 = 200 + 1.645 ×
20 = 232.9.
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Table de la loi normale

Claude Blisle

La table qui apparaˆıt a la page suivante nous permet de trouver la surfacea gauche

d’une valeur donn´ee sous la densit´e de la loi normale de moyenne 0 et de variance 1,

aussi appel´ee la loi normale standard ou la loi normale centr´ee et r´eduite.. Voici quelques

exemples illustratifs.

Exemple 1. On suppose que Z suit la loi N (0, 1) et on veut trouver P[Z ≤ 1 .26]. Puisque

1.26 peut s’´ecrire sous la forme 1.26 = 1.20 + 0.06, on trouve P[Z ≤ 1 .26] `a l’intersection de

la ligne ≪^ 1.2 ≫^ et de la colonne ≪^ 0.06 ≫^ de la table. On obtient P[Z ≤ 1 .26] = Φ(1.26) =

0 .8962. Bref, la surface a gauche de 1.26 sous la densit´e de la loi N (0, 1) est ´egalea 0.8962.

Exemple 2. On suppose que Z suit la loi N (0, 1) et on veut trouver P[Z ≤ − 0 .94]. En

utilisant le fait que la densit´e de la loi normale est sym´etrique et en proc´edant comme `a

l’exemle 1, on obtient

P[Z ≤ − 0 .94] = surface a gauche de -0.94 = surfacea droite de 0.

= 1 − surface `a gauche de 0.94 = 1 − 0. 8264 = 0. 1736.

Exemple 3. On suppose que X suit la loi N (18, 4), c’est-`a-dire la loi normale avec moyenne

18 et avec varance 4, donc ´ecart-type 2, et on veut trouver P[16. 72 ≤ X ≤ 18 .94]. D’abord

on se ramenea la loi N (0, 1), puis on proc`ede comme aux exemples 1 et 2. On obtient

P[16. 72 ≤ X ≤ 18 .94] = P

[

≤ Z ≤

]

Exemple 4. Supposons qu’on veuille trouver le 99e^ centile de la loi N (0, 1). En fouillant

dans la table principale, on voit que ce 99e^ centile est entre 2.32 et 2.33. En utilisant le

petit tableau situ´e au dessous de la grande table, on note que ce 99e^ centile est 2.326.

Autrement dit, si Z suit la loi normale standard, alors P[Z ≤ 2 .326] = 0.99. Rappelons

que le 99e^ centile de la loi normale standard est d´enot´e z 0. 01. On a donc z 0. 01 = 2.326.

Exemple 5. Le quantile d’ordre 1−γ de la loi N (μ, σ^2 ) est donn´ee par la formule μ+zγ σ.

Par exemple, le 95e^ centile de la loi N (200, 400) est ´egal `a 200 + z 0. 05 × 20 = 200 + 1. 645 ×

Fonction de r´epartition de la loi normale standard

Φ(z) =

∫ z

−∞

e−x

(^2) / 2

dx

z 0. 00 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 0. 05 0. 06 0. 07 0. 08 0. 09

  1. 0 0. 5000 0. 5040 0. 5080 0. 5120 0. 5160 0. 5199 0. 5239 0. 5279 0. 5319 0. 5359

  2. 1 0. 5398 0. 5438 0. 5478 0. 5517 0. 5557 0. 5596 0. 5636 0. 5675 0. 5714 0. 5753

  3. 2 0. 5793 0. 5832 0. 5871 0. 5910 0. 5948 0. 5987 0. 6026 0. 6064 0. 6103 0. 6141

  4. 3 0. 6179 0. 6217 0. 6255 0. 6293 0. 6331 0. 6368 0. 6406 0. 6443 0. 6480 0. 6517

  5. 4 0. 6554 0. 6591 0. 6628 0. 6664 0. 6700 0. 6736 0. 6772 0. 6808 0. 6844 0. 6879

  6. 5 0. 6915 0. 6950 0. 6985 0. 7019 0. 7054 0. 7088 0. 7123 0. 7157 0. 7190 0. 7224

  7. 6 0. 7257 0. 7291 0. 7324 0. 7357 0. 7389 0. 7422 0. 7454 0. 7486 0. 7517 0. 7549

  8. 7 0. 7580 0. 7611 0. 7642 0. 7673 0. 7704 0. 7734 0. 7764 0. 7794 0. 7823 0. 7852

  9. 8 0. 7881 0. 7910 0. 7939 0. 7967 0. 7995 0. 8023 0. 8051 0. 8078 0. 8106 0. 8133

  10. 9 0. 8159 0. 8186 0. 8212 0. 8238 0. 8264 0. 8289 0. 8315 0. 8340 0. 8365 0. 8389

  11. 0 0. 8413 0. 8438 0. 8461 0. 8485 0. 8508 0. 8531 0. 8554 0. 8577 0. 8599 0. 8621

  12. 1 0. 8643 0. 8665 0. 8686 0. 8708 0. 8729 0. 8749 0. 8770 0. 8790 0. 8810 0. 8830

  13. 2 0. 8849 0. 8869 0. 8888 0. 8907 0. 8925 0. 8944 0. 8962 0. 8980 0. 8997 0. 9015

  14. 3 0. 9032 0. 9049 0. 9066 0. 9082 0. 9099 0. 9115 0. 9131 0. 9147 0. 9162 0. 9177

  15. 4 0. 9192 0. 9207 0. 9222 0. 9236 0. 9251 0. 9265 0. 9279 0. 9292 0. 9306 0. 9319

  16. 5 0. 9332 0. 9345 0. 9357 0. 9370 0. 9382 0. 9394 0. 9406 0. 9418 0. 9429 0. 9441

  17. 6 0. 9452 0. 9463 0. 9474 0. 9484 0. 9495 0. 9505 0. 9515 0. 9525 0. 9535 0. 9545

  18. 7 0. 9554 0. 9564 0. 9573 0. 9582 0. 9591 0. 9599 0. 9608 0. 9616 0. 9625 0. 9633

  19. 8 0. 9641 0. 9649 0. 9656 0. 9664 0. 9671 0. 9678 0. 9686 0. 9693 0. 9699 0. 9706

  20. 9 0. 9713 0. 9719 0. 9726 0. 9732 0. 9738 0. 9744 0. 9750 0. 9756 0. 9761 0. 9767

  21. 0 0. 9772 0. 9778 0. 9783 0. 9788 0. 9793 0. 9798 0. 9803 0. 9808 0. 9812 0. 9817

  22. 1 0. 9821 0. 9826 0. 9830 0. 9834 0. 9838 0. 9842 0. 9846 0. 9850 0. 9854 0. 9857

  23. 2 0. 9861 0. 9864 0. 9868 0. 9871 0. 9875 0. 9878 0. 9881 0. 9884 0. 9887 0. 9890

  24. 3 0. 9893 0. 9896 0. 9898 0. 9901 0. 9904 0. 9906 0. 9909 0. 9911 0. 9913 0. 9916

  25. 4 0. 9918 0. 9920 0. 9922 0. 9925 0. 9927 0. 9929 0. 9931 0. 9932 0. 9934 0. 9936

  26. 5 0. 9938 0. 9940 0. 9941 0. 9943 0. 9945 0. 9946 0. 9948 0. 9949 0. 9951 0. 9952

  27. 6 0. 9953 0. 9955 0. 9956 0. 9957 0. 9959 0. 9960 0. 9961 0. 9962 0. 9963 0. 9964

  28. 7 0. 9965 0. 9966 0. 9967 0. 9968 0. 9969 0. 9970 0. 9971 0. 9972 0. 9973 0. 9974

  29. 8 0. 9974 0. 9975 0. 9976 0. 9977 0. 9977 0. 9978 0. 9979 0. 9979 0. 9980 0. 9981

  30. 9 0. 9981 0. 9982 0. 9982 0. 9983 0. 9984 0. 9984 0. 9985 0. 9985 0. 9986 0. 9986

  31. 0 0. 9987 0. 9987 0. 9987 0. 9988 0. 9988 0. 9989 0. 9989 0. 9989 0. 9990 0. 9990

  32. 1 0. 9990 0. 9991 0. 9991 0. 9991 0. 9992 0. 9992 0. 9992 0. 9992 0. 9993 0. 9993

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z 0. 841 1. 282 1. 645 1. 960 2. 054 2. 326 2. 576 2. 807 3. 091 3. 291

Φ(z) 0. 8000 0. 9000 0. 9500 0. 9750 0. 9800 0. 9900 0. 9950 0. 9975 0. 9990 0. 9995