Loi log-normale

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Loi Log-normale
Densité de probabilité / Fonction de masse
Plot of the Lognormal PMF
μ=0
Fonction de répartition
Plot of the Lognormal CMF
μ=0
Paramètres σ > 0
-\infty < \mu < \infty
Support  [0; +\infty)\!
Densité de probabilité (fonction de masse) \frac{1}{x\sigma\sqrt{2\pi}}\exp\left(-\frac{\left[\ln(x)-\mu\right]^2}{2\sigma^2}\right)
Fonction de répartition \frac{1}{2}+\frac{1}{2} \mathrm{erf}\left[\frac{\ln(x)-\mu}{\sigma\sqrt{2}}\right]
Espérance e^{\mu+\sigma^2/2}
Médiane (centre) eμ
Mode e^{\mu-\sigma^2}
Variance (e^{\sigma^2}\!\!-1) e^{2\mu+\sigma^2}
Asymétrie (skewness) (e^{\sigma^2}\!\!+2)\sqrt{e^{\sigma^2}\!\!-1}
Kurtosis (non-normalisé) \frac{e^{6\sigma^2}-4e^{3\sigma^2}+6e^{\sigma^2}-3}{e^{4\mu+2\sigma^2}(e^{\sigma^2}-1)^4}
Entropie \frac{1}{2}+\frac{1}{2}\ln(2\pi\sigma^2) + \mu
Fonction génératrice des moments
Fonction caractéristique

En probabilité et statistique, une variable aléatoire X est dite suivre une loi log-normale de paramètres μ et σ si la variable Y=ln(X) suit une loi normale de paramètres μ et σ.

Une variable peut être modélisée par une loi log-normale si elle est le résultat de la multiplication d'un grand nombre de petits facteurs indépendants.


Sommaire

[modifier] Caractérisation

[modifier] Densité

La loi log-normale de paramètres μ et σ admet pour densité

f(x;\mu,\sigma) = \frac{e^{-(\ln x - \mu)^2/(2\sigma^2)}}{x \sigma \sqrt{2 \pi}}

pour x > 0. μ et σ sont la moyenne and l'écart type du logarithme de la variable (puisque par définition, le logarithme de la variable est distribué selon une loi normale de moyenne μ et d'écart-type σ).

[modifier] Fonction de répartition

\frac{1}{2}+\frac{1}{2} \mathrm{erf}\left[\frac{\ln(x)-\mu}{\sigma\sqrt{2}}\right]

[modifier] Moments

Tous les moments existent et sont donnés par:

\mu_k=e^{k\mu+k^2\sigma^2/2}.

[modifier] Espérance et écart-type

L'espérance est

\mathrm{E}(X) = e^{\mu + \sigma^2/2}

et la variance est

\mathrm{Var}(X) = (e^{\sigma^2} - 1) e^{2\mu + \sigma^2}.\,

Des relations équivalentes permettent d'obtenir μ et σ étant données l'espérance et l'écart-type:

\mu = \ln(\mathrm{E}(X))-\frac{1}{2}\ln\left(1+\frac{\mathrm{Var}(X)}{(\mathrm{E}(X))^2}\right),
\sigma^2 = \ln\left(\frac{\mathrm{Var}(X)}{(\mathrm{E}(X))^2}+1\right).