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Calculateur de loi normale

Probabilités, z-score et valeurs critiques de la loi normale (P(X ≤ x), P(a ≤ X ≤ b), quantiles) à la précision machine, queues comprises.

Paramètres

La loi
µ = 0 et σ = 1 : la loi normale centrée réduite, celle des tables de z.
La question

Abaque

densité et répartition
00,10,20,3densité−4−202400,975xP(X ≤ x)P = 0,975µσP
Calcul
z = (x − µ)/σ = (1,96 − 0) ÷ 1 = 1,96

La loi (modèle)La région (calculée)

Résultat

calcul continu
Probabilité
Φ0,975 002sous x
z-score
1,96
Au-dessus de x
0,024 997 9
Densité en x
0,058 440 9

0,975 002 de la population est sous x, 0,024 997 9 au-dessus.

Calcul, hypothèses et sources

PrésentationProbabilités en un point (P(X ≤ x), P(X > x), z-score, densité), entre deux bornes, et valeurs critiques d’une loi normale de µ et σ quelconques.

Probabilités en un point (P(X ≤ x), P(X > x), z-score, densité), entre deux bornes, et valeurs critiques d’une loi normale de µ et σ quelconques. Les queues sont calculées en précision relative ; P(Z > 6) garde ses chiffres significatifs.

Méthode & formulesz = (x − µ) / σ
z = (x − µ) / σΦ(z) = P(Z ≤ z) = ½·erfc(−z/√2)P(a ≤ X ≤ b) = Φ(zb) − Φ(za)valeur critique : z tel que Φ(z) = p ; intervalle central : Φ(z) = (1 + p)/2

Le z-score ramène toute loi normale à la loi centrée réduite. Φ est évaluée par la fonction d’erreur, en série de Maclaurin près du centre et en fraction continue de Legendre dans les queues (Abramowitz & Stegun, Handbook of Mathematical Functions, §7.1) ; les deux coïncident à la précision machine dans leur zone de recouvrement. Le quantile est obtenu par la méthode de Newton sur Φ, dont la dérivée est la densité, encadrée par bissection.

z-score
l’écart entre x et la moyenne, en écarts-types.
Valeur critique
le z (ou le x) qui délimite une probabilité donnée ; 1,96 pour l’intervalle central à 95 %.
Queue
la probabilité au-delà d’un point, calculée directement (pas par 1 − Φ) pour garder ses chiffres significatifs.
Domaine de validitéLa variable est supposée normale ; la normalité des données n’est pas testée.

La variable est supposée normale ; la normalité des données n’est pas testée. Le quantile exige une probabilité strictement entre 0 et 1, bornes sans antécédent fini. Les probabilités inférieures à ~10⁻³⁰⁰ sont affichées 0.

Probabilité d’une valeur exactePour une loi continue, la probabilité d’une valeur exacte est nulle, et P(X ≤ x) = P(X < x).

Pour une loi continue, la probabilité d’une valeur exacte est nulle, et P(X ≤ x) = P(X < x). La densité f(x) est une probabilité par unité de x ; elle dépasse 1 quand σ est petit. Le quantile unilatéral à 95 % vaut 1,645, contre 1,96 pour l’intervalle central.