En s'appuyant sur le tome premier - qui mettait en place les fondements probabilistes dans le cas discret -, l'auteur développe à présent le calcul des probabilités dans le cas continu. Après une présentation générale des probabilités sur la droite réelle, utilisant la notion de fonction de répartition, Thierry Meyre insiste sur le cas particulier des lois admettant une densité, pour en arriver aux variables aléatoires absolument continues. Il poursuit avec deux résultats asymptotiques cruciaux en théorie des probabilités : la loi des grands nombres et le théorème-limite central. Le calcul des probabilités dans le cas continu faisant constamment appel à la théorie de l'intégration, cette dernière est présentée sous forme d'un résumé de cours détaillé, en cohérence avec le programme officiel du concours interne de l'agrégation de Mathématiques, qui ne requiert pas de connaissances en théorie de la mesure. Pour tenir compte de l'évolution de ce programme en 2019, trois chapitres sont consacrés à une introduction à la statistique mathématique, comprenant l'estimation paramétrique ponctuelle, les intervalles de fluctuation et de confiance, ainsi que quelques éléments de théorie des tests. Comme dans le tome premier, chaque chapitre est assorti d'un choix d'exercices qui sont corrigés en détail.
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