Mathématiques pour l’ingénieur : pack de révision

Formulaires, étapes clés de la méthode pour chaque thème et 20 exercices, avec les corrigés complets à la fin.

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1Formules et méthodes

Limites

Substitution directe
essayez d’abord x = a ; 0/0 signifie qu’il faut simplifier
Factoriser et simplifier
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Expression conjuguée
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limites à l’infini
divisez par la plus grande puissance de x ; des degrés égaux donnent le rapport des coefficients dominants
Limite remarquable
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Règle de L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Dérivées

Règle des puissances
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Règle du produit
(uv)′ = u′v + uv′
Règle du quotient
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Dérivation en chaîne
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Dérivées usuelles
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Méthode

  1. Identifiez la structure : somme, produit, quotient ou composée.
  2. Appliquez la règle des puissances à chaque puissance de x.
  3. Utilisez la règle du produit, du quotient ou de dérivation des fonctions composées si nécessaire.
  4. Simplifiez, et évaluez au point si c’est demandé.

Intégrales

Règle des puissances
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Intégrale définie
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Primitives usuelles
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Aire entre deux courbes
∫ab (f − g) dx

Méthode

  1. Réécrivez l’intégrande comme une somme de termes simples si possible.
  2. Appliquez la règle des puissances : ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), et les primitives usuelles de ex, 1/x, sin et cos.
  3. Utilisez un changement de variable quand une fonction et sa dérivée apparaissent ensemble.
  4. Pour une intégrale définie, calculez F(b) − F(a).

Nombres complexes

Forme rectangulaire
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Module et argument
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Forme polaire et exponentielle
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Division
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Produit et quotient
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Racines n-ièmes
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Équation du second degré avec p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Méthode

  1. Décidez quelle forme convient à l’opération : rectangulaire a + jb pour additionner et soustraire, polaire r∠θ pour multiplier, diviser, élever à une puissance et extraire des racines.
  2. Développez avec j² = −1 ; divisez en multipliant le haut et le bas par le conjugué du dénominateur.
  3. Convertissez avec r = √(a² + b²) et θ d’après une esquisse du point (vérifiez le quadrant), et revenez avec a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Pour les puissances, utilisez De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ ; pour zⁿ = R∠φ, listez les n racines R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Équations différentielles

Croissance/décroissance exponentielle
dy/dt = ky → y = y0ekt
Demi-vie
k = ln 2 / t½
Loi de refroidissement de Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Facteur intégrant
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Cuve de mélange
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrices et déterminants

déterminant 2×2
det = ad − bc
Inverse d’une matrice 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produit
(AB)ij = Σk AikBkj
Valeurs propres
det(A − λI) = 0
Règle de Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Norme
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vecteur unitaire
û = a/|a|
Composantes à partir d’un angle
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Produit scalaire
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Projection scalaire de a sur b
a·b/|b|
Travail
W = F·d
Produit vectoriel
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Aires
parallélogramme |a × b|, triangle ½|a × b|
Moment par rapport à O
MO = r × F, r = A − O
Volume d’un parallélépipède
V = |a·(b × c)|

Méthode

  1. Écrivez chaque vecteur en composantes ; pour une force donnée par une norme et un angle, utilisez F·cos θ et F·sin θ.
  2. Pour les longueurs et les directions, utilisez la norme √(x² + y² + z²) et le vecteur unitaire a/|a|.
  3. Utilisez le produit scalaire pour les angles, les projections, la perpendicularité et le travail : a·b = |a||b|cos θ.
  4. Utilisez le produit vectoriel pour les vecteurs perpendiculaires, les aires et les moments : écrivez soigneusement les trois composantes, en gardant l’ordre a × b.

Probabilités

Complémentaire
P(not A) = 1 − P(A)
Formule d’addition
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Événements indépendants
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilité conditionnelle
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Loi binomiale
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Statistique descriptive

Moyenne
x̄ = Σx/n
Écart-type d’échantillon
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Médiane
valeur du milieu des données triées
Score z
z = (x − μ)/σ
Loi normale
68% dans ±1σ, 95% dans ±2σ

Loi normale

Score z
z = (x − μ)/σ
En dessous de x
P(X < x) = Φ(z)
Au-dessus de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre deux valeurs
Φ(z2) − Φ(z1)
Centile
x = μ + z·σ

Méthode

  1. Convertissez la valeur en score z : z = (x − μ)/σ.
  2. Lisez Φ(z), l’aire à gauche de z.
  3. Pour l’aire à droite, utilisez 1 − Φ(z) ; pour un intervalle, soustrayez les deux aires à gauche.
  4. Pour un centile, procédez à l’envers : trouvez z pour l’aire, puis x = μ + z·σ.

2Exercices

1.LimitesMoyen
xyy = L

Trouvez la limite L = limx→∞ (−3x3 − x − 9)/(5x3 + 5x + 7).

f(x) = (−3x3 − x − 9)/(5x3 + 5x + 7)x → ∞
L =
2.LimitesDifficile
xyx = 0

Trouvez la limite L = limx→0 (e0,5x − 1 − 0,5x)/x².

f(x) = (e0,5x − 1 − 0,5x)/x²x → 0
L =
3.DérivéesMoyen
xyx = 1

Soit f(x) = x3·e−0,5x. Calcule f′(1).

f(x) = x3·e−0,5xx = 1
f′(1) =
4.DérivéesDifficile
xy

Soit f(x) = x3 − 7,5x2 + 12x + 5. Trouve l'abscisse x du minimum local.

f(x) = x3 − 7,5x2 + 12x + 5
x =
5.IntégralesMoyen
xy02

Calcule I = ∫02 2x·(x² + 1)3 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)3[0, 2]
I =
6.IntégralesDifficile
xyy = 2x2​y = x

Calcule l'aire A du domaine délimité par y = 2x2 et y = x.

y = 2x2y = x
A =
7.Nombres complexesMoyen
ReIm11−1−122−2−2θz

Le nombre z = 2·ej2 a son angle en radians. Trouvez sa partie réelle a.

r = 2θ = 2 rad
a =
8.Nombres complexesDifficile
ReIm11−1−122−2−2z₀z₁

Les racines de zⁿ = w avec n = 2 et w = 4∠120° sont zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1. Trouvez l’argument de z₁ en degrés, entre −180° et 180°.

w = 4∠120°n = 2k = 1
θ₁ = °
9.Équations différentiellesMoyen
tyy(0) = 5y(1,5) = ?

Résolvez y″ + 7y′ + 10y = 0 avec y(0) = 5 et y′(0) = 1. Trouvez y(1,5).

y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 5y′(0) = 1
y(1.5) =
10.Équations différentiellesDifficile
t (min)m (kg)10 minm = ?

Une cuve contient 100 L d’eau dans laquelle 10 kg de sel sont dissous. De la saumure contenant 0,25 kg de sel par litre entre à 10 L/min, et la solution bien mélangée sort au même débit. Quelle quantité de sel m la cuve contient-elle au bout de 10 min ?

V = 100 Lm0 = 10 kgc = 0,25 kg/Lr = 10 L/min
m = kg
11.Matrices et déterminantsMoyen
A =−41−23B =1−524

Soit C = AB pour les matrices représentées. Trouve le coefficient c12 (ligne 1, colonne 2).

A = [−4 1; −2 3]B = [1 −5; 2 4]
c12 =
12.Matrices et déterminantsDifficile
A =−14−36

Trouve la plus grande valeur propre λ de la matrice A représentée.

A = [−1 4; −3 6]
λ =
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielMoyen
xyzab

Trouvez l’angle θ entre les vecteurs a = (−2, 3, −6) et b = (−6, 0, 3), en degrés.

a = (−2, 3, −6)b = (−6, 0, 3)
θ = °
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielDifficile
xyzab

Pour a = (−5, −4, 4) et b = (−1, −2, 6), trouvez la composante x (a × b)x du produit vectoriel a × b.

a = (−5, −4, 4)b = (−1, −2, 6)
(a × b)x =
15.ProbabilitésMoyen
P(au moins un six) = ??1?2?3?4?5?6?7P(six) = 1/6 à chaque lancer

On lance un dé équilibré 7 fois. Quelle est la probabilité P d'obtenir au moins un six ?

n = 7
P =
16.ProbabilitésDifficile
€p(x)−30,7830,2270,02

Un jeu coûte 3 € pour jouer. Vous gagnez 6 € avec la probabilité 0,2 et 30 € avec la probabilité 0,02 ; sinon vous ne gagnez rien. La mise n’est pas remboursée. Trouvez le gain net espéré E(G) par partie.

mise = €3€6: p = 0,2€30: p = 0,02
E(G) = €
17.Statistique descriptiveMoyen
152025303540

Trouve l'écart-type d'échantillon s des données : 39, 43, 29, 32, 14, 16, 43.

n = 7
s =
18.Statistique descriptiveDifficile
z −2−1012

Une grandeur suit une loi normale de moyenne 60 et d'écart-type 8. Quelle proportion P des valeurs est inférieure à 70 ?

μ = 60σ = 8x = 70
P =
19.Loi normaleMoyen
60 kg61,8 kgT = X₁ + … + X₅?

Les masses de caisses sont indépendantes et normales, de moyenne 12 kg et d’écart-type 0,8 kg. Trouvez la probabilité P que la masse totale de 5 d’entre eux dépasse 61,8 kg. Arrondissez z à deux décimales.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 5> 61,8 kg
P =
20.Loi normaleDifficile
35455565758595pointshaut 15%

Les les notes d’un examen suivent une loi normale de moyenne 65 points et d’écart type 10 points. Faites glisser le seuil pour que les 15 % les plus élevés (zone colorée) soient à sa droite. Trouvez le seuil x.

μ = 65 pointsσ = 10 points15%
x = points

3Solutions

1.Limites

Réponse: L = −0,6

Limites : essayez d’abord la substitution directe. Si elle donne 0/0, simplifiez d’abord : factorisez et simplifiez le facteur commun, ou multipliez par l’expression conjuguée. Quand x → ∞, divisez le numérateur et le dénominateur par la plus grande puissance de x. Règle de L'Hôpital : si f/g donne 0/0 ou ∞/∞, alors lim f/g = lim f′/g′, en dérivant séparément le numérateur et le dénominateur (pas avec la règle du quotient).

Diviser par la plus grande puissance

(−3 + (−1)/x2 + (−9)/x3)/(5 + 5/x2 + 7/x3)

Faire tendre x → ∞

L = −3/5 = −0,6

Réponse

L = −0,6

À degrés égaux, la limite est le rapport des coefficients dominants.

2.Limites

Réponse: L = 0,125

Limites : essayez d’abord la substitution directe. Si elle donne 0/0, simplifiez d’abord : factorisez et simplifiez le facteur commun, ou multipliez par l’expression conjuguée. Quand x → ∞, divisez le numérateur et le dénominateur par la plus grande puissance de x. Règle de L'Hôpital : si f/g donne 0/0 ou ∞/∞, alors lim f/g = lim f′/g′, en dérivant séparément le numérateur et le dénominateur (pas avec la règle du quotient).

Première application

(0,5·e0,5x − 0,5)/(2x) → 0/0

Seconde application

0,25·e0,5x/2

Remplacer x par 0

L = 0,25·1/2 = 0,125

Réponse

L = 0,125
3.Dérivées

Réponse: f′(1) = 1,516

Dérivation : la dérivée f′(x) est la pente du graphe en x. Règle des puissances : (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Règle du produit : (uv)′ = u′v + uv′. Règle de dérivation en chaîne : (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Là où f′(x) = 0, le graphe a une tangente horizontale : un maximum, un minimum ou un point selle.

Règle du produit

f′(x) = u′v + uv′ = e−0,5x·(3x2 + (−0,5)·x3)

Remplacer

f′(1) = 0,6065·(3 + (−0,5)) = 1,516

Réponse

f′(1) = 1,516
4.Dérivées

Réponse: x = 4

Dérivation : la dérivée f′(x) est la pente du graphe en x. Règle des puissances : (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Règle du produit : (uv)′ = u′v + uv′. Règle de dérivation en chaîne : (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Là où f′(x) = 0, le graphe a une tangente horizontale : un maximum, un minimum ou un point selle.

Dérivée

f′(x) = 3x2 − 15x + 12 = 3·(x2 − 5x + 4)

Résoudre f′(x) = 0

x = 1 ou x = 4

Lequel est lequel

f″(x) = 6x − 15 : négative en un maximum, positive en un minimum.

f″(1) = −9, f″(4) = 9
x = 4

Réponse

x = 4
5.Intégrales

Réponse: I = 156

Intégrales définies : ∫ₐᵇ f(x) dx est l'aire algébrique entre le graphe et l'axe des x de a à b. Trouve une primitive F (avec F′ = f) et calcule F(b) − F(a). Règle des puissances : ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). L'aire entre deux courbes est ∫(haute − basse) dx.

Changement de variable

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u3 du

Intégrer et évaluer

I = [u4/4]15 = (625 − 1)/4 = 156

Réponse

I = 156
6.Intégrales

Réponse: A = 0,04167

Intégrales définies : ∫ₐᵇ f(x) dx est l'aire algébrique entre le graphe et l'axe des x de a à b. Trouve une primitive F (avec F′ = f) et calcule F(b) − F(a). Règle des puissances : ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). L'aire entre deux courbes est ∫(haute − basse) dx.

Points d'intersection

2x2 = x → x = 0, x = 0,5

Intégrer la haute moins la basse

A = [0,5x2 − 0,6667x3]00,5 = 0,04167

Réponse

A = 0,04167
7.Nombres complexes

Réponse: a = −0,8323

Forme polaire : z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, avec r = |z| et θ = arg z. Retour à la forme rectangulaire : a = r cos θ, b = r sin θ. L’argument demande le quadrant : θ = atan(b/a) seulement quand a > 0 ; pour a < 0, ajoutez ou soustrayez 180°. En forme polaire la multiplication est facile : multipliez les modules et additionnez les arguments ; pour une division, divisez les modules et soustrayez les arguments.

Formule d’Euler

z = 2·(cos 2 + j sin 2)

Composantes (radians)

a = 2·cos 2 = −0,8323
b = 2·sin 2 = 1,819
a = −0,8323

Réponse

a = −0,8323
8.Nombres complexes

Réponse: θ₁ = −120 °

De Moivre et racines : (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. L’équation zⁿ = R∠φ a exactement n racines, toutes de module R1/n, aux arguments (φ + 360°·k)/n pour k = 0, 1, …, n − 1 : elles sont régulièrement réparties sur un cercle, espacées de 360°/n. Une équation du second degré z² + pz + q = 0 avec p² < 4q a les racines complexes z = −p/2 ± j√(q − p²/4) ; un polynôme à coefficients réels a toujours ses racines complexes par paires conjuguées a ± jb.

Module des racines

41/2 = 2

Argument de la racine

θ₁ = (120° + 360°·1)/2 = 240° → −120°

Argument

θ₁ = −120°

Réponse

θ₁ = −120°

Les 2 racines sont sur le cercle de rayon 2, espacées de 180°.

9.Équations différentielles

Réponse: y(1.5) = 0,4295

Équations linéaires du second ordre : pour y″ + b·y′ + c·y = 0, essayez y = ert : on obtient l’équation caractéristique r² + b·r + c = 0. Deux racines réelles r₁ ≠ r₂ donnent y = A·er₁t + B·er₂t (suramorti) ; une racine double r donne y = (A + Bt)·ert (amortissement critique) ; des racines complexes −α ± jω donnent y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (sous-amorti, oscillant). Les valeurs initiales y(0) et y′(0) fixent A et B. Écrite sous la forme y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn est la pulsation propre et ζ le coefficient d’amortissement : ζ < 1 donne des oscillations. Avec une entrée constante, y″ + by′ + cy = c·K, la solution est la valeur stationnaire K plus la réponse libre.

Racines caractéristiques

(r + 2)(r + 5) = 0 → r = −2, −5

Constantes à partir des valeurs initiales

A + B = 5, −2A − 5B = 1
A = 8,667, B = −3,667

Évaluer

y(1,5) = 8,667·e−3 + (−3,667)·e−7,5 = 0,4295

Réponse

y(1,5) = 0,4295
10.Équations différentielles

Réponse: m = 19,48 kg

Équations différentielles du premier ordre : dy/dt = k·y a pour solution y = y₀·ekt (croissance pour k > 0, décroissance pour k < 0) ; une demi-vie T donne k = ln 2/T. La loi de refroidissement de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), donne T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Une équation linéaire y′ + p(x)·y = q(x) se résout avec le facteur intégrant μ = e∫p dx : (μy)′ = μq, donc μy = ∫μq dx + C.

Mettre en équation

dm/dt = 10·0,25 − (10/100)·m = 2,5 − 0,1·m

Résoudre

Le facteur intégrant est ert/V ; la solution tend vers l’équilibre c·V.

m(t) = 25 + (−15)·e−t/10

Remplacer t

m(10) = 25 + (−15)·0,3679 = 19,48 kg

Réponse

m = 19,48 kg
11.Matrices et déterminants

Réponse: c12 = 24

Matrices : le déterminant d'une matrice 2×2 est ad − bc. Pour une 3×3, développe selon une ligne : chaque coefficient multiplié par le déterminant de la matrice 2×2 qui reste après avoir rayé sa ligne et sa colonne, avec des signes alternés + − +. Les valeurs propres λ vérifient det(A − λI) = 0 ; en 2×2 c'est λ² − (trace)·λ + det = 0.

Ligne fois colonne

c12 = (−4)·(−5) + 1·4 = 24

Réponse

c12 = 24
12.Matrices et déterminants

Réponse: λ = 3

Matrices : le déterminant d'une matrice 2×2 est ad − bc. Pour une 3×3, développe selon une ligne : chaque coefficient multiplié par le déterminant de la matrice 2×2 qui reste après avoir rayé sa ligne et sa colonne, avec des signes alternés + − +. Les valeurs propres λ vérifient det(A − λI) = 0 ; en 2×2 c'est λ² − (trace)·λ + det = 0.

Équation caractéristique

λ² − (5)λ + (6) = 0

Résoudre

λ = (5 ± √(1))/2 → λ = 2, 3
λ = 3

Réponse

λ = 3
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: θ = 97,34 °

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

Produit scalaire

a·b = (−2)·(−6) + 3·0 + (−6)·3 = −6

Normes

|a| = √((−2)² + 3² + (−6)²) = 7
|b| = √((−6)² + 0² + 3²) = 6,708

Angle

cos θ = −6/(7·6,708) = −0,1278
θ = arccos(−0,1278) = 97,34°

Réponse

θ = 97,34°
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: (a × b)x = −16

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

Produit vectoriel, composante par composante

(a × b)x = aybz − azby = (−4)·6 − 4·(−2) = −16
(a × b)y = azbx − axbz = 4·(−1) − (−5)·6 = 26
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·(−2) − (−4)·(−1) = 6

Composante demandée

(a × b)x = −16

Réponse

(a × b)x = −16

Vérification : a × b est perpendiculaire aux deux vecteurs, donc son produit scalaire avec a et avec b est nul.

15.Probabilités

Réponse: P = 0,7209

Probabilités : avec des issues équiprobables, P(A) = cas favorables/cas possibles. Pour des événements indépendants, on multiplie : P(A et B) = P(A)·P(B). Le complémentaire aide souvent : P(au moins un) = 1 − P(aucun). Loi binomiale : pour n épreuves indépendantes de probabilité de succès p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Complémentaire

P(aucun six) = (5/6)7 = 0,2791
P = 1 − 0,2791 = 0,7209

Réponse

P = 0,7209
16.Probabilités

Réponse: E(G) = −1,2 €

Variables aléatoires discrètes : une loi de probabilité énumère chaque valeur x que peut prendre la variable avec sa probabilité p(x) ; les probabilités sont comprises entre 0 et 1 et leur somme vaut 1. L’espérance (moyenne) est E(X) = Σx·p(x), la moyenne à long terme. La variance est Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², et l’écart-type σ = √Var(X). Pour un changement linéaire Y = aX + b : E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) et σY = |a|·σX ; ajouter une constante ne change pas la dispersion.

Résultats nets

G: 3 (p = 0,2), 27 (p = 0,02), −3 (p = 0,78)

Espérance

E(G) = 3·0,2 + 27·0,02 − 3·0,78 = −1,2 €

Réponse

E(G) = −1,2 €

Une valeur négative signifie que vous perdez de l’argent en moyenne.

17.Statistique descriptive

Réponse: s = 12,05

Statistique descriptive : la moyenne est la somme divisée par n ; la médiane est la valeur du milieu des données triées (la moyenne des deux valeurs du milieu si n est pair). L'écart-type d'échantillon est s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un score z = (x − μ)/σ indique à combien d'écarts-types une valeur se trouve de la moyenne.

Moyenne

x̄ = 216/7 = 30,86

Écarts au carré

Σ(x − x̄)² = 8,143² + 12,14² + (−1,857)² + 1,143² + (−16,86)² + (−14,86)² + 12,14² = 870,9

Écart-type

s = √(870,9/6) = 12,05

Réponse

s = 12,05
18.Statistique descriptive

Réponse: P = 0,8944

Statistique descriptive : la moyenne est la somme divisée par n ; la médiane est la valeur du milieu des données triées (la moyenne des deux valeurs du milieu si n est pair). L'écart-type d'échantillon est s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un score z = (x − μ)/σ indique à combien d'écarts-types une valeur se trouve de la moyenne.

Centrer-réduire

z = 1,25

Table de la loi normale

Φ(1,25) = 0,8944
P = 0,8944

Réponse

P = 0,8944
19.Loi normale

Réponse: P = 0,1562

Sommes et différences de variables normales : si X et Y sont indépendantes et normales, X + Y et X − Y sont aussi normales. Les moyennes s’additionnent ou se soustraient : E(X ± Y) = μX ± μY. Les variances s’additionnent toujours, même pour une différence : Var(X ± Y) = σX² + σY², donc σ = √(σX² + σY²). Les écarts-types ne s’additionnent jamais directement. Le total de n éléments indépendants de même loi a pour moyenne n·μ et pour écart-type σ·√n. Centrez et réduisez ensuite comme d’habitude : z = (x − moyenne)/σ et lisez Φ(z).

Loi du total

μT = 60 kg, σT = 0,8·√5 = 1,789 kg

Centrer-réduire

z = (61,8 − 60)/1,789 = 1,01

Probabilités

P = 1 − Φ(1,01) = 0,1562

Réponse

P = 0,1562
20.Loi normale

Réponse: x = 75,4 points

D’une aire à z : Φ(z) est l’aire à gauche de z. Pour une aire A de la queue gauche, trouvez dans la table le z tel que Φ(z) = A. Une aire A de la queue droite signifie Φ(z) = 1 − A. Une aire centrale A entre −z et z laisse (1 − A)/2 dans chaque queue, donc Φ(z) = (1 + A)/2. Pour une valeur x, utilisez x = μ + zσ.

Aire à gauche

Φ(z) = 0,85

z d’après la table

z ≈ 1,04

Retour aux unités d’origine

x = 65 + 1,04·10 = 75,4 points

Réponse

x = 75,4 points

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