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→∞ (1 − 1/x)3x. Donnez une valeur décimale.

f(x) = (1 − 1/x)3xx → ∞
L =
2.LimitesDifficile
xyx = 0

Trouvez la limite L = limx→0 (1 − cos 4x)/(2x²), avec x en radians.

f(x) = (1 − cos 4x)/(2x²)x → 0
L =
3.DérivéesMoyen
xyx = 2

Soit f(x) = ln(3x2 + 2). Calcule f′(2).

f(x) = ln(3x2 + 2)x = 2
f′(2) =
4.DérivéesDifficile
xy

Soit f(x) = x3 − 15x2 + 63x + 2. Trouve l'abscisse x du maximum local.

f(x) = x3 − 15x2 + 63x + 2
x =
5.IntégralesMoyen
xy15

Calcule I = ∫15 4/x dx.

f(x) = 4/x[1, 5]
I =
6.IntégralesDifficile
xyy = 2x2​y = 3x

Calcule l'aire A du domaine délimité par y = 2x2 et y = 3x.

y = 2x2y = 3x
A =
7.Nombres complexesMoyen
ReIm55−5−51010−10−10θz

Écrivez z = 10∠−115° sous forme rectangulaire a + jb et donnez la partie réelle a.

r = 10θ = −115°
a =
8.Nombres complexesDifficile
ReIm11−1−122−2−2z₀z₁z₂

Les racines de zⁿ = w avec n = 3 et w = 8∠−90° sont zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2. Trouvez la partie imaginaire de z₁.

w = 8∠−90°n = 3k = 1
Im(z₁) =
9.Équations différentiellesMoyen
t (min)T (°C)24Ta​17 °C22 °C

Une canette de soda à 3 °C est sortie du réfrigérateur dans une pièce à 25 °C. Au bout de 24 min, sa température est de 17 °C. Elle suit la loi de refroidissement de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Combien de temps après le début, t, lui faut-il pour atteindre 22 °C ?

T0 = 3 °CTa = 25 °CT(24) = 17 °CT = 22 °C
t = min
10.Équations différentiellesDifficile
tyK = 2ymax​ = ?

Un système obéit à y″ + 4y′ + 20y = 40 pour t ≥ 0, à partir du repos : y(0) = 0, y′(0) = 0. Trouvez la valeur de pic ymax de sa réponse indicielle.

y″ + 4y′ + 20y = 40y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matrices et déterminantsMoyen
A =3505005−51

Calcule le déterminant det A de la matrice 3×3 A représentée.

A = [3 5 0; 5 0 0; 5 −5 1]
det A =
12.Matrices et déterminantsDifficile
A =53−9−7

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

A = [5 3; −9 −7]
λ =
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielMoyen
xyzab

Trouvez l’angle θ entre les vecteurs a = (4, −4, 4) et b = (1, 6, 4), en degrés.

a = (4, −4, 4)b = (1, 6, 4)
θ = °
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielDifficile
xyzab

Le vecteur unitaire n̂ est perpendiculaire à a = (−3, 2, −5) et à b = (−4, −1, −3) et a une composante z positive. Trouvez sa composante x n̂x.

a = (−3, 2, −5)b = (−4, −1, −3)n̂z > 0
n̂x =
15.ProbabilitésMoyen
P(au moins un six) = ??1?2?3P(six) = 1/6 à chaque lancer

On lance un dé équilibré 3 fois. Quelle est la probabilité P d'obtenir au moins un six ?

n = 3
P =
16.ProbabilitésDifficile
n = 7, p = 0,3: P(X ≤ 1) = ?k01234567

On teste 7 composants, chacun tombe en panne avec une probabilité 0,3, indépendamment. Quelle est la probabilité P qu'au plus un tombe en panne ?

n = 7p = 0,3
P =
17.Statistique descriptiveMoyen
1520253035404550

Trouve l'écart-type d'échantillon s des données : 52, 21, 31, 52, 12.

n = 5
s =
18.Statistique descriptiveDifficile
z −2−1012

Les notes d'un examen suivent une loi normale de moyenne 50 et d'écart-type 8. Trouve le score z z d'une note de 58.

μ = 50σ = 8x = 58
z =
19.Loi normaleMoyen
240 g241,5 gT = X₁ + … + X₆?

Les masses de boulons sont indépendantes et normales, de moyenne 40 g et d’écart-type 1,2 g. Trouvez la probabilité P que la masse totale de 6 d’entre eux dépasse 241,5 g. Arrondissez z à deux décimales.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 6> 241,5 g
P =
20.Loi normaleDifficile
μ = 250x = ?97,5%

On suppose que les masses des sachets suivent une loi normale de moyenne 250 g et d’écart-type 5 g. Trouvez la valeur x en dessous de laquelle se situent 97,5 % des valeurs (le 97,5e centile).

μ = 250σ = 5P = 97,5%
x = g

3Solutions

1.Limites

Réponse: L = 0,04979

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).

Prendre le logarithme

ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 − 1/x)

Évaluer

ln(1 + u)/u → 1 quand u → 0, donc x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 3·(−1) = −3

Annuler le logarithme

L = e−3 = 0,04979

Réponse

L = 0,04979
2.Limites

Réponse: L = 4

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

4·sin 4x/(4x) → 0/0

Seconde application

16·cos 4x/4

Remplacer x par 0

L = 16/4 = 4

Réponse

L = 4
3.Dérivées

Réponse: f′(2) = 0,8571

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.

Dérivation en chaîne du logarithme

f′(x) = 6x/(3x2 + 2)

Remplacer

f′(2) = 12/14 = 0,8571

Réponse

f′(2) = 0,8571
4.Dérivées

Réponse: x = 3

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 − 30x + 63 = 3·(x2 − 10x + 21)

Résoudre f′(x) = 0

x = 3 ou x = 7

Lequel est lequel

f″(x) = 6x − 30 : négative en un maximum, positive en un minimum.

f″(3) = −12, f″(7) = 12
x = 3

Réponse

x = 3
5.Intégrales

Réponse: I = 6,438

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.

Primitive

F(x) = 4·ln x

Évaluer aux bornes

I = 4·(ln 5 − ln 1) = 4·ln 5 = 6,438

Réponse

I = 6,438
6.Intégrales

Réponse: A = 1,125

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 = 3x → x = 0, x = 1,5

Intégrer la haute moins la basse

A = [1,5x2 − 0,6667x3]01,5 = 1,125

Réponse

A = 1,125
7.Nombres complexes

Réponse: a = −4,226

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.

Composantes

a = 10·cos(−115°) = −4,226
b = 10·sin(−115°) = −9,063

Forme rectangulaire

z = −4,226 − j9,063
a = −4,226

Réponse

a = −4,226
8.Nombres complexes

Réponse: Im(z₁) = 2

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

81/3 = 2

Argument de la racine

θ₁ = (−90° + 360°·1)/3 = 90°

Forme rectangulaire

z₁ = 2·(cos 90° + j sin 90°) = j2
Im(z₁) = 2

Réponse

Im(z₁) = 2

Les 3 racines sont sur le cercle de rayon 2, espacées de 120°.

9.Équations différentielles

Réponse: t = 47,27 min

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.

Constante de refroidissement

k = ln(-22/-8)/24 = 0,04215 min⁻¹

Temps pour atteindre la valeur visée

t = ln(-22/(−3))/0,04215 = 47,27 min

Réponse

t = 47,27 min
10.Équations différentielles

Réponse: ymax = 2,416

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.

Valeur stationnaire et racines

yss = 2, r = −2 ± 4j

Constantes à partir des valeurs initiales

y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −2A + 4B = 0 → B = −1

Pic

t = π/4 = 0,7854
ymax = 2·(1 + e−2·π/4) = 2,416

Réponse

ymax = 2,416
11.Matrices et déterminants

Réponse: det A = −25

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.

Mineurs 2×2 de la première ligne

M₁₁ = 0, M₁₂ = 5, M₁₃ = −25

Développement par cofacteurs

det A = 3·0 − 5·5 + 0·(−25) = −25

Réponse

det A = −25
12.Matrices et déterminants

Réponse: λ = 2

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 − (−2)λ + (−8) = 0

Résoudre

λ = (−2 ± √(36))/2 → λ = −4, 2
λ = 2

Réponse

λ = 2
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: θ = 94,55 °

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 = 4·1 + (−4)·6 + 4·4 = −4

Normes

|a| = √(4² + (−4)² + 4²) = 6,928
|b| = √(1² + 6² + 4²) = 7,28

Angle

cos θ = −4/(6,928·7,28) = −0,07931
θ = arccos(−0,07931) = 94,55°

Réponse

θ = 94,55°
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: n̂x = −0,5774

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

(a × b)x = aybz − azby = 2·(−3) − (−5)·(−1) = −11
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−4) − (−3)·(−3) = 11
(a × b)z = axby − aybx = (−3)·(−1) − 2·(−4) = 11

Normaliser

La composante z de a × b est déjà positive.

|a × b| = √((−11)² + 11² + 11²) = 19,05
n̂ = (−11, 11, 11)/19,05 = (−0,5774, 0,5774, 0,5774)
n̂x = −0,5774

Réponse

n̂x = −0,5774
15.Probabilités

Réponse: P = 0,4213

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)3 = 0,5787
P = 1 − 0,5787 = 0,4213

Réponse

P = 0,4213
16.Probabilités

Réponse: P = 0,3294

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.

Zéro et une panne

P(X = 0) = 0,77 = 0,08235
P(X = 1) = 7·0,3·0,76 = 0,2471

Les additionner

P = 0,08235 + 0,2471 = 0,3294

Réponse

P = 0,3294
17.Statistique descriptive

Réponse: s = 18,09

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 = 168/5 = 33,6

Écarts au carré

Σ(x − x̄)² = 18,4² + (−12,6)² + (−2,6)² + 18,4² + (−21,6)² = 1309

Écart-type

s = √(1309/4) = 18,09

Réponse

s = 18,09
18.Statistique descriptive

Réponse: z = 1

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 = (58 − 50)/8 = 1

Réponse

z = 1
19.Loi normale

Réponse: P = 0,305

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 = 240 g, σT = 1,2·√6 = 2,939 g

Centrer-réduire

z = (241,5 − 240)/2,939 = 0,51

Probabilités

P = 1 − Φ(0,51) = 0,305

Réponse

P = 0,305
20.Loi normale

Réponse: x = 259,8 g

Loi normale : transformez une valeur x en score z, z = (x − μ)/σ, qui compte le nombre d’écarts-types par rapport à la moyenne. Une table de z (ou Φ(z)) donne l’aire à gauche de z, c’est-à-dire P(X < x). L’aire à droite vaut 1 − Φ(z), et l’aire entre deux valeurs est la différence de leurs deux aires.

z du centile

Φ(z) = 0,975 → z = 1,96

Retour à x

x = 250 + 1,96·5 = 259,8 g

Réponse

x = 259,8 g

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