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→∞ (√(x2 + 3x) − x).

f(x) = √(x2 + 3x) − xx → ∞
L =
2.LimitesDifficile
xyx = 0

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

f(x) = (1 − cos 4x)/(x²)x → 0
L =
3.DérivéesMoyen
xyx = 1,5

Soit f(x) = x·e2x. Calcule f′(1,5).

f(x) = x·e2xx = 1,5
f′(1.5) =
4.DérivéesDifficile
xy

Soit f(x) = x3 + 3x2 − 9x + 1. Trouve l'abscisse x du maximum local.

f(x) = x3 + 3x2 − 9x + 1
x =
5.IntégralesMoyen
xyπ/2y = x·sin x

Calculez I = ∫₀π/2 x·sin x dx (x en radians).

∫₀π/2 x·sin x dx
I =
6.IntégralesDifficile
xy1,5y = x²eˣ

Calculez I = ∫₀1,5 x²·eˣ dx.

∫₀1,5 x²eˣ dx
I =
7.Nombres complexesMoyen
ReIm11−1−122−2−233−3−3θz

Trouvez l’argument θ de z = −3 + j2 en degrés, comme valeur principale entre −180° et 180°.

z = −3 + j2
θ = °
8.Nombres complexesDifficile
ReIm11−1−122−2−233−3−3ABCD

Exactement un des points A à D est une racine de z⁴ = 16∠90°. Cliquez dessus.

w = 16∠90°n = 4
  1. 1A (3,6∠−157,5°)
  2. 2B (2∠90°)
  3. 3C (2∠157,5°)
  4. 4D (2∠−157,5°)
9.Équations différentiellesMoyen
t (min)T (°C)12Ta​38 °C

Une tasse de café à 87 °C est laissée dans une pièce à 20 °C. Au bout de 12 min, sa température est de 38 °C. Elle suit la loi de refroidissement de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Trouvez la constante k en min⁻¹.

T0 = 87 °CTa = 20 °CT(12) = 38 °C
k = min⁻¹
10.Équations différentiellesDifficile
tyy(0) = 5y(0,75) = ?

Résolvez y″ + 3y′ + 6,25y = 0 avec y(0) = 5 et y′(0) = 0 (lâché sans vitesse initiale). Trouvez y(0,75) ; angles en radians.

y″ + 3y′ + 6,25y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.75) =
11.Matrices et déterminantsMoyen
A =1−21−1−4−4411

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

A = [1 −2 1; −1 −4 −4; 4 1 1]
det A =
12.Matrices et déterminantsDifficile
A =01−86

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

A = [0 1; −8 6]
λ =
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielMoyen
xyzab

Trouvez la valeur de k pour laquelle les vecteurs a = (4, −5, −1) et b = (k, −1, −2) sont perpendiculaires.

a = (4, −5, −1)b = (k, −1, −2)
k =
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielDifficile
xyzab

Le vecteur unitaire n̂ est perpendiculaire à a = (2, 4, −5) et à b = (−2, −2, 0) et a une composante z positive. Trouvez sa composante y n̂y.

a = (2, 4, −5)b = (−2, −2, 0)n̂z > 0
n̂y =
15.ProbabilitésMoyen
rouges: 7bleues: 9

Un sac contient 7 boules rouges et 9 bleues. Tu tires deux boules sans remettre la première. Quelle est la probabilité P que les deux soient rouges ?

7 / 9
P =
16.ProbabilitésDifficile
€p(x)−10,8810,1190,02

Un jeu coûte 1 € pour jouer. Vous gagnez 2 € avec la probabilité 0,1 et 20 € 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 = €1€2: p = 0,1€20: p = 0,02
E(G) = €
17.Statistique descriptiveMoyen
35404550

Trouve l'écart-type d'échantillon s des données : 36, 32, 54, 53, 45, 41.

n = 6
s =
18.Statistique descriptiveDifficile
z −2−1012

Les notes d'un examen suivent une loi normale de moyenne 100 et d'écart-type 10. Trouve le score z z d'une note de 88.

μ = 100σ = 10x = 88
z =
19.Loi normaleMoyen
2944P = ?

On suppose que les délais de livraison suivent une loi normale de moyenne 32 min et d’écart-type 6 min. Quelle proportion se situe entre 29 et 44 min ? Donnez P sous forme décimale.

μ = 32σ = 6x1 = 29x2 = 44
P =
20.Loi normaleDifficile
μ = 32x = ?25%

On suppose que les délais de livraison suivent une loi normale de moyenne 32 min et d’écart-type 6 min. Trouvez la valeur x en dessous de laquelle se situent 25 % des valeurs (le 25e centile).

μ = 32σ = 6P = 25%
x = min

3Solutions

1.Limites

Réponse: L = 1,5

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).

Multiplier par l’expression conjuguée

f(x) = 3x/(√(x2 + 3x) + x)

Diviser par x

f(x) = 3/(√(1 + 3/x) + 1)

Faire tendre x → ∞

L = 3/(1 + 1) = 1,5

Réponse

L = 1,5
2.Limites

Réponse: L = 8

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/(2x) → 0/0

Seconde application

16·cos 4x/2

Remplacer x par 0

L = 16/2 = 8

Réponse

L = 8
3.Dérivées

Réponse: f′(1.5) = 80,34

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′ = e2x·(1 + 2·x)

Remplacer

f′(1,5) = 20,09·(1 + 3) = 80,34

Réponse

f′(1,5) = 80,34
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 + 6x − 9 = 3·(x2 + 2x − 3)

Résoudre f′(x) = 0

x = −3 ou x = 1

Lequel est lequel

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

f″(−3) = −12, f″(1) = 12
x = −3

Réponse

x = −3
5.Intégrales

Réponse: I = 1

Intégration par parties : ∫u·dv = u·v − ∫v·du, issue de la règle du produit. Choisissez pour u le facteur qui se simplifie quand on le dérive (une puissance de x, ou ln x), et pour dv le facteur que vous savez intégrer (eˣ, sin x, cos x, ou x lorsque u = ln x). Pour une intégrale définie, évaluez u·v aux deux bornes : ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Un facteur x² demande deux étapes.

Choisir u et dv

u = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x

Primitive

∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x

Limites

(−π/2·cos π/2 + sin π/2) − (0 + 0) = 1

Réponse

I = 1
6.Intégrales

Réponse: I = 3,602

Intégration par parties : ∫u·dv = u·v − ∫v·du, issue de la règle du produit. Choisissez pour u le facteur qui se simplifie quand on le dérive (une puissance de x, ou ln x), et pour dv le facteur que vous savez intégrer (eˣ, sin x, cos x, ou x lorsque u = ln x). Pour une intégrale définie, évaluez u·v aux deux bornes : ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Un facteur x² demande deux étapes.

Première étape

∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx

Deuxième étape

∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)

Limites

4,482·(1,25) − 1·2 = 3,602

Réponse

I = 3,602
7.Nombres complexes

Réponse: θ = 146,3 °

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.

Quadrant

a = −3, b = 2 → II

Angle de référence

α = atan(2/3) = 33,69°

Argument

θ = 180° − α = 146,3°

Réponse

θ = 146,3°

En forme polaire z = 3,606∠146,3°.

8.Nombres complexes

Réponse: D (2∠−157,5°)

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 et arguments des racines

|z| = 2
θ = 22,5°, 112,5°, −157,5°, −67,5°

Le point

D = 2∠−157,5°

Réponse

D (2∠−157,5°)
9.Équations différentielles

Réponse: k = 0,1095 min⁻¹

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.

Rapport des écarts de température

e−12k = 18/67

Résoudre pour k

k = ln(67/18)/12 = 0,1095 min⁻¹

Réponse

k = 0,1095 min⁻¹
10.Équations différentielles

Réponse: y(0.75) = 1,329

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 complexes

r = −1,5 ± 2j

Constantes

A = 5, B = 1,5·5/2 = 3,75

Évaluer

y(0,75) = e−1,125(5·cos 1,5 + 3,75·sin 1,5) = 1,329

Réponse

y(0,75) = 1,329
11.Matrices et déterminants

Réponse: det A = 45

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 = 15, M₁₃ = 15

Développement par cofacteurs

det A = 1·0 − (−2)·15 + 1·15 = 45

Réponse

det A = 45
12.Matrices et déterminants

Réponse: λ = 4

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 − (6)λ + (8) = 0

Résoudre

λ = (6 ± √(4))/2 → λ = 2, 4
λ = 4

Réponse

λ = 4
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: k = −1,75

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 égal à zéro

a·b = 4·k + (−5)·(−1) + (−1)·(−2) = 0
7 + 4·k = 0

Résoudre pour k

k = −7/4 = −1,75

Réponse

k = −1,75
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: n̂y = 0,6804

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 = 4·0 − (−5)·(−2) = −10
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−2) − 2·0 = 10
(a × b)z = axby − aybx = 2·(−2) − 4·(−2) = 4

Normaliser

La composante z de a × b est déjà positive.

|a × b| = √((−10)² + 10² + 4²) = 14,7
n̂ = (−10, 10, 4)/14,7 = (−0,6804, 0,6804, 0,2722)
n̂y = 0,6804

Réponse

n̂y = 0,6804
15.Probabilités

Réponse: P = 0,175

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.

Premier et second tirage

P = 7/16 · 6/15 = 42/240 = 0,175

Réponse

P = 0,175
16.Probabilités

Réponse: E(G) = −0,4 €

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: 1 (p = 0,1), 19 (p = 0,02), −1 (p = 0,88)

Espérance

E(G) = 1·0,1 + 19·0,02 − 1·0,88 = −0,4 €

Réponse

E(G) = −0,4 €

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

17.Statistique descriptive

Réponse: s = 8,916

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 = 261/6 = 43,5

Écarts au carré

Σ(x − x̄)² = (−7,5)² + (−11,5)² + 10,5² + 9,5² + 1,5² + (−2,5)² = 397,5

Écart-type

s = √(397,5/5) = 8,916

Réponse

s = 8,916
18.Statistique descriptive

Réponse: z = −1,2

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 = (88 − 100)/10 = −1,2

Réponse

z = −1,2
19.Loi normale

Réponse: P = 0,6687

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.

Scores z

z₁ = (29 − 32)/6 = −0,5
z₂ = (44 − 32)/6 = 2

Aire entre les deux valeurs

P = Φ(2) − Φ(−0,5) = 0,9772 − 0,3085 = 0,6687

Réponse

P = 0,6687
20.Loi normale

Réponse: x = 27,95 min

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) = 0,25 → z = −0,6745

Retour à x

x = 32 + −0,6745·6 = 27,95 min

Réponse

x = 27,95 min

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