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→∞ (√(9x2 − 6x) − 3x).

f(x) = √(9x2 − 6x) − 3xx → ∞
L =
2.LimitesDifficile
xyx = 0

Trouvez la limite L = limx→0 (1 − cos 3x)/(x²), avec x en radians.

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

Soit f(x) = x3·e−0,5x. Calcule f′(0,5).

f(x) = x3·e−0,5xx = 0,5
f′(0.5) =
4.DérivéesDifficile
xy

Soit f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 2. Trouve l'abscisse x du minimum local.

f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 2
x =
5.IntégralesMoyen
xy02

Calcule I = ∫02 2x·(x² + 1)3 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)3[0, 2]
I =
6.IntégralesDifficile
xy−33

Calcule l'aire A du domaine entre la parabole y = 9 − x² et l'axe des x.

y = 9 − x²
A =
7.Nombres complexesMoyen
ReIm55−5−5θz

Écrivez z = 10∠140° sous forme rectangulaire a + jb et donnez la partie imaginaire b.

r = 10θ = 140°
b =
8.Nombres complexesDifficile
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₀z₁z₂z₃z₄z₅

Les racines de zⁿ = w avec n = 6 et w = 729∠120° sont zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, …, 5. Trouvez la partie réelle de z₂.

w = 729∠120°n = 6k = 2
Re(z₂) =
9.Équations différentiellesMoyen
tyy(0) = 1y(1,5) = ?

Résolvez y″ + 7y′ + 12y = 0 avec y(0) = 1 et y′(0) = -2. Trouvez y(1,5).

y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 1y′(0) = -2
y(1.5) =
10.Équations différentiellesDifficile
tyK = 1y(0,5) = ?

Un système obéit à y″ + 2y′ + 5y = 5 pour t ≥ 0, à partir du repos : y(0) = 0, y′(0) = 0. Trouvez y(0,5) ; angles en radians.

y″ + 2y′ + 5y = 5y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matrices et déterminantsMoyen
A =−4−4−66B =0555

Soit C = AB pour les matrices représentées. Trouve le coefficient c11 (ligne 1, colonne 1).

A = [−4 −4; −6 6]B = [0 5; 5 5]
c11 =
12.Matrices et déterminantsDifficile
A =−66−13b =−811

Résous le système −6x + 6y = −8 et −x + 3y = 11. Trouve x.

−6x + 6y = −8−x + 3y = 11
x =
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectorielMoyen
xyzab

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

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

Trouvez le volume V du parallélépipède dont les arêtes issues d’un sommet sont a = (−3, 4, −5), b = (3, −5, −5) et c = (−1, −2, −3).

a = (−3, 4, −5)b = (3, −5, −5)c = (−1, −2, −3)
V =
15.ProbabilitésMoyen
rouges: 8bleues: 3

Un sac contient 8 boules rouges et 3 bleues. Tu tires deux boules sans remettre la première. Quelle est la probabilité P que les deux soient rouges ?

8 / 3
P =
16.ProbabilitésDifficile
n = 10, p = 0,1: P(X ≤ 1) = ?k012345678910

On teste 10 composants, chacun tombe en panne avec une probabilité 0,1, indépendamment. Quelle est la probabilité P qu'au plus un tombe en panne ?

n = 10p = 0,1
P =
17.Statistique descriptiveMoyen
152025303540455055

Trouve l'écart-type d'échantillon s des données : 32, 57, 55, 11, 56, 19.

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

Les notes d'un examen suivent une loi normale de moyenne 170 et d'écart-type 20. Trouve le score z z d'une note de 195.

μ = 170σ = 20x = 195
z =
19.Loi normaleMoyen
−3−2−10123zaire colorée à droite de z = 0,8389

Faites glisser z pour que l’aire colorée sous la courbe normale centrée réduite, à droite de z, soit 0,8389. Trouvez z avec deux décimales.

A = 0,8389
z =
20.Loi normaleDifficile
10 g0X − Y?

La masse X d’un produit de la ligne 1 et Y d’un produit de la ligne 2 sont indépendantes et normales : X a pour moyenne 500 g et pour écart-type 8 g, Y a pour moyenne 490 g et pour écart-type 6 g. Trouvez la probabilité P que X soit supérieure à Y. Arrondissez z à deux décimales.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =

3Solutions

1.Limites

Réponse: L = −1

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) = −6x/(√(9x2 − 6x) + 3x)

Diviser par x

f(x) = −6/(√(9 + (−6)/x) + 3)

Faire tendre x → ∞

L = −6/(3 + 3) = −1

Réponse

L = −1
2.Limites

Réponse: L = 4,5

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).

Première application

3·sin 3x/(2x) → 0/0

Seconde application

9·cos 3x/2

Remplacer x par 0

L = 9/2 = 4,5

Réponse

L = 4,5
3.Dérivées

Réponse: f′(0.5) = 0,5354

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′(0,5) = 0,7788·(0,75 + (−0,0625)) = 0,5354

Réponse

f′(0,5) = 0,5354
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 − 15x + 18 = 3·(x2 − 5x + 6)

Résoudre f′(x) = 0

x = 2 ou x = 3

Lequel est lequel

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

f″(2) = −3, f″(3) = 3
x = 3

Réponse

x = 3
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 = 36

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.

Zéros

9 − x² = 0 → x = ±3

Intégrer

A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36

Réponse

A = 36
7.Nombres complexes

Réponse: b = 6,428

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(140°) = −7,66
b = 10·sin(140°) = 6,428

Forme rectangulaire

z = −7,66 + j6,428
b = 6,428

Réponse

b = 6,428
8.Nombres complexes

Réponse: Re(z₂) = −2,298

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

7291/6 = 3

Argument de la racine

θ₂ = (120° + 360°·2)/6 = 140°

Forme rectangulaire

z₂ = 3·(cos 140° + j sin 140°) = −2,298 + j1,928
Re(z₂) = −2,298

Réponse

Re(z₂) = −2,298

Les 6 racines sont sur le cercle de rayon 3, espacées de 60°.

9.Équations différentielles

Réponse: y(1.5) = 0,01974

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 + 3)(r + 4) = 0 → r = −3, −4

Constantes à partir des valeurs initiales

A + B = 1, −3A − 4B = -2
A = 2, B = −1

Évaluer

y(1,5) = 2·e−4,5 + (−1)·e−6 = 0,01974

Réponse

y(1,5) = 0,01974
10.Équations différentielles

Réponse: y(0.5) = 0,4171

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 = 1, r = −1 ± 2j

Constantes à partir des valeurs initiales

y(0) = 1 + A = 0 → A = −1
y′(0) = −1A + 2B = 0 → B = −0,5

Évaluer

y(0,5) = 1·(1 − e−0,5(cos 1 + 0,5·sin 1)) = 0,4171

Réponse

y(0,5) = 0,4171
11.Matrices et déterminants

Réponse: c11 = −20

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

c11 = (−4)·0 + (−4)·5 = −20

Réponse

c11 = −20
12.Matrices et déterminants

Réponse: x = 7,5

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.

Déterminant de la matrice des coefficients

det A = (−6)·3 − 6·(−1) = −12

Remplacer la colonne de x

det Aₓ = (−8)·3 − 6·11 = −90
x = −90/(−12) = 7,5

Réponse

x = 7,5
y = 6,167
13.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: θ = 72,84 °

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) + 6·2 + (−3)·(−6) = 18

Normes

|a| = √(2² + 6² + (−3)²) = 7
|b| = √((−6)² + 2² + (−6)²) = 8,718

Angle

cos θ = 18/(7·8,718) = 0,295
θ = arccos(0,295) = 72,84°

Réponse

θ = 72,84°
14.Vecteurs : produit scalaire et produit vectoriel

Réponse: V = 96

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 b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = (−5)·(−3) − (−5)·(−2) = 5
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−5)·(−1) − 3·(−3) = 14
(b × c)z = bxcy − bycx = 3·(−2) − (−5)·(−1) = −11

Produit scalaire avec a

a·(b × c) = (−3)·5 + 4·14 + (−5)·(−11) = 96
V = |96| = 96

Réponse

V = 96
15.Probabilités

Réponse: P = 0,5091

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 = 8/11 · 7/10 = 56/110 = 0,5091

Réponse

P = 0,5091
16.Probabilités

Réponse: P = 0,7361

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) = 0,910 = 0,3487
P(X = 1) = 10·0,1·0,99 = 0,3874

Les additionner

P = 0,3487 + 0,3874 = 0,7361

Réponse

P = 0,7361
17.Statistique descriptive

Réponse: s = 20,49

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 = 230/6 = 38,33

Écarts au carré

Σ(x − x̄)² = (−6,333)² + 18,67² + 16,67² + (−27,33)² + 17,67² + (−19,33)² = 2099

Écart-type

s = √(2099/5) = 20,49

Réponse

s = 20,49
18.Statistique descriptive

Réponse: z = 1,25

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 = (195 − 170)/20 = 1,25

Réponse

z = 1,25
19.Loi normale

Réponse: z = −0,99

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 de z

Φ(z) = 1 − 0,8389 = 0,1611

Lire la table de z à l’envers

Trouvez 0,1611 dans la table et lisez z.

z = −0,99

Réponse

z = −0,99
20.Loi normale

Réponse: P = 0,8413

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 de la différence

μ = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

Centrer-réduire

z = (0 − 10)/10 = −1

Probabilités

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Réponse

P = 0,8413

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