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Fahmio
Fahmio
Bac Tunisie
ST-JStatistiques

Pression et altitude : droite des moindres carrés et son zéro absurde, puis Y=ln⁡PY=\ln P, modèle P=βeaXP=\beta e^{aX} et choix de l'ajustement le plus adapté

Idée directrice

Un nuage qui décroît en s'aplatissant trompe la droite des moindres carrés : rr est proche de −1-1, mais la droite finit par couper l'axe des abscisses et prévoit des valeurs négatives, absurdes pour une grandeur positive. L'épreuve le fait constater (tracer la droite, trouver son intersection avec l'axe, estimer au-delà), puis change de variable : Y=ln⁡PY=\ln P rend le nuage presque rectiligne, la droite de YY en XX donne P=ebeaX=βeaXP=e^{b}e^{aX}=\beta e^{aX}, un modèle toujours positif. On termine en choisissant l'ajustement le plus adapté, au vu du nuage et du sens des prévisions.

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Déterminer, par la méthode des moindres carrés, une équation de la droite de régression Δ\Delta de PP en XX » ; « déterminer les coordonnées de son point d'intersection avec l'axe des abscisses » ; « On pose Y=ln⁡PY=\ln P » ; « Justifier que … peut être modélisé par P=βeaXP=\beta e^{aX} » ; « Lequel des deux ajustements proposés s'avère le plus adapté à la situation ? »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode
  • Droite de régression de PP en XX : a=cov(X,P)V(X)a=\dfrac{\mathrm{cov}(X,P)}{V(X)} et b=Pˉ−a Xˉb=\bar P-a\,\bar X (elle passe par le point moyen) ; calculer bb avec aa non arrondi.
  • Intersection avec l'axe des abscisses : résoudre aX+b=0aX+b=0 ; au-delà, le modèle affine donne des valeurs négatives, à signaler comme absurdes pour une grandeur positive.
  • Changement de variable Y=ln⁡PY=\ln P : un ∣r∣|r| plus proche de 11 justifie l'ajustement affine de YY en XX ; Y=aX+b  ⟺  P=eb eaXY=aX+b\iff P=e^{b}\,e^{aX}.
  • « Le plus adapté » : allure du nuage (courbé ou non), écarts des points au modèle, sens des prévisions hors du tableau — pas le seul coefficient rr.
Les pièges à vérifier dans ta démarche

Écrire β=4,64\beta=4{,}64 au lieu de e4,64e^{4{,}64} ; arrondir trop tôt (e4,64≈103,54e^{4{,}64}\approx103{,}54 donne 104104 à l'unité) ; croire qu'un rr proche de −1-1 autorise toute extrapolation : la droite résume bien la plage 00–1010 km mais annonce une pression négative à 1515 km ; justifier le choix du modèle par le seul rr, sans regarder le nuage ni le sens des valeurs prévues ; traiter les altitudes comme des rangs réguliers alors que le tableau saute de 44 à 66, 88 et 1010 km.

Sujet principal

Exercice 1 — statistique (4 points), dans l'esprit des sessions 2016–2026 (Sciences expérimentales, Informatique)

6 questionsFigure fournieCorrigé masqué

Le tableau ci-dessous donne la pression atmosphérique PP (en kilopascals) de l'atmosphère type à l'altitude XX (en kilomètres) ; les valeurs de PP sont arrondies au dixième.

XX (km)PP (kPa)
00101,3101{,}3
1189,989{,}9
2279,579{,}5
3370,170{,}1
4461,761{,}7
6647,247{,}2
8835,735{,}7
101026,526{,}5

I. Dans cette partie, les coefficients seront arrondis à 10−210^{-2} et les estimations à 10−110^{-1}. Dans la figure 1, on a représenté le nuage de points de la série (X,P)(X,P).

  1. Ajustement affine.
    1. Donner l'arrondi à 10−310^{-3} du coefficient de corrélation linéaire rr de la série (X,P)(X,P). Un ajustement affine est-il envisageable ?
    2. Déterminer, par la méthode des moindres carrés, une équation de la droite de régression Δ\Delta de PP en XX.
    3. En utilisant ce modèle, estimer la pression atmosphérique à 77 km d'altitude.
  2. Limite du modèle affine.
    1. Tracer la droite Δ\Delta dans la figure 1 et déterminer les coordonnées de son point d'intersection avec l'axe des abscisses.
    2. Selon ce modèle, quelle serait la pression à 1515 km d'altitude ? Ce modèle convient-il pour les hautes altitudes ?

II. On pose Y=ln⁡PY=\ln P. Le tableau suivant donne les valeurs de YY arrondies à 10−210^{-2} :

XX (km)Y=ln⁡PY=\ln P
004,624{,}62
114,504{,}50
224,384{,}38
334,254{,}25
444,124{,}12
663,853{,}85
883,583{,}58
10103,283{,}28
  1. Déterminer l'arrondi à 10−410^{-4} du coefficient de corrélation linéaire de la série (X,Y)(X,Y). Un ajustement affine de YY en XX est-il justifié ?
  2. On admet que Y=−0,13X+4,64Y=-0{,}13X+4{,}64 est une équation de la droite de régression de YY en XX. Justifier que la pression peut être modélisée par P=βe−0,13XP=\beta e^{-0{,}13X}, où β\beta est un réel que l'on arrondira à l'unité.
  3. En utilisant ce nouveau modèle, estimer, à 10−110^{-1} près, la pression atmosphérique à 77 km puis à 1515 km d'altitude.

III. Dans la figure 2, on a représenté le nuage de points de la série (X,P)(X,P) et la courbe (C)(C) d'équation P=104 e−0,13XP=104\,e^{-0{,}13X}.

  1. Lequel des deux ajustements proposés s'avère le plus adapté à la situation ? Justifier la réponse.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

I.1.a Idée : la calculatrice (mode statistique à deux variables) donne rr ; on peut aussi l'obtenir à partir des moyennes, des variances et de la covariance. On note Xˉ\bar X et Pˉ\bar P les moyennes. On a : Xˉ=348=4,25\bar X=\dfrac{34}{8}=4{,}25 et Pˉ=511,98≈63,99\bar P=\dfrac{511{,}9}{8}\approx63{,}99, V(X)=10,6875V(X)=10{,}6875, V(P)≈604,28V(P)\approx604{,}28 et cov(X,P)≈−79,47\mathrm{cov}(X,P)\approx-79{,}47, d'où

r=cov(X,P)V(X) V(P)r=\dfrac{\mathrm{cov}(X,P)}{\sqrt{V(X)\,V(P)}}
r≈−0,989r\approx\boxed{-0{,}989}

∣r∣|r| est proche de 11 (supérieur à 32≈0,87\frac{\sqrt3}{2}\approx0{,}87) : un ajustement affine de PP en XX est envisageable. Le signe négatif traduit la baisse de la pression quand l'altitude augmente.

I.1.b On pose Δ:P=aX+b\Delta : P=aX+b. Par la méthode des moindres carrés :

a=cov(X,P)V(X)≈−7,44a=\dfrac{\mathrm{cov}(X,P)}{V(X)}\approx-7{,}44
b=Pˉ−a Xˉ≈95,59b=\bar P-a\,\bar X\approx95{,}59

(on calcule bb avec la valeur non arrondie de aa). Une équation de la droite de régression est Δ:P=−7,44X+95,59\boxed{\Delta : P=-7{,}44X+95{,}59}.

I.1.c En remplaçant XX par 77 : P=−7,44×7+95,59=43,51P=-7{,}44\times7+95{,}59=43{,}51. Selon ce modèle, la pression à 77 km serait d'environ 43,5 kPa\boxed{43{,}5\text{ kPa}}.

I.2.a Idée : deux points de Δ\Delta suffisent pour la tracer ; son intersection avec l'axe des abscisses est le point d'ordonnée P=0P=0. On place par exemple (0 ;95,59)(0\,;95{,}59) et (10 ;21,19)(10\,;21{,}19). Puis :

−7,44X+95,59=0  ⟺  X=95,597,44-7{,}44X+95{,}59=0\iff X=\dfrac{95{,}59}{7{,}44}

soit X≈12,85X\approx12{,}85. Le point d'intersection de Δ\Delta avec l'axe des abscisses est (12,85 ;0)\boxed{(12{,}85\,;0)}.

I.2.b Pour X=15X=15 : P=−7,44×15+95,59=−16,01P=-7{,}44\times15+95{,}59=-16{,}01, soit environ −16,0-16{,}0 kPa. Une pression négative est absurde. Plus généralement, Δ\Delta donne P<0P<0 pour toute altitude supérieure à 12,8512{,}85 km : malgré r≈−0,989r\approx-0{,}989, le modèle affine ne convient pas pour les hautes altitudes. Un bon coefficient de corrélation ne décrit que la plage observée (00 à 1010 km).

II.1 Idée : même calcul que pour (X,P)(X,P), sur la série (X,Y)(X,Y) du tableau. On a : Yˉ=4,0725\bar Y=4{,}0725, V(Y)≈0,1914V(Y)\approx0{,}1914 et cov(X,Y)≈−1,4294\mathrm{cov}(X,Y)\approx-1{,}4294, on obtient

r′=cov(X,Y)V(X) V(Y)≈−0,9995r'=\dfrac{\mathrm{cov}(X,Y)}{\sqrt{V(X)\,V(Y)}}\approx\boxed{-0{,}9995}

∣r′∣|r'| est très proche de 11, et plus proche que ∣r∣|r| : les points (X,Y)(X,Y) sont presque alignés, l'ajustement affine de YY en XX est justifié.

II.2 Idée : Y=ln⁡PY=\ln P équivaut à P=eYP=e^{Y}, et eu+v=eu eve^{u+v}=e^{u}\,e^{v}. De ln⁡P=−0,13X+4,64\ln P=-0{,}13X+4{,}64 on tire

P=e4,64 e−0,13XP=e^{4{,}64}\,e^{-0{,}13X}

Comme e4,64≈103,54e^{4{,}64}\approx103{,}54, on obtient β≈104\beta\approx104 à l'unité près, d'où P=104 e−0,13X\boxed{P=104\,e^{-0{,}13X}}.

II.3 Pour X=7X=7 : P=104 e−0,91≈41,9P=104\,e^{-0{,}91}\approx41{,}9, soit 41,9 kPa\boxed{41{,}9\text{ kPa}}. Pour X=15X=15 : P=104 e−1,95≈14,8P=104\,e^{-1{,}95}\approx14{,}8, soit 14,8 kPa\boxed{14{,}8\text{ kPa}} : une valeur positive, cette fois.

III.1 Idée : comparer l'allure du nuage à chacun des deux modèles, puis ce que chacun prévoit hors du tableau.

  • Allure du nuage. Les points ne sont pas alignés : ils sont au-dessus de Δ\Delta aux extrémités (X=0X=0, 11 et 1010) et en dessous entre 22 et 88 km — le nuage est courbé. La courbe (C)(C) passe tout près de chaque point : ses écarts ne dépassent pas 2,72{,}7 kPa, contre 5,75{,}7 kPa pour Δ\Delta.
  • Prévisions. Au-delà de 12,8512{,}85 km, Δ\Delta donne des pressions négatives ; (C)(C) reste positive et décroît vers 00 quand l'altitude augmente, ce qui correspond à la situation.
  • Corrélation. ∣r′∣≈0,9995|r'|\approx0{,}9995 est plus proche de 11 que ∣r∣≈0,989|r|\approx0{,}989.

L'ajustement le plus adapté est donc l’ajustement exponentiel P=104 e−0,13X\boxed{\text{l'ajustement exponentiel }P=104\,e^{-0{,}13X}}.

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Variantes rencontrées : pourcentage de lumière transmise en fonction de l'épaisseur, droite tracée sur l'annexe et zéro au-delà duquel le modèle affine n'a plus de sens, puis Y=ln⁡PY=\ln P et P=βe−0,1XP=\beta e^{-0{,}1X} (Sciences expérimentales, contrôle 2026) ; taux de mortalité infantile, Z=ln⁡YZ=\ln Y avec la droite de ZZ en XX donnée, puis « lequel des deux ajustements proposés » sur une figure portant la droite, la courbe et le nuage (principale 2016) ; changement de variable sur la variable explicative, X=ln⁡(200−C)X=\ln(200-C) pour une concentration plafonnée (contrôle 2023) ou X=ln⁡RX=\ln R pour le rang, avec une estimation selon chacun des deux modèles (contrôle 2025) ; en Informatique, y=ln⁡Ny=\ln N après un rr jugé faible, droite de yy en tt calculée, puis « En déduire que N=…e…tN=\dots e^{\dots t} » (contrôle 2026 ; aussi contrôles 2015 et 2019). Les deux droites de régression (yy en xx et xx en yy) sont demandées en Technique (principale 2018).

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill ST-J.1 — Changement de variable sur la variable explicative : X=ln⁡(250−θ)X=\ln(250-\theta) pour une température plafonnée
Entraînement 01 / 03

Drill ST-J.1 — Changement de variable sur la variable explicative : X=ln⁡(250−θ)X=\ln(250-\theta) pour une température plafonnée

3 questionsCorrigé masqué

Un four est programmé pour que sa température θ\theta (en °C) ne dépasse pas 250250 °C. Le tableau donne le temps TT (en minutes) mis par le four, depuis sa mise en marche, pour atteindre la température θ\theta.

θ\theta (°C)TT (min)X=ln⁡(250−θ)X=\ln(250-\theta)
70702,42{,}45,25{,}2
1101103,73{,}74,94{,}9
1401406,46{,}44,74{,}7
1751758,58{,}54,34{,}3
20020012,512{,}5…
22022015,815{,}8…
23023020,220{,}2…
24024024,724{,}7…
  1. On pose X=ln⁡(250−θ)X=\ln(250-\theta). Recopier et compléter la dernière colonne du tableau (valeurs arrondies à 10−110^{-1}).
  2. Série (X,T)(X,T).
    1. Déterminer l'arrondi à 10−310^{-3} du coefficient de corrélation linéaire entre XX et TT.
    2. Déterminer une équation de la droite de régression de TT en XX (coefficients arrondis à 10−110^{-1}). En déduire que l'on peut exprimer TT en fonction de θ\theta par T=−7,9ln⁡(250−θ)+43,2T=-7{,}9\ln(250-\theta)+43{,}2.
  3. Dans cette question, les résultats seront arrondis à 10−110^{-1}.
    1. Estimer le temps nécessaire pour que le four atteigne 245245 °C.
    2. La cuisson d'un pain demande une température comprise entre 230230 °C et 240240 °C. Déterminer le temps mis par le four pour passer de 230230 °C à 240240 °C.
    3. Selon ce modèle, le four atteint-il la température de 250250 °C ? Justifier.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1 ln⁡50≈3,9\ln50\approx3{,}9 ; ln⁡30≈3,4\ln30\approx3{,}4 ; ln⁡20≈3,0\ln20\approx3{,}0 ; ln⁡10≈2,3\ln10\approx2{,}3.

2.a Idée : ici la variable explicative est XX, pas θ\theta ; on travaille sur la série (X,T)(X,T). On a : Xˉ=3,9625\bar X=3{,}9625, Tˉ=11,775\bar T=11{,}775, V(X)≈0,8848V(X)\approx0{,}8848, V(T)≈55,93V(T)\approx55{,}93 et cov(X,T)≈−7,0184\mathrm{cov}(X,T)\approx-7{,}0184, d'où

r=cov(X,T)V(X) V(T)≈−0,998r=\dfrac{\mathrm{cov}(X,T)}{\sqrt{V(X)\,V(T)}}\approx\boxed{-0{,}998}

∣r∣|r| est très proche de 11 : l'ajustement affine de TT en XX est justifié.

2.b a=cov(X,T)V(X)≈−7,9a=\dfrac{\mathrm{cov}(X,T)}{V(X)}\approx-7{,}9 et b=Tˉ−a Xˉ≈43,2b=\bar T-a\,\bar X\approx43{,}2, donc T=−7,9X+43,2T=-7{,}9X+43{,}2. En remplaçant XX par ln⁡(250−θ)\ln(250-\theta) :

T=−7,9ln⁡(250−θ)+43,2T=-7{,}9\ln(250-\theta)+43{,}2

3.a T=−7,9ln⁡5+43,2≈30,5T=-7{,}9\ln5+43{,}2\approx30{,}5 : le four atteint 245245 °C au bout d'environ 30,5 min\boxed{30{,}5\text{ min}}.

3.b Idée : dans la différence des deux temps, la constante 43,243{,}2 disparaît et les logarithmes se combinent.

T(240)−T(230)=−7,9ln⁡10+7,9ln⁡20T(240)-T(230)=-7{,}9\ln10+7{,}9\ln20
T(240)−T(230)=7,9ln⁡2≈5,5T(240)-T(230)=7{,}9\ln2\approx5{,}5

Le four met environ 5,5 min\boxed{5{,}5\text{ min}} pour passer de 230230 °C à 240240 °C.

3.c ln⁡(250−θ)\ln(250-\theta) n'est défini que pour θ<250\theta<250. Quand θ\theta tend vers 250250 par valeurs inférieures, 250−θ250-\theta tend vers 0+0^+, donc ln⁡(250−θ)\ln(250-\theta) tend vers −∞-\infty et, puisque −7,9<0-7{,}9<0, TT tend vers +∞+\infty. Selon ce modèle, le four n'atteint jamais 250250 °C : il s'en approche indéfiniment, ce qui est cohérent avec la programmation.

2 Drill ST-J.2 — Modèle exponentiel y=keaxy=ke^{ax} calculé, puis « à partir de quelle année » un seuil est dépassé
Entraînement 02 / 03

Drill ST-J.2 — Modèle exponentiel y=keaxy=ke^{ax} calculé, puis « à partir de quelle année » un seuil est dépassé

4 questionsCorrigé masqué

Le tableau donne le volume yy de données échangées (en pétaoctets) sur le réseau d'un opérateur, de 2017 à 2024 ; xx est le rang de l'année (données simplifiées pour l'exercice).

AnnéeRang xxyy (Po)z=ln⁡yz=\ln y
2017115,35{,}31,671{,}67
2018226,96{,}9…
20193311,911{,}9…
20204416,416{,}4…
20215527,527{,}5…
20226638,238{,}2…
20237763,163{,}1…
20248888,488{,}44,484{,}48
  1. Donner l'arrondi à 10−210^{-2} du coefficient de corrélation linéaire de la série (x,y)(x,y).
  2. On envisage un ajustement exponentiel de la série (x,y)(x,y) ; pour cela on pose z=ln⁡yz=\ln y.
    1. Recopier et compléter la dernière colonne du tableau (valeurs arrondies à 10−210^{-2}).
    2. Donner l'arrondi à 10−310^{-3} du coefficient de corrélation linéaire de la série (x,z)(x,z). En déduire qu'un ajustement affine de la série (x,z)(x,z) est justifié.
    3. Déterminer, par la méthode des moindres carrés, une équation de la droite de régression de zz en xx (coefficients arrondis à 10−210^{-2}).
    4. En déduire que y≈3,3 e0,41xy\approx3{,}3\,e^{0{,}41x}.
  3. On suppose que la situation se poursuit selon le même modèle. Estimer le volume de données échangées en 2026.
  4. Selon ce modèle, à partir de quelle année le volume échangé dépassera-t-il 400400 pétaoctets ?
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1 Avec la calculatrice : r≈0,93r\approx\boxed{0{,}93}. La corrélation est positive, mais les accroissements annuels de yy deviennent de plus en plus grands (de 1,61{,}6 entre 2017 et 2018 à 25,325{,}3 entre 2023 et 2024) : la croissance s'accélère, ce qu'une droite ne suit pas.

2.a Les valeurs de zz sont 1,671{,}67 ; 1,931{,}93 ; 2,482{,}48 ; 2,802{,}80 ; 3,313{,}31 ; 3,643{,}64 ; 4,144{,}14 ; 4,484{,}48.

2.b Sur la série (x,z)(x,z) : r′≈0,998r'\approx\boxed{0{,}998}. r′r' est très proche de 11, et bien plus proche que r≈0,93r\approx0{,}93 : l'ajustement affine de zz en xx est justifié.

2.c On a : xˉ=4,5\bar x=4{,}5, V(x)=5,25V(x)=5{,}25, zˉ=24,458≈3,0563\bar z=\dfrac{24{,}45}{8}\approx3{,}0563 et cov(x,z)≈2,1694\mathrm{cov}(x,z)\approx2{,}1694, donc

a=cov(x,z)V(x)≈0,41a=\dfrac{\mathrm{cov}(x,z)}{V(x)}\approx0{,}41
b=zˉ−a xˉ≈1,20b=\bar z-a\,\bar x\approx1{,}20

Une équation de la droite de régression de zz en xx est z=0,41x+1,20\boxed{z=0{,}41x+1{,}20}.

2.d z=ln⁡yz=\ln y équivaut à y=ez=e1,20 e0,41xy=e^{z}=e^{1{,}20}\,e^{0{,}41x}, et e1,20≈3,32e^{1{,}20}\approx3{,}32 ; d'où y≈3,3 e0,41xy\approx3{,}3\,e^{0{,}41x}.

3 2026 a le rang x=2026−2016=10x=2026-2016=10 : y=3,3 e4,1≈199,1y=3{,}3\,e^{4{,}1}\approx199{,}1. Le volume échangé serait d'environ 199 Po\boxed{199\text{ Po}} en 2026.

4 Idée : on résout l'inéquation en isolant l'exponentielle, puis on passe au logarithme (fonction croissante).

3,3 e0,41x>400  ⟺  e0,41x>4003,33{,}3\,e^{0{,}41x}>400\iff e^{0{,}41x}>\dfrac{400}{3{,}3}
  ⟺  x>10,41ln⁡4003,3≈11,70\iff x>\dfrac{1}{0{,}41}\ln\dfrac{400}{3{,}3}\approx11{,}70

Le premier rang entier qui convient est x=12x=12 (en effet y(11)≈300y(11)\approx300 et y(12)≈452y(12)\approx452). Le volume dépassera 400400 pétaoctets à partir de l'année 2016+122016+12, c'est-à-dire 2028\boxed{2028}.

3 Drill ST-J.3 — Les deux droites de régression : estimer yy avec celle de yy en xx, un seuil sur xx avec celle de xx en yy
Entraînement 03 / 03

Drill ST-J.3 — Les deux droites de régression : estimer yy avec celle de yy en xx, un seuil sur xx avec celle de xx en yy

4 questionsCorrigé masqué

Une entreprise relève, pour sept machines-outils de même modèle, leur âge xx (en années) et leur coût annuel d'entretien yy (en centaines de dinars).

MachineÂge xxCoût yy
M1113,63{,}6
M2223,53{,}5
M3445,85{,}8
M4555,15{,}1
M5777,97{,}9
M6887,27{,}2
M710109,89{,}8
  1. Corrélation.
    1. Calculer le coefficient de corrélation linéaire rr de la série (x,y)(x,y) (arrondi à 10−310^{-3}).
    2. Peut-on envisager un ajustement affine de la série (x,y)(x,y) ? Justifier la réponse.
  2. Dans cette question, les coefficients seront arrondis à 10−210^{-2}.
    1. Donner une équation de la droite DD de régression de yy en xx.
    2. Donner une équation de la droite D′D' de régression de xx en yy.
  3. Estimer le coût annuel d'entretien d'une machine âgée de 1212 ans.
  4. L'entreprise remplace une machine dès que son coût annuel d'entretien dépasse 1 0501\,050 dinars. À partir de quel âge remplace-t-elle ses machines ?
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1.a On a : xˉ=377≈5,29\bar x=\dfrac{37}{7}\approx5{,}29, yˉ=42,97≈6,13\bar y=\dfrac{42{,}9}{7}\approx6{,}13, V(x)≈9,06V(x)\approx9{,}06, V(y)≈4,60V(y)\approx4{,}60 et cov(x,y)≈6,21\mathrm{cov}(x,y)\approx6{,}21, d'où

r=cov(x,y)V(x) V(y)≈0,961r=\dfrac{\mathrm{cov}(x,y)}{\sqrt{V(x)\,V(y)}}\approx\boxed{0{,}961}

1.b r≈0,961>32≈0,87r\approx0{,}961>\frac{\sqrt3}{2}\approx0{,}87 : la corrélation est forte, un ajustement affine est envisageable.

2.a a=cov(x,y)V(x)≈0,68a=\dfrac{\mathrm{cov}(x,y)}{V(x)}\approx0{,}68 et b=yˉ−a xˉ≈2,51b=\bar y-a\,\bar x\approx2{,}51 : D:y=0,68x+2,51\boxed{D : y=0{,}68x+2{,}51}.

2.b Idée : les rôles s'échangent ; on divise par la variance de yy. a′=cov(x,y)V(y)≈1,35a'=\dfrac{\mathrm{cov}(x,y)}{V(y)}\approx1{,}35 et b′=xˉ−a′ yˉ≈−2,97b'=\bar x-a'\,\bar y\approx-2{,}97 : D′:x=1,35y−2,97\boxed{D' : x=1{,}35y-2{,}97}.

3 Idée : on connaît xx et on estime yy : c'est la droite de yy en xx. y=0,68×12+2,51=10,67y=0{,}68\times12+2{,}51=10{,}67 : le coût serait d'environ 1 067 dinars\boxed{1\,067\text{ dinars}}.

4 Idée : on connaît le seuil de yy et on cherche xx : c'est la droite de xx en yy, construite pour estimer xx. 1 0501\,050 dinars correspondent à y=10,5y=10{,}5, et D′D' est croissante en yy :

x=1,35×10,5−2,97≈11,2x=1{,}35\times10{,}5-2{,}97\approx11{,}2

L'entreprise remplace ses machines à partir d'environ 11,2 ans\boxed{11{,}2\text{ ans}}. (Résoudre 0,68x+2,51>10,50{,}68x+2{,}51>10{,}5 sur DD donnerait 11,7511{,}75 ans : les deux droites ne sont pas confondues, car r≠±1r\neq\pm1.)

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