Loi normale, intervalle de confiance et décision statistique

Difficile Inspiré BAC Côte d'Ivoire
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Exercice inspiré d'un BAC Côte d'Ivoire
Source-style : BAC Côte d'Ivoire Série C 2023
Inspiré du style BAC Côte d'Ivoire Série C 2023
Énoncé et solution adaptés au programme marocain. Voir crédits.

Énoncé

Une entreprise pharmaceutique de Casablanca fabrique des comprimés dont la masse (en mg) suit une loi normale de moyenne = 500 mg et d'écart-type = 8 mg. On note X la masse d'un comprimé choisi au hasard.

  1. Calculer . Interpréter ce résultat.
  2. Un comprimé est déclaré non conforme si sa masse est inférieure à 480 mg ou supérieure à 520 mg. Calculer la probabilité qu'un comprimé soit non conforme.
  3. On prélève un échantillon de comprimés. Soit la fréquence observée de comprimés non conformes dans cet échantillon.
    On admet que est une estimation de la proportion de comprimés non conformes calculée en question 2.
    Construire un intervalle de confiance au niveau 95% pour . (On rappelle que pour un niveau de confiance de 95%, on utilise .)
  4. En réalité, dans un autre lot, on observe que 28 comprimés sur 400 sont non conformes. À l'aide de l'intervalle de confiance construit en question 3, peut-on affirmer, au seuil de 5%, que ce lot présente un taux de non-conformité différent de celui de la production habituelle ? Justifier rigoureusement.

Données : désigne la fonction de répartition de la loi normale centrée réduite .
; ; .

Indices

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1 Indice 1
Centre-réduis $X$ en posant $Z=\\dfrac{X-\\mu}{\\sigma}$ pour ramener le calcul à la loi normale centrée réduite $N(0,1)$.
2 Indice 2
Utilise la symétrie de la loi normale : $P(Z<-a)=P(Z>a)=1-\\Phi(a)$ pour calculer les probabilités aux extrémités.
3 Indice 3
Pour l'intervalle de confiance, utilise la formule $I=\\left[f-1{,}96\\sqrt{\\frac{f(1-f)}{n}}\\,;\\,f+1{,}96\\sqrt{\\frac{f(1-f)}{n}}\\right]$, puis compare la fréquence observée à cet intervalle.

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La méthode — par où commencer

Centre-réduis en posant pour ramener le calcul à la loi normale centrée réduite .

Utilise la symétrie de la loi normale : pour calculer les probabilités aux extrémités.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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