Une exploitation minière extrait un minerai rare dans ses gisements depuis l'année 1963. Le tableau suivant indique la quantité extraite en tonnes durant l'année désignée par son rang :
Année | 1963 | 1968 | 1973 | 1978 | 1983 | 1988 | 1993 | 1998 | 2003 | 2008 |
Rang de l'année | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Quantité extraite en tonnes | 18,1 | 15,7 | 13,3 | 11 | 9,3 | 7,8 | 7,1 | 6,1 | 5,2 | 4,3 |
Le nuage de points associé à cette série statistique à deux variables est représenté dans le repère orthogonal (O ; I, J) de l'annexe 1. Les unités graphiques de ce repère sont 1 cm en abscisse et 0,5 cm en ordonnée.
Dans cet exercice, on désigne par la variable y la quantité extraite en tonnes et par la variable x le rang de l'année.
En première approximation, on envisage de représenter y en tant que fonction affine de x.
La droite D d'ajustement affine de y en x obtenue par la méthode des moindres carrés admet pour équation dans laquelle les deux coefficients sont des valeurs arrondies au dixième.
Déterminer les coordonnées du point moyen G du nuage et placer ce point dans le repère de l'annexe 1.
Tracer la droite D dans le repère de l'annexe 1.
En considérant cet ajustement affine, quelle quantité de minerai, au dixième de tonne près, l'exploitation peut-elle prévoir d'extraire durant l'année 2013 ?
On admet que la courbe tracée ci-dessous, représente un ajustement exponentiel de y en fonction de x et que son équation est de la forme où k est un entier naturel et p un nombre réel.
En utilisant cette courbe, lire la quantité de minerai extrait, au dixième de tonne près, que l'ajustement exponentiel laisse prévoir pendant l'année 2013.
En supposant que la courbe passe par les points et , calculer l'entier naturel k et le réel p dont on donnera une valeur approchée arrondie au centième.
On effectue le changement de variable et on pose .
Recopier et compléter le tableau suivant en donnant une valeur approchée de chaque résultat arrondie au centième :
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
À l'aide de la calculatrice et en donnant une valeur approchée de chaque coefficient arrondie au centième, déterminer une équation de la droite d'ajustement affine de z en x obtenue par la méthode des moindres carrés.
En déduire l'expression de y en fonction de x sous la forme et retrouver ainsi, en arrondissant k au dixième, les coefficients k et p calculés à la question 2. de la deuxième partie.
Pour tout réel ,
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