Terminale STI2D Approfondissement gratuit
Estimer la proportion réelle de défauts par intervalle de confiance
Énoncé
Un nouveau modèle de panneau solaire est fabriqué en très grande série et le taux réel de panneaux défectueux est inconnu. Pour l'estimer, le service qualité teste un échantillon de panneaux et en trouve défectueux.
1. Calculer la fréquence observée de panneaux défectueux dans l'échantillon.
2. Déterminer l'intervalle de confiance de la proportion réelle de défauts au niveau de confiance de .
3. Le service commercial annonce « moins de de défauts ». Cet intervalle permet-il de confirmer cette annonce ?
4. Quelle devrait être la taille de l'échantillon pour que l'amplitude de l'intervalle ne dépasse pas ?
1. Calculer la fréquence observée de panneaux défectueux dans l'échantillon.
2. Déterminer l'intervalle de confiance de la proportion réelle de défauts au niveau de confiance de .
3. Le service commercial annonce « moins de de défauts ». Cet intervalle permet-il de confirmer cette annonce ?
4. Quelle devrait être la taille de l'échantillon pour que l'amplitude de l'intervalle ne dépasse pas ?
Besoin d'un coup de pouce ?
- La proportion est inconnue : l'intervalle de confiance se centre donc sur la fréquence observée , pas sur une valeur annoncée.
- Au niveau de , le rayon de l'intervalle est simplement , et son amplitude totale vaut .
- Pour la dernière question, résous l'inéquation : isole , puis élève au carré pour obtenir .
Mode élève : cherche d'abord par toi-même (les coups de pouce sont là pour t'aider), puis passe en vue « Corrigé » pour vérifier.
Voir le corrigé détaillé
-
1. Calculer la fréquence observée
La fréquence de panneaux défectueux dans l'échantillon est le quotient du nombre de défectueux par la taille de l'échantillon :
On vérifie au passage les conditions d'usage : , et . L'intervalle de confiance est utilisable. -
2. Calculer le rayon de l'intervalle
Au niveau de confiance de , l'intervalle de confiance est centré sur la fréquence observée , avec un rayon : -
3. Écrire l'intervalle de confiance
On encadre la proportion inconnue par et :
Avec un niveau de confiance de , la proportion réelle de panneaux défectueux est comprise entre et . -
4. Confronter l'intervalle à l'annonce commerciale
L'annonce « moins de de défauts » correspond à . Or l'intervalle contient des valeurs supérieures à (en fait, la majeure partie de l'intervalle dépasse ). On ne peut donc pas affirmer que la proportion réelle est inférieure à : l'intervalle est compatible avec un taux de défauts bien plus élevé. L'annonce n'est pas confirmée par cet échantillon. -
5. Déterminer la taille d'échantillon pour une amplitude donnée
L'amplitude de l'intervalle de confiance vaut . On veut qu'elle soit au plus égale à :
Il faudrait donc tester au moins panneaux pour réduire l'amplitude de l'intervalle à . Cela illustre que pour doubler la précision (amplitude divisée par ), il faut quadrupler la taille de l'échantillon.
On estime, au niveau de confiance de , que la proportion réelle de défauts est dans : l'annonce des n'est pas confirmée, et il faudrait panneaux pour ramener l'amplitude à .
Réponse finale
Ta progression