Ce modèle est-il linéaire ?
Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 17 — Variation linéaire
Énoncé
Pour chacune des cinq séries suivantes, dire si un modèle linéaire convient, en justifiant par le calcul des différences.
| Rang | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Série A | 12 | 19 | 26 | 33 | 40 | 47 |
| Série B | 5 | 10 | 20 | 40 | 80 | 160 |
| Série C | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 55 |
| Série D | 0 | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 |
| Série E | 200 | 214 | 227 | 241 | 254 | 268 |
- Traiter les cinq séries.
- Pour celles qui sont arithmétiques, donner .
- La série D relève d'un autre modèle : lequel, et comment le reconnaît-on ?
- La série E provient de données réelles. Que conclure ?
Corrigé
1 et 2.
- A : différences 7 ; 7 ; 7 ; 7 ; 7. Arithmétique de raison 7, .
- B : différences 5 ; 10 ; 20 ; 40 ; 80. Pas constantes. Mais les quotients valent tous 2 : c'est une évolution exponentielle.
- C : différences à chaque fois. Arithmétique de raison , .
- D : différences 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9. Pas constantes, et les quotients ne le sont pas non plus.
- E : différences 14 ; 13 ; 14 ; 13 ; 14. Presque constantes.
3. La série D est celle des carrés : . On la reconnaît à ce que ses différences successives, elles, forment une suite arithmétique — 1, 3, 5, 7, 9, de raison 2. C'est la signature d'une modélisation quadratique, objet du chapitre suivant.
4. Les différences de la série E oscillent entre 13 et 14 : elles ne sont pas rigoureusement constantes, mais l'écart est minime et sans régularité. Avec des données réelles, on n'obtient jamais des différences exactement égales — les mesures comportent toujours du bruit. Un modèle linéaire de raison 13,6 (la moyenne des cinq différences) est ici tout à fait légitime : . Savoir distinguer un écart dû au bruit d'un écart dû à un mauvais modèle est l'une des compétences les plus fines de ce programme — et la série D montre à quoi ressemble un vrai désaccord.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.