mathématiques complémentaires (terminale) · Chapitre 9 · Application directe du cours
Problème — La garantie d'une ampoule LED
Lois à densité · niveau 2
Énoncé
Problème — La garantie d'une ampoule LED.
Un fabricant modélise la durée de vie , en heures, de ses ampoules LED par une loi exponentielle de paramètre h.
- Donner la densité et la fonction de répartition de , puis .
- Calculer .
- Calculer la médiane de et expliquer l'écart avec l'espérance.
- Le fabricant veut fixer une durée de garantie telle qu'au plus des ampoules tombent en panne avant. Déterminer .
- Une ampoule a déjà fonctionné heures. Quelle est la probabilité qu'elle dépasse heures ? Comparer à la question 2.
- Une ampoule éclaire heures par jour. Traduire et en années. Le service commercial peut-il annoncer « garantie ans » ?
Corrigé
- Le modèle. La densité est sur , la fonction de répartition , et
- Au-delà de cinquante mille heures.
Un peu moins de trois ampoules sur dix dépassent heures.
- Médiane.
Elle vaut environ fois l'espérance. L'écart vient de l'asymétrie de la loi : la densité décroît, donc beaucoup d'ampoules meurent tôt, et une minorité tient très longtemps en tirant la moyenne vers le haut.
- Garantie. On cherche tel que , soit
donc
- Ampoule déjà usagée. Par absence de mémoire,
à comparer aux de la question 2. La différence n'est pas une contradiction : la question 2 porte sur une ampoule neuve, qui doit encore franchir heures, alors que l'ampoule usagée n'a plus que heures à parcourir. Ce qui est identique, ce sont les durées restantes à parcourir, pas les instants.
- En années. À heures par jour, soit heures par an :
Une garantie de ans correspond à heures, pour lesquelles
Annoncer « garantie ans » obligerait à remplacer près d'une ampoule sur trois : le service commercial doit soit accepter ce coût, soit se limiter à la garantie de mois que donne le calcul, soit améliorer le produit.
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