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Exercices – Chapitre 20

Plans d'expérience | BTS | Mathématiques

Dernière mise à jour : 15 juin 2026

Rappels : un plan factoriel complet à \(k\) facteurs à 2 niveaux comporte \(2^k\) essais. Les niveaux sont codés \(-1\) (bas) et \(+1\) (haut). Effet d'un facteur = (moyenne des réponses à \(+1\)) − (moyenne des réponses à \(-1\)).

Exercice 1 — Nombre d'essais

Combien d'essais comporte un plan factoriel complet à : 1. 2 facteurs ? 2. 3 facteurs ? 3. 4 facteurs ?

1. \(2^2=4\). 2. \(2^3=8\). 3. \(2^4=16\).

Exercice 2 — Codage des niveaux

Une température varie entre 20 °C (bas) et 60 °C (haut).

1. À quels codes correspondent ces deux valeurs ?

2. À quelle température réelle correspond le centre du domaine (code 0) ?

1. 20 °C → \(-1\) ; 60 °C → \(+1\).

2. Code 0 = milieu : \(\dfrac{20+60}{2}=40\) °C.

Exercice 3 — Calcul d'un effet

Plan \(2^2\), facteur A. Les réponses sont : pour A à \(-1\) : 12 et 16 ; pour A à \(+1\) : 20 et 24.

Calcule l'effet du facteur A.

Moyenne à \(+1\) : \(\frac{20+24}{2}=22\). Moyenne à \(-1\) : \(\frac{12+16}{2}=14\). Effet \(=22-14=\mathbf{8}\).

Exercice 4 — Plan fractionnaire

On a 5 facteurs mais on ne veut pas faire \(2^5=32\) essais. Un plan fractionnaire \(2^{5-2}\) est proposé.

Combien d'essais comporte-t-il ?

\(2^{5-2}=2^3=\mathbf{8}\) essais (au lieu de 32).

Exercice 5 — Modèle du premier ordre (type BTS)

On modélise une réponse par \(y=10+3x_A-2x_B\) (\(x_A,x_B\in\{-1;+1\}\)).

1. Prédis \(y\) pour \(x_A=+1\), \(x_B=-1\).

2. Quel facteur a le plus d'influence ? Justifie.

1. \(y=10+3(1)-2(-1)=10+3+2=15\).

2. Le facteur A : son coefficient \(|3|\) est plus grand que \(|-2|\), donc il influe davantage sur la réponse.