Vitesse de marche en cross-country et charge

[Extraits] La vitesse moyenne de marche soutenable d’un soldat à pied, de jour, sur route ou sur terrain amélioré, est de 4 kilomètres par heure (km/h). En terrain varié (cross-country), cette vitesse est de 2,4 km/h avec une charge de 40 livres (soit 18 kg) ou moins. [...] Pour chaque tranche de 10 livres (soit environ 4,5 kg) transportée au-delà de 40 livres, la distance moyenne parcourue par les soldats diminue d’environ 2 kilomètres toutes les 6 heures.

On modélise la vitesse de marche journalière en terrain cross-country, de jour, notée \(V\) (en km/h), par une loi normale dont la moyenne \(\mu_W\) dépend de la charge \(W\) du soldat. On suppose que l’écart-type de cette variable aléatoire \(V\) est constante, égale à \(\sigma = 0,40\) km/h. Ainsi, \(V \sim \mathcal{N}(\mu_W, \sigma^2)\). Le manuel donne une moyenne « idéale » de \(\mu_{40} = 2,4\) km/h lorsque le soldat a une charge de 40 livres (ou moins).

1

Afin de déduire la perte de vitesse par tranche de 10 lb de poids porté, exprimer la vitesse associée au parcours d’une distance de 2 km en 6 h. En déduire que l’expression de la valeur moyenne \(\mu_W\) (en km/h) d’un soldat portant une charge de \(W\) lb d’au moins 40 lb, en référence à l’extrait de doctrine précédent, est : \[\mu_W = 2,4 - 0,333\frac{W-40}{10}\]

2

(Calage de la moyenne) Calculer \(\mu_W\) pour des charges de 40, 60 et 80 livres.

3

(Probabilité d’atteindre l’objectif) Pour une charge de 60 livres, déterminer la probabilité \(P(D \geq 12)\) que les soldats parcourent au moins D = 12 km en T = 8 h. Avec les mêmes données, calculer ensuite \(P(D \geq 16)\).

4

(Distance « assurée » à 95%) Pour les charges de \(W = 40, 60\) et \(80\) lb, calculer les distances \(d_{0,95}(W)\) telles que les soldats aient 95% de chance de les parcourir en 8 h.

5

(Faisabilité d’un objectif) Existe-t-il une charge \(W\) permettant d’assurer une probabilité de 90% de réussir à couvrir 20 km en 8 h ? Justifier.

6

(Faisabilité d’un objectif 2) Même question mais pour parcourir 10 km en 8 h.

Exercice C7xP

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