04 // Compendium Interactif de Formules62 / 62 OUTILS AFFICHÉS

04 // Compendium Interactif de Formules

Maîtrisez les formules de physique, finance, analyse et ingénierie avec évaluation en direct, démonstrations et exemples corrigés.

Formules d'analyse, séries et identités algébriquesx = (−b ± √(b² − 4ac)) / (2a)

Formule de l'équation du second degré — Racines, discriminant et sommet

Fiche de référence complète pour résoudre algébriquement toute équation polynomiale du second degré ax² + bx + c = 0 par mise sous forme canonique.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriques(a + b)ⁿ = Σ_{k=0..n} C(n, k) · aⁿ⁻ᵏ · bᵏ

Formule du binôme de Newton — Développement, triangle de Pascal et terme général

Développement algébrique d'une puissance (a + b)ⁿ en une somme de n + 1 termes pondérés par les coefficients binomiaux C(n, k).

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Formules d'analyse, séries et identités algébriquesf(x) = Σ_{k=0..∞} [ f⁽ᵏ⁾(a) / k! ] · (x − a)ᵏ

Formule de série de Taylor et Maclaurin — Approximation polynomiale

Représentation d'une fonction dérivable f(x) au voisinage d'un point x = a par une série entière construite à partir de ses dérivées successives.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriques∫ u dv = u · v − ∫ v du

Formule d'intégration par parties — Règle ALPES / LIATE et intégrales définies

Méthode transformant l'intégrale d'un produit de fonctions en une intégrale plus simple en inversant la règle de dérivation d'un produit.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriques∫_a^b f(x) dx = F(b) − F(a), where F'(x) = f(x)

Théorème fondamental de l'analyse (Parties 1 et 2) — Fiche de référence

Relie le calcul différentiel et le calcul intégral en établissant que l'intégration définie est l'opération réciproque exacte de la dérivation.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriquese^(iθ) = cos(θ) + i · sin(θ) ⇒ e^(iπ) + 1 = 0

Formule d'Euler et identité d'Euler — Exponentielle complexe

Unifie la fonction exponentielle complexe et les fonctions trigonométriques sinus et cosinus sur le cercle unité du plan complexe.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriquesS_n = (n / 2) · [ 2a₁ + (n − 1)d ] = (n / 2) · (a₁ + a_n)

Formule de la somme d'une suite arithmétique — Méthode de Gauss

Calcule le terme de rang n et la somme cumulée exacte d'une progression arithmétique de raison constante d.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriquesS_n = a₁ · (1 − rⁿ) / (1 − r), S_∞ = a₁ / (1 − r) (|r| < 1)

Formule de la somme d'une suite et d'une série géométrique infinie

Expression explicite de la somme des n premiers termes d'une suite géométrique de raison r et limite de convergence lorsque |r| < 1.

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Formules d'analyse, séries et identités algébriqueslog_b(x) = ln(x) / ln(b) = log₁₀(x) / log₁₀(b)

Propriétés des logarithmes et formule de changement de base

Récapitulatif complet des règles de produit, quotient, puissance et changement de base pour les logarithmes népérien (ln), binaire (log₂) et décimal (log₁₀).

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Formules d'analyse, séries et identités algébriquesd/dx [f(g(x))] = f'(g(x)) · g'(x)

Règles de dérivation — Fonction composée, produit et quotient

Formules essentielles pour dériver les fonctions composées, les produits, les quotients et les puissances en analyse à une ou plusieurs variables.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométriec² = a² + b² − 2ab · cos(C)

Formule de la loi des cosinus (Al-Kashi) — Triangles quelconques

Généralise le théorème de Pythagore à tous les triangles non rectangles grâce au terme correctif −2ab cos(C).

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométriea / sin(A) = b / sin(B) = c / sin(C) = 2R

Formule de la loi des sinus — Proportionnalité et cercle circonscrit

Établit que le rapport entre la longueur d'un côté et le sinus de son angle opposé est constant et égal au diamètre 2R du cercle circonscrit.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométrieA = √[ s(s − a)(s − b)(s − c) ], where s = (a + b + c) / 2

Formule de Héron pour l'aire d'un triangle — Demi-périmètre

Permet de calculer l'aire exacte, les hauteurs et les rayons inscrit et circonscrit d'un triangle uniquement à partir de ses trois côtés a, b et c.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométried = √[ (x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² ]

Formules de distance, milieu de segment et pente en géométrie repérée

Calcul de la distance euclidienne, des coordonnées du point milieu et du coefficient directeur entre deux points (x₁, y₁) et (x₂, y₂).

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométrie(x − h)² / a² + (y − k)² / b² = 1, Area = π · a · b

Équation cartésienne du cercle et de l'ellipse — Sections coniques

Équations analytiques du cercle et de l'ellipse incluant le centre (h, k), les demi-axes (a, b), l'excentricité e, les foyers, l'aire et le périmètre approché.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométriec = √(a² + b²) (2D), d = √(a² + b² + h²) (3D Space Diagonal)

Théorème de Pythagore en 2D et 3D — Hypoténuse et grande diagonale

Relation métrique orthogonale reliant les côtés d'un triangle rectangle dans le plan ainsi que la diagonale spatiale d'un pavé droit en 3D.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométrieV_sphere = (4/3)πr³, V_cyl = πr²h, V_cone = (1/3)πr²h

Volumes et aires de la sphère, du cylindre et du cône — Géométrie dans l'espace

Formules classiques d'Archimède comparant les volumes et surfaces latérales ou totales des sphères, cylindres droits et cônes.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométries = r · θ, A_sector = ½ r² θ (θ in radians)

Formules de longueur d'arc, aire de secteur circulaire et corde

Relie le rayon r et l'angle au centre θ à la longueur d'arc s, l'aire du secteur, la corde, la flèche et l'aire du segment circulaire.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométriesin(2θ) = 2 sin(θ) cos(θ), cos(2θ) = cos²(θ) − sin²(θ)

Identités trigonométriques d'angle double, demi-angle et addition

Formulaire complet des formules d'addition d'angles, de duplication, de linéarisation et d'angle moitié.

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Lois de géométrie euclidienne, analytique, coniques et trigonométried = 2R · arcsin( √[ sin²(Δφ/2) + cos(φ₁) cos(φ₂) sin²(Δλ/2) ] )

Formule de Haversine — Distance orthodromique sur une sphère

Calcule la plus courte distance à la surface d'une sphère entre deux coordonnées GPS latitude/longitude (rayon terrestre moyen R = 6 371 km).

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesA = P · (1 + r / n)^(n · t)

Formule des intérêts composés et de la capitalisation continue

Détermine la valeur acquise A d'un capital initial P capitalisé n fois par an au taux nominal annuel r pendant t années.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesPV = PMT · [ 1 − (1 + r)⁻ⁿ ] / r

Formule de valeur actuelle d'une annuité et d'amortissement d'emprunt

Actualise une suite de n versements périodiques constants PMT au taux périodique r pour déterminer leur valeur actuelle globale PV.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesC = S₀ · N(d₁) − K · e^(−rT) · N(d₂)

Formule de Black-Scholes-Merton — Valorisation d'options Call, Put et Grecques

Modèle de référence permettant d'évaluer le prix théorique des options européennes d'achat (Call) et de vente (Put) ainsi que leurs sensibilités.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesE(R_i) = R_f + β_i · [ E(R_m) − R_f ]

Modèle d'évaluation des actifs financiers (MEDAF / CAPM) — Bêta et coût des fonds propres

Relie la rentabilité espérée E(R_i) d'un actif au taux sans risque R_f, à sa sensibilité au marché β_i et à la prime de risque actions.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesWACC = (E / V) · R_e + (D / V) · R_d · (1 − T_c)

Coût moyen pondéré du capital (CMPC / WACC) — Taux de rentabilité exigé

Combine le coût des capitaux propres R_e et le coût de la dette après impôt R_d(1 − T_c) pondérés par la structure financière de l'entreprise.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesROE = (Net Income / Revenue) × (Revenue / Assets) × (Assets / Equity)

Décomposition de DuPont du ROE (Rentabilité des capitaux propres en 3 et 5 facteurs)

Décompose la rentabilité des capitaux propres (ROE) en trois leviers : marge bénéficiaire nette, rotation des actifs et levier financier.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesNPV = Σ_{t=1..T} [ CF_t / (1 + r)ᵗ ] − C₀

Formule de la Valeur Actuelle Nette (VAN / NPV) et du TRI (IRR)

Mesure la création de valeur nette d'un projet en actualisant ses flux de trésorerie futurs CF_t au taux exigé r, diminués de l'investissement initial C₀.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesP₀ = D₁ / (r − g) = [ D₀ · (1 + g) ] / (r − g)

Modèle de Gordon-Shapiro — Actualisation des dividendes à croissance constante

Évalue la valeur théorique d'une action ou la valeur terminale d'un DCF lorsque les flux croissent indéfiniment à un taux constant g < r.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesS = (R_p − R_f) / σ_p

Formules des ratios de Sharpe, de Sortino et d'information

Indicateurs de performance mesurant l'excédent de rendement d'un portefeuille par unité de volatilité totale σ_p ou de risque de baisse.

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Équations de finance d'entreprise, produits dérivés et portefeuillesf* = (b · p − q) / b = p − (1 − p) / b

Formule du critère de Kelly — Allocation optimale du capital et croissance

Détermine la fraction optimale f* d'un capital à engager sur une opportunité à espérance positive afin de maximiser la croissance à long terme.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéF_net = m · a = dp / dt

Deuxième loi de Newton et équations horaires de la cinématique

Relie la résultante des forces extérieures F_net à l'accélération d'une masse m et aux quatre équations du mouvement uniformément accéléré.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéF = G · (m₁ · m₂) / r²

Loi universelle de la gravitation de Newton, vitesse orbitale et de libération

Loi en carré inverse régissant l'attraction gravitationnelle, la pesanteur de surface g, les orbites circulaires et la troisième loi de Kepler.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéE_total = K + U = ½ m v² + m g h + ½ k x² = constant

Conservation de l'énergie mécanique — Énergie cinétique, potentielle et élastique

Établit qu'en l'absence de forces de frottement dissipatives, la somme de l'énergie cinétique K et de l'énergie potentielle U demeure constante.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéW = F · d · cos(θ) = ΔK = ½ m v_f² − ½ m v_i²

Théorème de l'énergie cinétique (travail-énergie) et puissance mécanique

Relie le travail mécanique W = F·d cos(θ) exercé sur un solide à la variation exacte de son énergie cinétique ΔK et à la puissance instantanée P = F·v.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéJ = ∫ F(t) dt = F_avg · Δt = Δp = m(v_f − v_i)

Impulsion, quantité de mouvement et chocs élastiques ou inélastiques

Relie l'impulsion J = F_moy Δt à la variation de quantité de mouvement Δp et décrit les collisions élastiques et inélastiques.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéV = I · R, P = V · I = I² R = V² / R

Loi d'Ohm, effet Joule et lois de Kirchhoff (loi des nœuds et des mailles)

Équations fondamentales des circuits électriques reliant la tension V, le courant I, la résistance R, la puissance P et la conservation aux nœuds et mailles.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéF = k_e · |q₁ · q₂| / r², where k_e = 1 / (4π ε₀)

Loi de Coulomb, champ électrique et potentiel électrostatique

Décrit la force électrostatique en 1/r², le champ électrique E et le potentiel V créés par des charges ponctuelles dans le vide ou un diélectrique.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéℰ = −N · (dΦ_B / dt), where Φ_B = B · A · cos(θ)

Loi de Faraday sur l'induction électromagnétique et loi de Lenz

Explique la naissance d'une force électromotrice induite dans les alternateurs, transformateurs et bobines soumis à un flux magnétique variable Φ_B.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéc = 1 / √(μ₀ · ε₀) = f · λ, E_photon = h · f = h · c / λ

Équations de Maxwell, ondes électromagnétiques et énergie des photons

Synthétise l'électricité, le magnétisme et l'optique à travers les quatre équations de Maxwell, la célérité c = fλ et l'énergie quantique E = hf.

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Lois de la mécanique, de l'électromagnétisme et de la relativitéE = γ m c², where γ = 1 / √(1 − v² / c²)

Équivalence masse-énergie d'Einstein (E = mc²), facteur de Lorentz et dilatation du temps

Formules de la relativité restreinte couvrant le facteur de Lorentz γ, l'énergie au repos E₀ = mc², la dilatation des durées et la contraction des longueurs.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxP₁ + ½ρv₁² + ρgh₁ = P₂ + ½ρv₂² + ρgh₂

Équation de Bernoulli en mécanique des fluides

Exprime la conservation de l'énergie mécanique le long d'une ligne de courant entre pression statique, pression dynamique de vitesse et altitude.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxRe = (ρ · v · D) / μ = (v · D) / ν

Formule du nombre de Reynolds — Régimes laminaire et turbulent

Rapport sans dimension entre forces d'inertie et forces visqueuses permettant de prédire la transition entre écoulement laminaire et turbulent.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxh_f = f · (L / D) · (v² / 2g)

Formule de Darcy-Weisbach — Pertes de charge par frottement en conduite

Équation hydraulique de référence pour calculer la chute de pression et la perte de charge linéaire dans les canalisations sous pression.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxQ = (π · R⁴ · ΔP) / (8 · μ · L)

Loi de Hagen-Poiseuille — Écoulement laminaire en tube cylindrique

Solution analytique exacte décrivant le débit volumique stationnaire d'un fluide visqueux en régime laminaire dans un conduit circulaire.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxP_cr = (π² · E · I) / (K · L)²

Formule de charge critique de flambement d'Euler pour les poteaux

Détermine l'effort maximal de compression axiale au-delà duquel un poteau élancé subit une instabilité latérale brusque par flambement.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxσ_b = (M · y) / I = M / S

Formule de flexion des poutres d'Euler-Bernoulli (contrainte normale)

Relation fondamentale de résistance des matériaux reliant le moment fléchissant interne M à la contrainte longitudinale dans la section d'une poutre.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxτ_max = (T · r) / J, θ = (T · L) / (G · J)

Formule de torsion d'un arbre circulaire et contrainte de cisaillement

Calcule la contrainte tangentielle de torsion et l'angle de vrillage dans les arbres de transmission pleins ou creux soumis à un couple.

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Mécanique des fluides, résistance des matériaux, thermique et signauxf_c = 1 / (2π · R · C), τ = R · C

Formule de fréquence de coupure et constante de temps d'un filtre RC

Définit la fréquence de coupure à −3 dB, le déphasage et la constante de temps τ = RC de réponse indicielle des filtres analogiques du premier ordre.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimieP · V = n · R · T

Équation d'état des gaz parfaits (PV = nRT)

Relie la pression absolue, le volume, la quantité molaire et la température absolue en kelvins via la constante universelle R = 8,31446 J/(mol·K).

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimiek = A · exp(−E_a / (R · T))

Loi d'Arrhenius — Vitesse de réaction chimique et énergie d'activation

Décrit la dépendance exponentielle de la constante de vitesse chimique k à la barrière d'énergie d'activation E_a et à la température T.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimiepH = pK_a + log₁₀([A⁻] / [HA])

Équation de Henderson-Hasselbalch — pH des solutions tampons

Permet de calculer le pH d'une solution tampon acide faible / base conjuguée ainsi que les équilibres acido-basiques physiologiques.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimieE = E° − (R · T / (n · F)) · ln(Q)

Équation de Nernst — Potentiel électrochimique d'oxydoréduction

Détermine la tension d'une demi-pile ou d'une batterie hors conditions standards ainsi que les potentiels d'équilibre membranaires.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimieΔG = ΔH − T · ΔS, ΔG° = −R · T · ln(K)

Formule de l'enthalpie libre de Gibbs (ΔG) et constante d'équilibre

Critère thermodynamique fondamental prédisant la spontanéité d'une réaction chimique, le travail utile maximal et la constante d'équilibre K.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimieη_max = 1 − (T_C / T_H) = W_out / Q_H

Formule du rendement thermodynamique maximal de Carnot

Limite théorique supérieure fixée par le deuxième principe de la thermodynamique pour tout moteur thermique fonctionnant entre T_H et T_C.

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Chimie physique, lois des gaz, cinétique et électrochimieA = ε · l · c = −log₁₀(I / I₀)

Loi de Beer-Lambert — Absorbance optique et spectrophotométrie

Relie linéairement l'absorbance lumineuse A au coefficient d'extinction molaire ε, à l'épaisseur de cuve l et à la concentration molaire c.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropieP(A | B) = [ P(B | A) · P(A) ] / P(B)

Formule du théorème de Bayes — Probabilité conditionnelle

Met à jour une probabilité initiale P(A) en probabilité révisée P(A|B) à la lumière d'un résultat de test ou d'une nouvelle observation B.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropief(x) = [ 1 / (σ√(2π)) ] · exp(−½ · ((x − μ) / σ)²)

Formule de densité de la loi normale (Gauss) et score Z

Fonction de densité de la célèbre courbe en cloche issue du théorème central limite, entièrement caractérisée par sa moyenne μ et son écart-type σ.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropieP(X = k) = C(n, k) · p^k · (1 − p)^(n − k)

Formule de la loi binomiale — Probabilité discrète de k succès

Donne la probabilité exacte d'obtenir k succès au cours de n épreuves de Bernoulli indépendantes de probabilité individuelle p.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropieP(X = k) = (λ^k · e^(−λ)) / k!

Formule de la loi de Poisson — Modélisation des événements rares

Modélise le nombre d'événements indépendants survenant dans un intervalle fixe de temps ou d'espace à un taux moyen constant λ.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropier = Cov(X, Y) / (s_X · s_Y), β₁ = r · (s_Y / s_X)

Formule de corrélation de Pearson et droite de régression linéaire (MCO)

Mesure l'intensité de la liaison linéaire r ∈ [−1, +1] entre deux variables et fournit la pente et l'ordonnée à l'origine optimales.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropieCI = x̄ ± z_(α/2) · (s / √n), SE = s / √n

Formule de l'erreur type et de l'intervalle de confiance d'une moyenne

Quantifie la précision d'estimation d'une moyenne empirique x̄ via l'erreur standard s/√n et encadre la vraie valeur par un intervalle de confiance.

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Formules de distributions statistiques, régression et entropieH(X) = −∑ p_i · log₂(p_i), C = B · log₂(1 + S/N)

Formule de l'entropie de Shannon et capacité d'un canal bruité

Équations fondatrices de la théorie de l'information mesurant la quantité minimale de bits par symbole H(X) et le débit maximal fiable C.

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