Concordia University · MATH 208

Tutorat MATH 208 · Concordia : Mathématiques fondamentales I

Mathématiques fondamentales I : envoyez votre chapitre pour confirmer les sujets que nous pouvons travailler avant de réserver.

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Aperçu du cours

MATH 208 à Concordia, Fundamental Mathematics I, relie l’algèbre aux modèles quantitatifs de gestion. Le plan d’automne 2026 passe des fonctions et calculs financiers aux matrices, aux contraintes de ressources, au dénombrement et aux probabilités. L’exemple ci-dessous construit une décision de production à partir d’inégalités.

Notions à travailler pour MATH 208

Fonctions, suites et calculs d’intérêtsValeurs actuelle et future, et annuitésSystèmes linéaires, élimination et matrices inversesModèles entrées-sortiesInégalités et programmation linéaire à deux variablesDénombrement, événements et probabilités conditionnelles

Difficultés fréquentes

  • Confondre une limite de ressource avec une égalité et négliger les solutions qui laissent une capacité inutilisée
  • Choisir une formule financière ou probabiliste avant de préciser les périodes, les événements et les hypothèses

Se préparer à ce cours

Révisez fractions, pourcentages, exposants, résolution d’équations et tracé d’une droite. Exercez-vous à définir une variable et ses unités avant de traduire un énoncé. En calcul financier, distinguez le taux annuel du taux par période de versement ou de capitalisation. Ces conseils d’étude ne déterminent pas l’admissibilité.

Conditions d’inscription

Le calendrier actuel de Concordia indique MATH 206 ou l’équivalent comme préalable. Des restrictions de crédit et de programme s’appliquent aussi; Concordia détermine les équivalences et l’admissibilité. MATH 209 est un cours connexe, pas un préalable indiqué.

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Un problème pour s’exercer

Soient xx et yy deux quantités réelles inconnues qui vérifient 3x+2y=263x+2y=26 et x+y=10x+y=10. Trouvez-les, puis déterminez si ce même couple respecte aussi la limite 2x+y≤172x+y\le17.

Voir le raisonnement

1. Éliminer une inconnue. Multiplions la deuxième équation par 22 pour obtenir 2x+2y=202x+2y=20. Soustrayons-la de la première : (3x+2y)−(2x+2y)=26−20(3x+2y)-(2x+2y)=26-20. Les deux termes contenant yy s’annulent et il reste x=6x=6. 2. Retrouver l’autre inconnue. En remplaçant dans x+y=10x+y=10, on obtient 6+y=106+y=10, donc y=4y=4. Le couple solution est (x,y)=(6,4)(x,y)=(6,4). 3. Vérifier les égalités initiales. Elles donnent 3(6)+2(4)=18+8=263(6)+2(4)=18+8=26 et 6+4=106+4=10; les deux sont donc satisfaites. 4. Vérifier séparément la limite supplémentaire. Pour ce couple, 2x+y=2(6)+4=162x+y=2(6)+4=16, et 16≤1716\le17. Le couple respecte donc l’inégalité, avec un écart de 17−16=117-16=1 sous la limite. Si l’inégalité modélise une contrainte de capacité, cet écart représente une unité de capacité inutilisée. Résoudre les égalités ne suffit pas à vérifier une limite supplémentaire.

Trouver un sommet avec les matrices, puis comparer toute la région admissible

Une contrainte de ressource est une limite, pas une obligation d’utiliser toutes les heures disponibles. Cet exemple de production relie un petit calcul matriciel à la méthode graphique de programmation linéaire.

1. Nommer les quantités et l’objectif

Un atelier choisit les quantités hebdomadaires xx de lots standard et yy de lots haut de gamme. Un lot standard exige 22 heures d’assemblage et 11 heure de finition; un lot haut de gamme en exige respectivement 33 et 22. L’atelier dispose de 120120 heures d’assemblage et de 7070 heures de finition. On suppose que tous les lots produits sont vendus et rapportent respectivement 3030 ou 5050 dollars après les coûts variables. Notons Z(x,y)Z(x,y) la marge hebdomadaire totale, en dollars : le revenu des ventes moins les coûts variables de production. Les xx lots standard rapportent 30x30x dollars; les lots haut de gamme rapportent 50y50y. Ces marges s’additionnent.

2. Traduire chaque ressource en limite

Les heures d’assemblage utilisées valent 2x+3y2x+3y : on multiplie chaque nombre de lots par les heures nécessaires par lot, puis on additionne. Ce total ne peut dépasser 120. De même, la finition utilise x+2yx+2y heures, au plus 70. Les quantités ne peuvent être négatives. Un plan admissible est un couple (x,y)(x,y) qui respecte simultanément les quatre inégalités. Le modèle est maximiser Z=30x+50y\text{maximiser }Z=30x+50y sous les contraintes 2x+3y≤120,x+2y≤70,x,y≥0.\begin{aligned}2x+3y&\le120,\\x+2y&\le70,\\x,y&\ge0.\end{aligned} Des coûts fixes identiques pour tous les choix ne changent pas le mélange qui maximise cette marge. On autorise d’abord des fractions de lots; l’optimum obtenu aura aussi des nombres entiers de lots.

Région admissible et sommet optimalLa région a pour sommets (0,0), (60,0), (30,20) et (0,35). Le maximum de 30x+50y est atteint en (30,20).06035xy(30, 20)
Trait plein : 2x+3y=1202x + 3y = 120; pointillés : x+2y=70x + 2y = 70.
La zone ombrée respecte les deux limites et x,y≥0x,y\geq0. Comparez la marge totale aux quatre sommets : l’intersection des deux droites n’est pas automatiquement la meilleure décision.

3. Calculer l’intersection de deux frontières avec une matrice

Une frontière correspond à l’égalité dans une contrainte. Un sommet peut se trouver à l’intersection de deux frontières : calculons d’abord celle des deux droites de ressources. Dans la matrice, les deux premières colonnes sont les coefficients de xx et de yy; la colonne après la barre contient les heures disponibles. Soustraire un multiple d’une équation à l’autre conserve leurs solutions communes. À l’intersection où les deux ressources sont entièrement utilisées, résolvez les égalités des frontières. La matrice augmentée est [231201270].\left[\begin{array}{cc|c}2&3&120\\1&2&70\end{array}\right]. En remplaçant la ligne 1 par la ligne 1 moins deux fois la ligne 2, on obtient [0−1−201270].\left[\begin{array}{cc|c}0&-1&-20\\1&2&70\end{array}\right]. Donc y=20y=20, puis x=30x=30. Vérification : 2(30)+3(20)=1202(30)+3(20)=120 et 30+2(20)=7030+2(20)=70. Ce calcul fournit un candidat; il ne prouve pas encore qu’il est optimal.

4. Trouver les sommets admissibles et comparer l’objectif

Les axes non négatifs sont aussi des frontières. Sur l’axe horizontal, posez y=0y=0 : il faut respecter x≤60x\le60 et x≤70x\le70, donc la limite la plus stricte est 60. Sur l’axe vertical, posez x=0x=0 : il faut respecter y≤40y\le40 et y≤35y\le35, donc on retient 35. Les sommets du polygone admissible sont donc (0,0)(0,0), (60,0)(60,0), (30,20)(30,20) et (0,35)(0,35). Les autres intersections avec les axes, (70,0)(70,0) et (0,40)(0,40), violent une contrainte. Calculons Z(0,0)=0,Z(60,0)=1800,Z(30,20)=1900,Z(0,35)=1750.\begin{aligned}Z(0,0)&=0,\\Z(60,0)&=1800,\\Z(30,20)&=1900,\\Z(0,35)&=1750.\end{aligned} Ce polygone contient des points admissibles et il est borné : il ne s’étend pas indéfiniment. Un objectif linéaire, comme la marge totale ici, atteint un maximum à l’un de ses sommets; il suffit donc de les comparer. Géométriquement, un objectif linéaire n’a pas de maximum isolé strictement à l’intérieur du polygone : sa valeur varie à taux constant le long de chaque segment. Chaque point du polygone est une moyenne pondérée des sommets; sa valeur ne peut donc dépasser la plus grande valeur aux sommets.

5. Interpréter le résultat et vérifier les hypothèses

Il faut choisir 3030 lots standard et 2020 lots haut de gamme, pour une marge hebdomadaire maximale de 19001900 dollars avant les coûts fixes. Les deux ressources sont entièrement utilisées dans cet optimum précis. Cela découle de la comparaison des sommets, pas d’une règle exigeant l’épuisement de toutes les ressources. Si des lots indivisibles donnaient un optimum fractionnaire, un simple arrondi pourrait violer une contrainte ou manquer le meilleur choix entier.

Niveau 1 : Admissibilité

Avec les contraintes initiales, testez (24,24)(24,24) et (25,20)(25,20); calculez la marge uniquement pour les plans admissibles.

Voir la solution expliquée

(24,24)(24,24) utilise 120120 heures d’assemblage, mais 7272 heures de finition; ce plan est inadmissible. Le plan (25,20)(25,20) utilise 110110 et 6565 heures et rapporte une marge de 17501750 dollars.

Niveau 2 : Nouvelle capacité

Passez à 132132 heures d’assemblage et 7878 heures de finition, en conservant Z=30x+50yZ=30x+50y. Trouvez les sommets admissibles et le meilleur mélange.

Voir la solution expliquée

Les nouvelles frontières sont 2x+3y=1322x+3y=132 et x+2y=78x+2y=78. Soustraire deux fois la seconde équation de la première donne −y=−24-y=-24, donc y=24y=24 et x=78−48=30x=78-48=30. Sur les axes, il faut respecter x≤min⁡(66,78)=66x\le\min(66,78)=66 et y≤min⁡(44,39)=39y\le\min(44,39)=39. Les sommets sont (0,0)(0,0), (66,0)(66,0), (30,24)(30,24), (0,39)(0,39). Les marges correspondantes valent 00, 19801980, 21002100 et 19501950; choisissez (30,24)(30,24).

Niveau 3 : Nouvel objectif

Reprenez les capacités initiales, mais utilisez Z=40x+50yZ=40x+50y. Trouvez l’optimum et les capacités inutilisées.

Voir la solution expliquée

Seul l’objectif a changé : la région admissible et ses quatre sommets restent identiques. On recalcule 40x+50y40x+50y à ces sommets plutôt que de rechercher l’intersection. Aux sommets initiaux, les nouvelles marges valent 00, 24002400, 22002200 et 17501750. Choisissez (60,0)(60,0) : l’assemblage utilise les 120120 heures, mais la finition seulement 6060 heures sur 7070, ce qui laisse 1010 heures inutilisées. Une ressource peut donc rester partiellement inutilisée à l’optimum.

Au prochain problème d’allocation de ressources, écrivez d’abord les inégalités. Utilisez l’élimination pour trouver les intersections des frontières, éliminez les points inadmissibles et comparez l’objectif à chaque sommet restant.

Plan officiel de MATH 208 à Concordia, automne 2026

Comment le tutorat aide

Votre tuteur peut reprendre votre mise en équation pour relier les lignes et colonnes d’une matrice aux grandeurs du problème, puis repérer une erreur d’élimination ou de contrainte de ressource. En probabilités, vous pouvez comparer ensemble les univers possibles et vous exercer à justifier un choix de dénombrement ou de conditionnement.

Préparation aux examens de MATH 208

Choisissez la matière à revoir à partir du plan actuel de votre section. Mélangez finance, systèmes, inégalités et probabilités pour devoir choisir la méthode. Reprenez une erreur sans sa solution, puis modifiez une condition et expliquez l’effet sur la démarche ou la réponse. Respectez les règles de votre section sur les calculatrices et documents autorisés.

Nous travaillons sur des exercices autorisés et des problèmes comparables, sans réaliser de travaux évalués ni d’examens à votre place.

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Questions sur les séances

Dans quelle langue les séances se déroulent-elles?

Les séances de tutorat sont actuellement offertes en anglais.

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