CHAPITRE 2 — ANALYSE DE L’INFORMATION CHIFFRÉE

Statistiques à deux variables · Première enseignement commun

Analyser des tableaux, choisir une population de référence et utiliser des modèles pour interpréter les données. Cherche d’abord les réponses sur papier, puis dévoile les explications.

Cours élève PDFFiche de consolidation

1. Croiser deux caractères qualitatifs

Activité 1 — Comment viennent les élèves au lycée ?

On interroge 160 élèves de première sur leur moyen de transport.

BusÀ piedVéloAutreTotal
Garçons322416880
Filles2820122080
Total60442828160
  1. Combien de garçons viennent à pied ? Combien d’élèves viennent en bus ?
  2. Quelle proportion de l’ensemble des élèves sont des garçons ? Donner une fraction puis un pourcentage.
  3. Quelle proportion de l’ensemble des élèves vient à vélo ?
  4. Parmi les garçons, quelle proportion vient à vélo ?
  5. Parmi les élèves venant à vélo, quelle proportion sont des filles ?
  6. Les deux dernières questions calculent-elles la même chose ?

À toi de choisir le dénominateur

Cours — Effectifs et fréquences

Les totaux dans les marges donnent les effectifs de chaque ….

Fréquence marginale = effectif d’une modalité / ….

Fréquence conditionnelle = effectif répondant aux deux critères / effectif correspondant à la ….

Exercice 1 — Lecture et calcul mental

Sport collectifSport individuelAucunTotal
Seconde30201060
Première24241260
Total544422120
  1. Quelle est la fréquence des élèves de première dans l’ensemble ?
  2. Quelle est la fréquence des élèves pratiquant un sport individuel ?
  3. Parmi les élèves de première, quelle est la fréquence de ceux pratiquant un sport collectif ?
  4. Parmi les élèves pratiquant un sport collectif, quelle est la fréquence des élèves de première ?
  5. Interpréter les deux dernières fréquences par une phrase.

2. Représenter deux caractères qualitatifs

Cours — Choisir une représentation

Un tableau croisé peut être représenté par des diagrammes en … ou des diagrammes ….

Exercice 2 — Choisir et interpréter une représentation

Dans une enquête de 100 personnes, 60 utilisent principalement les transports en commun : 36 ont moins de 30 ans et 24 ont 30 ans ou plus. Parmi les 40 autres personnes, 24 ont moins de 30 ans.

  1. Construire le tableau croisé complet.
  2. Calculer la fréquence des moins de 30 ans parmi les utilisateurs des transports en commun.
  3. Calculer la fréquence des utilisateurs des transports en commun parmi les moins de 30 ans.
  4. Pour comparer l’usage des transports selon l’âge, quel pourcentage est le plus pertinent ?

Comparer des effectifs ou des proportions

Bleu : transports en commun · Gris : autres moyens. Observe les tailles des deux groupes.

3. Deux caractères quantitatifs : le nuage de points

Activité 2 — Température et consommation d’eau

Pendant six journées, on relève la température maximale x (en °C) et la consommation d’eau y (en m³) d’un équipement.

x (°C)101214161820
y (m³)202224262830
  1. Placer les six points de coordonnées (x ; y) dans un repère.
  2. Décrire la forme du nuage. Semble-t-il exister un lien entre les grandeurs ?
  3. Calculer la moyenne des températures puis celle des consommations.
  4. Donner les coordonnées du point moyen G et le placer.

Cours — Nuage et point moyen

À chaque observation correspond un couple (x ; y). L’ensemble des points forme un …. Le point moyen a pour coordonnées G(… ; …).

4. Ajustement affine

Lorsque les points sont approximativement alignés, une droite peut résumer la tendance : c’est un ajustement affine.

Activité 3 — Une droite au jugé

On reprend les données de température et de consommation.

  1. Déterminer une équation de la droite passant par (10 ; 20) et (20 ; 30).
  2. Vérifier que le point moyen appartient à cette droite.
  3. Estimer la consommation pour 17 °C.
  4. Estimer la consommation pour 22 °C. Est-ce une estimation de même nature ?

Explorer le modèle y = x + 10

Le segment bleu couvre les observations ; les prolongements en pointillés sont des extrapolations. Le point orange représente l’estimation.

Cours — Interpolation et extrapolation

Interpoler : estimer à l’… de l’intervalle observé. Extrapoler : estimer à l’….

Exercice 3 — Ajustement affine sans calculatrice

x02468
y357911
  1. Représenter le nuage.
  2. Calculer le point moyen G.
  3. Déterminer la droite passant par le premier et le dernier point.
  4. Estimer y pour x = 5 et préciser la nature de l’estimation.
  5. Même question pour x = 12.

5. Une autre méthode : la droite de Mayer

Méthode

On ordonne les points selon x, puis on partage ici la série en deux groupes de même effectif. On calcule le … de chaque groupe, puis on trace la droite passant par ces deux points.

x123456
y345678
  1. Calculer G₁ pour les trois premiers points.
  2. Calculer G₂ pour les trois derniers points.
  3. Déterminer l’équation de (G₁G₂).
  4. Estimer y pour x = 7.
  5. Pourquoi faut-il être prudent pour x = 100 ?

6. Activité tableur — Représenter et ajuster

Sur ordinateur, saisir ces données dans deux colonnes : x dans A1, y dans B1, puis les six observations dans les lignes 2 à 7.

x012345
y121415181922
  1. Créer un nuage de points.
  2. Ajouter une droite d’ajustement affine et afficher son équation.
  3. Calculer le point moyen avec le tableur.
  4. Estimer la valeur au rang 6.
  5. Comparer avec une droite tracée au jugé.
  6. Rédiger une phrase sur les limites d’une extrapolation.

Télécharger les données pour le tableur (CSV)

7. Rappel — Lire un diagramme en boîte

Les cinq repères

Un diagramme en boîte représente le …, le premier quartile Q₁, la …, le troisième quartile Q₃ et le ….

Série A : minimum 2 ; Q₁ = 5 ; médiane = 8 ; Q₃ = 11 ; maximum 14.

  1. Tracer le diagramme sur un axe gradué.
  2. Donner l’intervalle interquartile, correspondant à la moitié centrale de la distribution.
  3. Peut-on connaître la moyenne avec ces seules informations ?

8. Exercices de consolidation

Environ 25 minutes, sans calculatrice. Cherche sur papier avant d’ouvrir les corrections.

Exercice 1 — La population de référence

Une classe compte 30 élèves, dont 18 sportifs. Parmi les sportifs, 12 sont demi-pensionnaires. Il y a 20 demi-pensionnaires au total.

  1. Quelle proportion de la classe pratique un sport ? Fraction simplifiée et pourcentage.
  2. Parmi les sportifs, quelle proportion est demi-pensionnaire ?
  3. Parmi les demi-pensionnaires, quelle proportion pratique un sport ?
  4. Les deux dernières fréquences sont-elles les mêmes ? Préciser les populations de référence.

Exercice 2 — Nuage et point moyen

x12345
y35476
  1. Calculer le point moyen G.
  2. Placer les cinq points et G.
  3. La tendance est-elle croissante, décroissante ou sans direction nette ?

Exercice 3 — Ajustement et esprit critique

On choisit la droite y = 2x + 3. Les valeurs observées de x sont comprises entre 2 et 10.

  1. Estimer y pour x = 6.
  2. Interpolation ou extrapolation ?
  3. Estimer y pour x = 12.
  4. Interpolation ou extrapolation ?
  5. Pourquoi une prévision pour x = 100 est-elle fragile ?

Exercice 4 — Diagramme en boîte

Minimum 4 ; Q₁ = 7 ; médiane = 10 ; Q₃ = 13 ; maximum 18.

  1. Construire le diagramme.
  2. Donner l’intervalle interquartile.
  3. Compléter : au moins 50 % des valeurs sont inférieures ou égales à …
  4. Peut-on déterminer la moyenne ?