Diagramme en boîte. Médiane. Dans cette leçon nous ne considèrerons que des séries quantitative, discrète et même nie. Généralités.

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1 I Diagramme en boîte. Médiane. Dans cette leçon nous ne considèrerons que des séries quantitative, discrète et même nie. Généralités. Dénition 1 La médiane d'un ensemble (ni) de valeurs est une valeur qui sépare l'ensemble des valeurs en deux parties de même taille : les plus petites d'une part et les plus grandes d'autre part. Remarques 1. La médiane est utilisée préférentiellement à la moyenne pour les séries asymétriques. 2. La médiane est plus résistante à la présence de valeurs extrêmes aberrantes. Méthode générale de détermination d'une médiane. Étape 1 - Étape 2 - Étape 3 - Ranger les nombres dans l'ordre croissant. Trouver la position (rang) de la médiane. Lire ou calculer la valeur de la médiane. Série brute (cas pair). Le nombre de spams reçus chaque jour pendant une semaine sur une boîte mail est 21, 13, 5, 22, 12, 3, 21, 6 Étape 1-3, 5, 6, 12, 13, 21, 21, 22. Étape 2 - Il y a N = 8 valeurs (nombre pair). La médiane est donc entre la quatrième ( ) ( N 2 et la cinquième valeur N 2 + 1). Étape 3 - Me = = 12,5 Par convention lorsque le nombre de valeurs est pair la médiane est la demisomme (moyenne) des deux valeurs de position centrale. -1-

2 Série brute (cas impair). Performances sur 100 mètres d'un athlète 12,3 11,9 11, ,1 11,7 12,2 Étape 1-11,7 11,7 11, ,1 12,2 12,3. Étape 2 - Il y a N = 7 valeurs (nombre impair). La médiane est donc la quatrième valeur ( N 2 + 0,5). Étape 3 - Me = 12. Série brute à la calculatrice. Notes obtenues par les candidats à un oral de concours 10, 5, 8, 13, 14, 15, 12, 14, 11 Marche à suivre : Préparer les listes : stats (EDIT) 5 :ListesDéfaut entrer Préparer les listes : stats (EDIT) 4 :EListe 2nde 1 entrer Entrer la série dans la liste L 1 : stats (EDIT) 1 :Edite... Calculer les indicateurs statistiques : stats 1 entrer annul entrer entrer La médiane est indiquée par Med= Avec la calculatrice Me = 12. (CALC) 1 :Stats 1-Var 2nde Cette méthode ne peut être utilisée que si l'énoncé dit explicitement qu'il faut utiliser la calculatrice ou si aucune justication n'est demandée. Série brute avec un tableur. Marche à suivre : Repérer la plage de cellules où sont les valeurs de la série : par exemple A1 : B13. Entrer dans une cellule vierge la formule = MEDIANE(A1 : B13) Série brute longue. Lorsque la série brute est très longue on utilisera au choix un moyen informatique (calculatrice ou tableur), un regroupement des termes par modalités, un regroupement des termes par classes. -2-

3 Nuage de points. En extrayant les données du graphique nous obtiendrons une série brute ou une série regroupée par modalités. Série des modalités couplée à la série des eectifs. Dénition 2 Les modalités d'une série sont les valeurs diérentes de la série. La série des eectifs qui compte le nombre fois que chaque modalité apparaît est associée à la série des modalités. Les résultats obtenus lors de lancers répétés d'un dé ont été notés dans le tableau suivant : Face Modalités Nombre de fois qu'elle est obtenue Eectif Étape 1 - Étape 2 - Étape 3 - La série des modalités est déjà ordonnée. Il y a N = = 100 valeurs (nombre pair). La médiane est donc entre la 50-ième ( ) ( N 2 et la 51-ième valeur N 2 + 1). Face Nombre de fois qu'elle est obtenue Eectifs cumulés croissants Les 50-ième et 51-ième valeurs (pas modalités) s'obtiennent en cumulant les eectifs : 4 et 4. Me = = 4. Série des modalités couplée à la série des fréquences. Plutôt que les eectifs nous utiliserons parfois les fréquences ou pourcentages. La démarche est strictement la même que pour les eectifs. -3-

4 Diagramme en barre. En extrayant les données du graphique nous obtiendrons une série regroupée par modalités. Nombre de fois obtenu Faces du dé Diagramme circulaire. En extrayant les données du graphique nous obtiendrons une série regroupée par modalités. Les résultats obtenus lors de lancers répétés d'un dé ont été notés dans le diagramme suivant : Face 3 Face Face 1 Face Face 6 Face 5 Série des classes couplée à la série des eectifs. Lorsque les valeurs d'une série sont toutes diérentes il n'est pas intéressant de les regrouper par modalités. Il faut alors regrouper les valeurs "proches". Pour cela nous utiliserons des intervalles. -4-

5 Dénition 3 Une classe est un intervalle dans lequel sont regroupées des valeurs de la série qui sont proches les unes des autres. La classe médiane est celle contenant la médiane. Répartition des lycées selon le nombre d'élèves : Nombre d'élèves classes [0; 100[ 4 [100; 200[ 12 [200; 300[ 37 [300; 400[ 71 [400; 500[ 105 [500; 600[ 125 Nombre de lycée Nombre d'élèves classes [600; 700[ 121 [700; 800[ 149 [800; 900[ 143 [900; 1200[ 393 [1200; 1500[ et plus 176 Nombre de lycée Étape 1 - La série des classes est déjà ordonnée. Étape 2 - Il y a N = = = 1567 valeurs (nombre impair). La médiane est donc la 784-ième ( N 2 + 0,5) valeur. Étape 3 - Nombre d'élèves Eectif E.C.C. classes [0; 100[ 4 4 [100; 200[ [200; 300[ [300; 400[ [400; 500[ [500; 600[ La classe médiane est donc [900; 1200[. Nombre d'élèves Eectif E.C.C. classes [600; 700[ [700; 800[ [800; 900[ [900; 1200[ [1200; 1500[ et plus Nuage de points. En extrayant les données du graphique nous obtiendrons une série brute ou une série regroupée par modalités. -5-

6 Histogramme. En extrayant les données du graphique nous obtiendrons une série regroupée par classes. Polygone des eectifs cumulés croissants. Il s'agit encore d'une représentation graphique d'une série regroupée par classe. Cependant la détermination de la médiane se fait par lecture graphique Nombre de lycées Me 920 Nombre d'élèves Étape 1 - Étape 2 - Étape 3 - La série des classes d'élèves est déjà ordonnée sur le graphique. Il y a N = 1567 valeurs. La médiane est donc 784-ième valeur ( N 2 + 0,5). Nous obtenons alors une valeur approchée la médiane, par lecture graphique, comme l'antécédent de 784. Dans ce cas la réponse n'est donc pas la classe modale. -6-

7 Me 920 Polygone des fréquences cumulées croissantes. Plutôt que les eectifs nous utiliserons parfois les fréquences ou pourcentages. La démarche est strictement la même que pour les eectifs. La médiane correspondant à 50% des eectifs. II Premier quartile. Généralités. Dénition 4 Le premier quartile est la valeur de la série qui sépare le quart des plus petites valeurs des trois quarts des plus grandes valeurs. La méthode générale de détermination du premier quartile est la même que celle de la médiane. Le rang du premier quartile est l'arrondi à l'entier supérieur du quart de l'eectif total. La recherche de quartiles dans les diérentes présentations de série se fait de la même façon que la médiane. Série brute (1). Le nombre de spams reçus chaque jour pendant une semaine sur une boîte mail est 21, 13, 5, 22, 12, 3, 21, 6 Étape 1-3, 5, 6, 12, 13, 21, 21, 22. Étape 2 - Étape 3 - Q 1 = 5 Il y a N = 8 valeurs. ( N 4 = 8 4) = 2. Le premier quartile est donc la 2-ième valeur. Série brute (2). Performances sur 100 mètres d'un athlète 12,3 11,9 11, ,1 11,7 12,2 Étape 1-11,7 11,7 11, ,1 12,2 12,3. -7-

8 Étape 2 - Il y a N = 7 valeurs. ( N 4 = 7 4 = 1,75). Le premier quartile est donc la 2-ième valeur. Nous choisissons la valeur suivante pour avoir au moins 25 % de valeurs inférieures. Étape 3 - Q 1 = 11,7. III Troisième quartile. Dénition 5 Le troisième quartile est la valeur de la série qui sépare les trois quarts des plus petites valeurs du quart des plus grandes valeurs. IV Même chose que pour le premier quartile. Diagramme en boîte. Le diagramme en boîte (ou boîte à moustaches) est une schématisation de la série utilisant les précédents indicateurs de positions. Construction du diagramme en boîte. min Q 1 Me Q 3 max Axe : modalités de la série Voir l'animation ou télécharger le chier géogébra. -8-

9 Cliquez sur l'image pour voir l'animation ou télécharger le chier géogébra. Remarques. 1. L'étendue, e = max min, et l'écart interquartile, Q 3 Q 1, sont des indicateurs de dispersion. Plus ces indicateurs sont petits plus les valeurs sont proches de la médiane. On dira que la série est dispersée si les valeurs sont éloignées les unes des autres ou homogène si les valeurs sont proches. 2. Utilisation habituelle du diagramme en boîte : comparer les diagrammes de deux séries an de comparer les séries. On dit que le couple médiane et écart interquartile constitue un résumé de la série statistique. V Exercices. Exercice 1 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 207 exercice 22. Construire le diagramme en boîte à partir des séries regroupées par modalités. Exercice 2 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 211 exercice 53. Diagramme en boîte d'une série regroupée par modalités. Sujet de Bac. Correction exercice 2 1. (a) * Déterminons la médiane. La série des tailles est déjà ordonnée. -9-

10 N 2 = 63 2 ordonnée. D'après les ECC = 31,5. La médiane est donc la trente deuxième valeur de la série Me = 126 cm. * 63 4 = 15,75. Q 1 = 121 cm. * = 47,25. Q 3 = 130 cm. (b) e = = 18 Q 3 Q 1 = = Exercice 3 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 207 exercice 24. Construire le diagramme en boîte à partir d'un diagramme en bâton. Exercice 4 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 207 exercice 19. QCM. Exercice 5 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 208 exercice 29. Reconnaître l'homogénéité d'une série sur un diagramme en boîte. -10-

11 Exercice 6 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 208 exercice 30. Reconnaître l'homogénéité d'une série sur un diagramme en boîte. Exercice 7 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 208 exercice 32. Interpréter un diagramme en boîte et comparer des séries. Exercice 8 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 210 exercice 45. Algorithme et commande tant que. Exercice 9 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 210 exercice 46. Construction du diagramme en boîte d'une série brute et interprétation. Exercice 10 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 210 exercice 47. Construction des diagrammes en boîte de séries brutes et comparaison. Exercice 11 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 211 exercice 49. Comparaison de diagramme en boîte. Exercice 12 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 210 exercice 48. Formules du tableur pour les diagrammes en boîte et comparaison. Exercice 13 Manuel Déclic première ESL 2015 : page 211 exercice 51. Construction du polygone des fréquences cumulées croissantes et détermination de la médiane. Exercice 14 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 211 exercice 54. Construction du polygone des fréquences cumulées croissantes et détermination de la médiane. Exercice 15 pour s'entraîner. Manuel Déclic première ESL 2015 : page 211 exercice 52. Polygone des fréquences cumulées croissantes. Classes et quartiles. Exercice 16 On donne ci-dessous le diagramme en boîte des montants en euros des achats eectués par les clients d'un magasin lors d'une journée de promotion. -11-

12 1. Quels sont les cinq renseignements sur les achats eectuées dans le magasin lors de la journée de promotion que l'on peut lire sur ce diagramme? -12-

13 Le tableau ci-dessous donne les montants en euros, arrondis à l'unité, des achats eectués par les 80 clients du magasin pendant une journée ordinaire Déterminez la médiane de la série des montants des achats donnée par le tableau ci-dessus. 3. Déterminez le premier quartile Q 1 et le troisième quartile de cette série. 4. Construisez le diagramme en boîte de cette série au-dessus du diagramme en boîte donné, après l'avoir reproduit. 5. Le magasin a annoncé sa journée de promotion par une distribution de tracts sur lesquels était indiqué : Grande journée de promotion! Des prix des aaires, l'occasion de dépenser moins!. Au vu des diagrammes quelle analyse peut-on faire de ce message publicitaire? VI Ce qu'il faut retenir. 1. Déterminer les médiane, quartiles, minimum, maximum, étendue et écart inter-quartiles pour les diérentes présentations de la série statistique à la main ou à la calculatrice. 2. Savoir dessiner le diagramme. 3. Savoir lire un diagramme en boîte. 4. Comparer deux séries statistiques en comparant leurs diagrammes en boîte. VII Exercices Wims. Compilation evalwims super (voir le chier pour le lien) 2ieme_analyse_02_000_intervalles -13-