Pré
requis: |
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ENVIRONNEMENT
du dossier: |
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Objectif
précédent : 3°)Les tableaux : réalisation. |
Objectif
suivant : 1°) Les
représentations graphiques. |
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DOC. 5 |
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DOSSIER : EFFECTIFS et FREQUENCES : |
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I ) Notion d’effectif et de
fréquence ; (exemple) II)
Effectif simple et effectif
total . III ) info rappels : sur :
« classe » , « classe modale », « centre de
classe ». IV ) Notion de fréquence . V ) Effectif simple ( ni ) et effectif cumulé ( Ni ) et VI ) Fréquence
simple ( fi ) et fréquence cumulée ( Fi ) |
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Doc.
Formateur : Devoir Contrôle |
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COURS |
Préparation : |
Préparation : |
Interdisciplinarité |
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I
) Notion
"d’effectif" et de "fréquence" : |
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Considérons la série statistique qui représente
500 automobiles classées dans un parc d’après leur marque ; et soit le tableau : |
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Marque |
Renault |
Peugeot |
Citroën |
Ford |
Autres marques |
Nombre de voitures |
180 |
70 |
84 |
62 |
104 |
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Autre présentation du tableau : |
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Marque (
caractère) |
Nombre de voitures : (effectif) « ni » |
Renault |
180 |
Peugeot |
70 |
Citroën |
84 |
Ford |
62 |
Autres marques |
104 |
Somme des effectifs : (notée ) |
= 500 |
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Considérons la série statistique qui représente
500 automobiles classées dans un parc d’après leur marque . L’unité statistique est ici une automobile , le caractère (ou la variable) qualitative est la marque de
l’automobile . Un état de la variable ou une valeur de la variable est le
« nom de la marque » : « Renault , Peugeot … »
.L’effectif d’une marque « ni » d’automobiles ayant
cette marque . Ainsi , l’effectif des voitures de
marque Renault est 18O . L’effectif total de la population est 500. La deuxième colonne d’un tableau statistique
enregistre le nombre de fois
que la valeur de la variable, mentionnée dans la première colonne , a été rencontrée , c’est la colonne des effectifs
noté « ni ».
Définitions : 1°) l’effectif , comme son nom l’indique , donne le nombre
d’unités en valeurs absolues , il est noté ni , c’est une
fréquence absolue . 2°) La fréquence d’une modalité de la
variable est le rapport de l’effectif correspondant à l’effectif total de la
population . Ce rapport est noté
« fi » |
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la fréquence est exprimée en valeur relative .
Multipliée par 100 , elle donne un
pourcentage. Exemple :dans ce tableau on a calculé
l’effectif total , la fréquence par « caractère » et on a exprimé
chaque fréquence en pourcentage. On remarquera que pour un effectif total des caractères
: la somme des fréquences est égale à « 1 » et que la somme
des pourcentages est égale à 100 %. |
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Valeur du caractère |
Effectif ni |
Fréquence fi |
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Marque ( caractère) |
Nombre de voitures :
(effectif) |
Fréquence |
Pourcentage |
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Renault |
180 |
|
= 0,36 |
36 % |
Peugeot |
70 |
|
= 0,14 |
14 % |
Citroën |
84 |
|
= 0,168 |
16,8 % |
Ford |
62 |
|
= 0,124 |
12,4 % |
Autres marques |
104 |
|
= 0,208 |
20,8 % |
Total |
500 |
|
= 1 |
100 % |
Remarque : la somme des fréquences est
toujours égale à « 1 » |
II )
L’ EFFECTIF : (simple et total) |
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Par définition : Effectif simple ( noté :n i ) : (cette valeur est donnée) L’effectif d’une valeur de la
variable statistique (caractère ou classe) est le nombre d’unités
statistiques qui possèdent cette valeur , cet effectif est
appelé :effectif simple ». Effectif total : ( noté N ) (cette valeur est calculée) L’effectif total d’une population statistique est le nombre total
d’unités statistiques. C’est la somme des effectifs simples. |
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Nombre
d’enfants
x i |
Effectif
ni
|
L’effectif total est égal à la somme : 8 + 35 + 39 + 15 +4 + 1 = 102 N = 102 |
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|
0
|
8
|
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|
1
|
35
|
||||||
|
2
|
39
|
||||||
|
3
|
15
|
||||||
|
4
|
4
|
||||||
|
5
et +
|
1
|
||||||
|
N=
|
102
|
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Exemple 2 :
On donne
dans le tableau un effectif par classe
(Tableau concernant
une variable continue).
· L'
effectif par « classe »
est un "sous- effectif" on le note petit
" n " avec un indice d'ordre : · On calculera L' effectif total
est la somme des éléments qui sont inventoriés . « nombre
d’entreprises » Distribution du chiffre d’affaires ( C. A.)
déclaré par les entreprises de
distribution d’une chaîne de magasin. |
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|
C.A. .(milliers d’euros )
x i |
Effectifs
( n i ) |
L’effectif total est égal à la somme : 22 + 25 + 90 + 33 +24 + 6 = 200 N = 200 |
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|||
|
300
à moins 500
|
22
|
||||||
|
500
à moins 800
|
25
|
||||||
|
800
à moins 1 000
|
90
|
||||||
|
1
000 à moins 1400
|
33
|
||||||
|
1
400 à moins 1500
|
24
|
||||||
|
1500
et +
|
6
|
||||||
|
N =
|
200
|
||||||
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III ) Remarques sur :
« classe » , « classe modale », « centre de
classe ».
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Conclusion : · dans un tableau on donne L' effectif par « classe » (qui est un "sous- effectif" ) ou un effectif
par « caractère » . cet effectif par classe ou caractère est noté
par le petit " n
" avec un indice d'ordre : les
(n i ) · On calculera L' effectif total est la somme des éléments (n i ) qui sont inventoriés . Le symbole désignant
l'effectif total est " N "
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On dira que l'effectif total est égal à la somme des effectifs des
classes données ( "i"
désigne le nombre de classes") |
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Lorsque le caractère est dit
« continu » , ses éléments sont regroupés dans des « sous
effectifs » que l’on appelle : Classe.
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On appelle « classe modale »
la classe qui possède le plus grand effectif .
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C.A.
(milliers
d’euros ) x i |
Effectifs
( n i ) |
L’effectif « n 3 » de la classe « x 3 »
étant le plus grand . La classe
« x 3 » est la
classe « modale » ; |
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|
x 1 =300 à moins 500
|
22
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|
x 2 = 500 à moins 800
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25
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|
x 3 = 800 à moins
1 000
|
n 3
= 90
|
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x 4 = 1 000 à moins 1400
|
33
|
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|
x 5 = 1 400 à moins 1500
|
24
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x 6 = 1500 et +
|
6
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Remarques :
►
pour tracer le polygone des effectifs ou fréquences, il faudra rechercher pour
chaque classe observée : « son centre de classe » .appelé
aussi : « moyenne
de centre de classe » ou « valeur centrale d’une
classe ».
► Dans le calcul de l’écart type
, on prendra la valeur centrale de chaque classe comme « x i » |
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« Valeur centrale » d’une classe. :
la valeur centrale est la valeur médiane de la classe.(calcul d’une moyenne)
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Soit
la classe : [x
i ; x i+1 [ , la
valeur centrale sera le Centre de classe : x icentrale
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Classe :
|
Valeur
centrale : |
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[
300 ; 500[
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On
se souviendra que dans les calculs de l’écart type on « admet que les
valeurs observées sont celles du centre de la classe ».
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« Classe »
et « amplitude »
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La
représentation graphique des effectifs d’une variable continue ( organisation de « classe » pour ranger ces
effectifs)peut s’effectuer sous la forme d’un histogramme.
Pour
respecter le principe de construction de l’histogramme, on devra veiller à
vérifier que les intervalles de toutes
les classes sont égaux.
, On dit que les clases doivent avoir la
même amplitude. |
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Exemples :
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Classes
d’amplitudes inégales
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|
Classe
d’amplitudes égales
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[
300 ; 500[
|
Cette
série ne sera pas exploitable pour tracer un histogramme. Il faudra repenser
la distribution. Voir
« l’informaticien ».
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[
300 ; 500[
|
Cette
série est exploitable pour tracer un histogramme.
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[
500 ; 800[
|
|
[
500 ; 700[
|
|||||||||
[
800 ; 1000[
|
|
[
700 ; 900[
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|||||||||
[
1000 ; 1400[
|
|
[
900 ; 1100[
|
|||||||||
[
1400 ; 1500[
|
|
[
1100 ; 1300[
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|||||||||
????
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|
[
1300 ; 1500[
|
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IV
) FREQUENCE : |
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Pour
calculer la fréquence il faut connaître l’effectif de la
valeur observée par « caractère » ou l’effectif par « classe » et
l’effectif total de la série étudiée .
On dira que la fréquence d’une modalité de la variable est le rapport
de l’effectif correspondant à l’ effectif total de la population. Ce rapport
est noté : f i |
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Les mesures sont des
observations qui informent :( VOIR EXEMPLE précédent ? ? ? ?° ):
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158-162 |
163-167 |
168-172 |
173-177 |
178-182 |
183-187 |
188-190 |
|
effectifs |
2 |
4 |
5 |
9 |
6 |
3 |
1 |
|
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Des valeurs précédentes nous établissons le tableau suivant :
(calcul des valeurs centrales et calcul des fréquences ) Commentaire : En opérant le regroupement en intervalles, nous avons constitué 7
classes. Dans chaque classe , les effectifs montrent le nombre d'événements
produits (l' événement est : taille -
individu). Si nous divisons l'effectif de chaque classe par le nombre de mesures
(30), nous obtenons la " Fréquence"
de chaque classe.
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|
Limites des classes |
Pour information *: Valeurs centrales |
Effectifs: ni |
Calcul :
appelé calcul des « Fréquences » |
||
158-162 |
160 = |
|
n1
= 2 |
|
=0,07 (à 0,01près) |
163-167 |
165 |
n2
= 4 |
|
=
0,13 |
|
168-172 |
170 |
n3
= 5 |
|
=
0,17 |
|
173-177 (classe modale) |
175 |
n4 =
9 effectif le + grand ! |
|
= 0,3 (plus haute fréquence) |
|
178-182 |
180 |
n5
= 6 |
|
=
0,2 |
|
183-187 |
185 |
n6
= 3 |
|
= 0,1 |
|
188-190 |
190 |
n7
= 1 |
|
=
0,03 |
|
total |
|
N =
30 |
Somme
des fréquences = 1 |
||
· Les
valeurs centrales permettent de représenter le polygone des fréquences. Si nous observons le résultat du calcul de chaque classe, nous constatons
que les 7 événements possibles n'ont pas la même fréquence. Si nous faisons la somme des fréquences , nous
obtenons "1 " : la somme des fréquences est l' événement certain : chaque individu a une mesure . Commentaire :
un autre échantillon tiré de la même population « parente » aurait
sensiblement la même distribution .On peut estimer que la distribution des
fréquences dans la population parente aurait la forme théorique présentée ci
dessous. La « fréquence » est notée : f La première fréquence est notée : f1 La deuxième fréquence est notée : f2
La troisième fréquence est notée : f3 La « ième » fréquence
est notée : fi La
fréquence se calcule par classe : Ainsi :
f1 = ; avec « n » étant l’effectif de la
classe et « N » l’effectif total Et
plus généralement :
En résumé : la fréquence par classe est égale au rapport de
« n » étant l’effectif de la classe
sur « N » l’effectif total Commentaires : a)
Il faut veiller à respecter la règle des arrondis pour
le calcul des fréquences . b)
Il est possible d’exprimer les fréquences en « pourcentage » (exemple : 0,21 = ;
soit 21%) c) si l’on fait le total de la colonne des
fréquences on doit obtenir « 1 » (ou 100% si les fréquences sont exprimées en pourcentage) |
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Exemple :
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Limites
des classes : x i |
Effectifs: ni |
« Fréquences » : fi |
Pourcentage. |
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158-162 |
n1
= 2 |
|
=0,07 (à 0,01près) |
7 % |
163-167 |
n2
= 4 |
|
=
0,13 |
13 % |
168-172 |
n3
= 5 |
|
=
0,17 |
17 % |
173-177 |
n4 =
9 |
|
= 0,3 |
30 % |
178-182 |
n5
= 6 |
|
=
0,2 |
20 % |
183-187 |
n6
= 3 |
|
= 0,1 |
10 % |
188-190 |
n7
= 1 |
|
=
0,03 |
3 % |
total |
= 30 |
= 1 , 00 |
100 % |
|
Par
définition : La fréquence d’une valeur de la variable statistique est le
rapport de l’effectif de cette valeur à l’effectif total. |
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|||
V) Effectif simple ( ni ) et effectif cumulé ( Ni ) et
Fréquence simple ( fi
) et fréquence cumulée ( Fi
)
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Info ++
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1°)
L’effectif simple et les fréquences simples indiquent comment se distribue la variable par rapport aux différentes modalités . 2°) l’effectif cumulé et
les fréquences cumulées indiquent
comment se répartit la variable par rapport aux différentes modalités . il existe par ailleurs deux catégories
de fréquences cumulées : - les fréquences cumulées croissantes qui indiquent combien d'unités
de la population sont caractérisées par une valeur inférieure à ……; - les fréquences cumulées
décroissantes qui indiquent combien
d'unités de la population sont caractérisées par un valeur supérieure à ……
|
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exemple : soit un premier tableau représentant la distribution du
chiffre d'affaires ( C.A. )déclarés
par les magasins d'un réseau de distribution d'une marque de textile . |
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|
C.A. ( milliers d' euros) : xi |
Effectifs : ( ni ) |
Le tableau se lit ainsi : 20 entreprises ont déclarées un C.A. compris entre 400 000 et 599
999,99 €. Les
amplitudes peuvent être de tailles inégales . Les
amplitudes sont les intervalles fixés par le statisticien . |
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400
à moins de 600 600
à moins de 800 800
à moins de 1000 1000
à moins de 1300 1300
à moins de 1500 +
1500 |
20 30 60 50 30 10 |
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Un second tableau nous donne des informations la fréquence et le pourcentage de représentation de chaque classe: |
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C.A. ( milliers d' euros) : xi |
Effectifs : ( ni ) |
Fréquence |
Pourcentage |
|||||||||||
400
à moins de 600 600
à moins de 800 800
à moins de 1000 1000
à moins de 1300 1300
à moins de 1500 +
1500 |
20 30 60 50 30 10 |
0,10 0,15 0,30 0,25 0,15 0,05 |
10 % 15 % 30 % 25 % 15 % 5 % |
|||||||||||
Total
: |
200 |
1
.00 |
100
% |
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Le tableau définitif reprenant les exemples suivants se présente de la façon suivante : |
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C.A. |
Effectif |
Fréquence |
||||||||||||
Simple ( ni) |
Cumulés ( Ni) |
Simple ( fi) |
Cumulées ( Fi) |
|||||||||||
croissante |
décroissante |
|
croissante |
décroissante |
||||||||||
]400;600] ]600;800] ]800;1000] ]1000;1300] ]1300;1500] ]+
1500] |
20 30 60 50 30 10 |
20 50 110 160 190 200 |
200 180 150 90 40 10 |
0,10 0,15 0,30 0,25 0,15 0,05 |
0,10 0,25 0,55 0,80 (1) 0,95 1,00 |
1,00 0,90 0,75 0,45 (2) 0,20 0,05 |
||||||||
Total |
200 |
|
|
1.00 |
|
|
||||||||
Info :Colonnes
n° |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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Les colonnes 1 et 4 sont appelées
: colonnes de distribution. Les colonnes 2 ; 3 et 5;6 sont appelées : colonnes de répartition. Remarques : le tableau indique (1)
80 % des magasins déclarent un C.A. de 1 300 000
€ et plus. (2)
45 %
déclarent un C.A. de plus de 1
000 000 € - la série de nombres des
fréquences cumulées croissantes n'est pas symétrique à la série des fréquences cumulées décroissantes. |
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Exemple : Traduction de
toutes les informations contenues dans la ligne :3 : |
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] 800;1000] : classe dont
l’intervalle du C.A. est compris entre 800 000 € et 999 999,99€ |
||||||||||||||
« 60 » : 60
entreprises déclarent avoir un C.A.
compris entre 800 000 € et 999 999,99€ |
||||||||||||||
« 110 » : 110
entreprises déclarent C.A. est compris
entre 400 000 € et 999 999,99€ , ou inférieur ou égal à
999 999,99 € |
||||||||||||||
« 150 » : 150
entreprises déclarent un C.A. compris supérieur ou au moins égal à 1 000 000 € |
||||||||||||||
« 0,30 » : 30 % des
200 entreprises déclarent
avoir un C.A. compris entre 800 000 € et 999 999,99€ |
||||||||||||||
« 0,55 » : 55 % des
200 entreprises déclarent C.A. est compris entre
400 000 € et 999 999,99€ , ou inférieur ou égal à 999 999,99 € |
||||||||||||||
« 0,75 » : 75 % des 200 entreprises déclarent un
C.A. compris supérieur ou au
moins égal à 1 000 000 € |
||||||||||||||