Les séries statistiques
Les valeurs et les effectifs
Population
La population est l'ensemble des individus que l'on étudie.
L'ensemble des garçons d'une classe est une population.
L'ensemble des produits fabriqués par une usine est une population.
Caractère
Le caractère représente une des caractéristiques de la population que l'on étudie. Le caractère peut prendre plusieurs valeurs (chiffrées ou non).
Dans l'ensemble des garçons de la classe on peut s'intéresser au sport choisi. Plusieurs valeurs sont possibles : foot, basket, tennis, volley.
Série statistique
Une série statistique est la suite des valeurs que prend un caractère au sein d'une population.
Voici le sport choisi par les douze garçons d'une classe, qui avaient le choix entre le foot, le basket, le tennis et le volley :
tennis - tennis - basket - foot - basket - foot - volley - foot - foot - tennis - basket - volley
Il s'agit de la série statistique décrivant la valeur du caractère "le sport choisi" au sein de la population "les garçons de la classe".
Effectif
L'effectif d'une valeur d'une série statistique est le nombre d'apparitions de cette valeur dans la série.
On considère de nouveau la série statistique :
tennis - tennis - basket - foot - basket - foot - volley - foot - foot - tennis - basket - volley
Dans cette série, la valeur "foot" a pour effectif 4 car elle apparaît 4 fois.
La série statistique précédente peut être présentée par le tableau suivant :
| Sport choisi | Foot | Basket | Tennis | Volley |
|---|---|---|---|---|
| Nombre de garçons | 4 | 3 | 3 | 2 |
Effectif total
La somme des effectifs d'une série statistique est égale à l'effectif total.
On considère de nouveau la série statistique suivante qui donne le sport choisi par chacun des garçons d'une classe :
tennis - tennis - basket - foot - basket - foot - volley - foot - foot - tennis - basket - volley
L'effectif total, qui correspond au nombre de garçons de la classe, est égal à :
4 + 3 + 3 + 2 = 12
Série donnée par classe
On peut regrouper les valeurs de certaines séries statistiques en tranches de même écart. Ces tranches sont appelées des classes, et on peut alors calculer l'effectif de chaque classe.
On peut par exemple regrouper les employés d'une entreprise par classe de taille en cm.
| Taille (cm) | 150 à 155 | 155 à 160 | 160 à 165 | 165 à 170 | 170 à 175 | 175 à 180 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Effectif | 3 | 10 | 11 | 18 | 13 | 8 |
Les fréquences
Fréquence
La fréquence d'une valeur d'une série statistique est égale à :
f = \dfrac{\text{effectif de la valeur}}{\text{effectif total}}
On considère de nouveau la série statistique donnant le sport choisi par les 12 garçons d'une classe :
| Sport choisi | Foot | Basket | Tennis | Volley |
|---|---|---|---|---|
| Nombre de garçons | 4 | 3 | 3 | 2 |
La fréquence des garçons faisant du basket est \dfrac{3}{12}.
Une fréquence peut être donnée en fraction réduite ou en valeur décimale (seulement si la valeur est exacte ou si on demande une valeur arrondie).
\dfrac{3}{12}=\dfrac{1}{4}=0{,}25
Une fréquence est toujours un nombre compris entre 0 et 1.
En la multipliant par 100, une fréquence peut être exprimée en pourcentage.
La fréquence \dfrac{3}{12} peut s'exprimer \dfrac{3}{12} \times 100 = 0{,}25 \times 100 = 25\%.
La somme de toutes les fréquences d'une série est égale à 1.
On ajoute une ligne au tableau de la série statistique précédente pour visualiser la fréquence de chaque sport :
| Sport choisi | Foot | Basket | Tennis | Volley |
|---|---|---|---|---|
| Nombre de garçons | 4 | 3 | 3 | 2 |
| Fréquence | \dfrac{4}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{2}{12} |
On a bien :
\dfrac{4}{12} + \dfrac{3}{12} + \dfrac{3}{12} + \dfrac{2}{12} = \dfrac{4+3+3+2}{12} = \dfrac{12}{12} = 1
Les différentes représentations d'une série statistique
Le diagramme en bâtons ou en barres
Diagramme en bâtons
Pour représenter une série statistique, on peut tracer un diagramme en bâtons. La hauteur des bâtons est proportionnelle aux effectifs.
Le diagramme en bâtons suivant représente la série statistique des garçons pratiquant du sport dans la classe.
Diagramme en barres
A la place d'un diagramme en bâtons, on peut tracer un diagramme en barres, où les bâtons sont remplacés par des rectangles.
Le diagramme en barres suivant représente la série statistique des garçons pratiquant du sport.
L'histogramme
Histogramme
Pour représenter une série statistique quantitative dont les valeurs sont regroupées en classes, on peut tracer un histogramme.
À chaque classe correspond un rectangle dont l'aire est proportionnelle à l'effectif de la classe.
Voici la répartition des salariés d'une entreprise suivant leur salaire
mensuel en euros.
Un histogramme ne comporte pas d'axe des ordonnées.
Le diagramme circulaire ou semi-circulaire
Diagramme circulaire
Pour représenter une série statistique, on peut tracer un diagramme circulaire. L'angle des portions est proportionnel aux effectifs.
Le diagramme circulaire suivant représente la série statistique des garçons pratiquant du sport dans la classe. Pour obtenir la mesure de l'angle, on multiplie la fréquence de la valeur par 360 :
| Sport choisi | Foot | Basket | Tennis | Volley |
|---|---|---|---|---|
| Nombre de garçons | 4 | 3 | 3 | 2 |
| Fréquence | \dfrac{4}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{2}{12} |
| Angle | \dfrac{4}{12} \times 360 = 120^\circ | \dfrac{3}{12} \times 360 = 90^\circ | \dfrac{3}{12} \times 360 = 90^\circ | \dfrac{2}{12} \times 360 = 60^\circ |
Pour obtenir la mesure de l'angle, on peut également multiplier l'effectif de la valeur par \dfrac{360}{\text{effectif total}}.
Pour les garçons faisant du foot : 4\times\dfrac{360}{12}=120°
Diagramme semi-circulaire
Pour représenter une série statistique, on peut tracer un diagramme semi-circulaire (demi-cercle). L'angle des portions est proportionnel aux effectifs.
Le diagramme semi-circulaire suivant représente la série statistique des garçons pratiquant du sport dans la classe. Pour obtenir la mesure de l'angle, on multiplie la fréquence de la valeur par 180 :
| Sport choisi | Foot | Basket | Tennis | Volley |
|---|---|---|---|---|
| Nombre de garçons | 4 | 3 | 3 | 2 |
| Fréquence | \dfrac{4}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{3}{12} | \dfrac{2}{12} |
| Angle | \dfrac{4}{12} \times 180 = 60^\circ | \dfrac{3}{12} \times 180 = 45^\circ | \dfrac{3}{12} \times 180 = 45^\circ | \dfrac{2}{12} \times 180 = 30^\circ |
Pour obtenir la mesure de l'angle, on peut également multiplier l'effectif de la valeur par \dfrac{180}{\text{effectif total}}.
Pour les garçons faisant du foot : 4\times\dfrac{180}{12}=60°