2nd – Exercices – Statistiques – Mélange1

Statistiques – Mélange 1

2nd – Exercices corrigés

Exercice 1

On a recopié les données d’une série statistique dans la feuille de calcul d’un tableur.

Quelle formule doit-on saisir dans la cellule $C2$ pour pouvoir, par recopie vers la droite, obtenir les effectifs correspondant aux fréquences de cette série?

$\quad$

Correction Exercice 1

On peut saisir $=B2*C3/B3$

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$\quad$

Exercice 2

Voici les derniers résultats au devoir de mathématiques de $35$ élèves d’une classe de seconde :
$$\begin{array}{||l|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}\hline
\text{Notes}& 5 & 7 & 8 & 10 & 11 & 13 & 14 & 15 & 16 & 18 \\
\hline
\text{Effectifs}& 2 & 4 &4 & 6 & 4 & 3 & 5 & 2 & 3 & 2 \\
\hline
\end{array}$$

  1. Calculer la moyenne de cette série, arrondie au centième.
    $\quad$
  2. Calculer la médiane de cette série. Interpréter le résultat à l’aide d’une phrase.
    $\quad$
  3. Calculer les quartiles $Q_1$ et $Q_3$.
    $\quad$
  4. L’enseignant décide d’ajouter un point à tous les élèves. Quelle sera la nouvelle moyenne à ce devoir?
    $\quad$
  5. Les notes de Tristan sur les cinq devoirs du trimestre sont :
    $\bullet$ $15$ et $19$ coefficient $1$;
    $\bullet$ $16$ coefficient $2$;
    $\bullet$ $15$ et $18$ coefficient $3$.
    a. Quelle est la moyenne de Tristan ?
    $\quad$
    b. Quelle doit être sa note au prochain devoir, qui sera coefficient $2$, pour obtenir $17$ de moyenne?
    $\quad$
Correction Exercice 2
  1. La moyenne est donnée par $\overline{x}=\dfrac{5 \times 2 + 7\times 4 + \ldots + 18 \times 2}{35}=\dfrac{397}{35} \approx 11,34$.
    $\quad$
  2. On obtient les effectifs cumulés croissants  (ECC) suivants :
    $$\begin{array}{||l|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}\hline
    \text{Notes}& 5 & 7 & 8 & 10 & 11 & 13 & 14 & 15 & 16 & 18 \\
    \hline
    \text{Effectifs}& 2 & 4 &4 & 6 & 4 & 3 & 5 & 2 & 3 & 2 \\
    \hline
    \text{ECC}&2 & 6 &10 &16 &20 &23 &28 &30 &33 &35 \\
    \hline
    \end{array}$$
    Cela signifie donc que $50\%$ des notes sont inférieures ou égales à $11$ et que $50\%$ des notes sont supérieures ou égales à $11$.
    $\quad$
  3. $\dfrac{35}{4} = 8,75$ : le premier quartile est donc la $9^{\text{ème}}$ valeur soit $Q_1 = 8$.$\dfrac{35}{4} \times 3 = 26,25$ : le troisième quartile est donc la $27^{\text{ème}}$ valeur soit $Q_3 = 14$.$\quad$
  4. L’enseignant décide d’ajouter un point à tous les élèves. La nouvelle moyenne est donc $11,34+1=12,34$.
    $\quad$
  5. a. La moyenne de Tristan est donnée par $\dfrac{15+19+16\times 2 + 15\times 3 +18\times 3}{1+1+2+3+3} = \dfrac{165}{10}=16,5$.
    $\quad$
    b. On appelle $x$ la note du prochain devoir.
    On doit donc avoir $\dfrac{165+2x}{10+2}=17$ soit $165+2x=204$ par conséquent $2x=39$ et $x=19,5$.Tristan doit donc avoir $19,5$ au prochain devoir pour avoir $17$ de moyenne.
    $\quad$

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$\quad$

$\quad$

Exercice 3

Voici les notes obtenues par 12 élèves lors d’un devoir : $$\begin{array}{cccccccccccc}9 & 17 & 9 & 8 & 6 & 10 & 12 & 18 & 8 & 19 & 18 & 14\end{array}$$

  1. Calculer l’étendue de cette série
    $\quad$
  2. Calculer la moyenne de cette série de notes. Vous donnerez une valeur arrondie au centième.
    $\quad$
  3. Déterminer la médiane de cette série.
    $\quad$
  4. Calculer le premier et le troisième quartile.
    $\quad$
  5. Calculer l’écart-type de cette série.
    $\quad$
Correction Exercice 3

  1. On va réordonner la série statistique : $$\begin{array}{cccccccccccc}6&8&8&9&9&10&12&14&17&18&18&19\end{array}$$
    L’étendue est donc $19-6=13$.
    $\quad$
  2. La moyenne est $\conj{x}=\dfrac{6+8+\ldots+19}{12}=\dfrac{37}{3}\approx 12,33$.
    $\quad$
  3. $\dfrac{12}{2}=6$. La médiane est donc la moyenne de la $6\ieme$ et de la $7\ieme$ valeur soit $\dfrac{10+12}{2}=11$.
    $\quad$
  4. $\dfrac{12}{4}=3$ donc $Q_1$ est la $3\ieme$ valeur soit $Q_1=8$.
    $\dfrac{12\times 3}{4}=9$ donc $Q_3$ est la $9\ieme$ valeur soit $Q_3=17$.
    $\quad$
  5. L’écart-type de cette série est :
    $\begin{align*} \sigma&=\sqrt{\dfrac{\left(6-\dfrac{37}{3}\right)^2+\left(8-\dfrac{37}{3}\right)^2+\ldots+\left(19-\dfrac{37}{3}\right)^2}{12}}\\
    &=\sqrt{\dfrac{179}{9}}\\
    &\approx 4,46\end{align*}$
    $\quad$

\end{enumerate}

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$\quad$

Exercice 4

L’inverse de la moyenne des inverses de deux nombres strictement positifs est-elle, supérieure ou inférieure à la moyenne de ces nombres?

$\quad$

Correction Exercice 4

On considère deux nombres strictement positifs $x$ et $y$.
Les inverses sont donc $\dfrac{1}{x}$ et $\dfrac{1}{y}$. La moyenne de ces inverses est par conséquent $\dfrac{\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}}{2}$.

L’inverse de la moyenne des inverses de deux nombres strictement positifs est :$$\dfrac{1}{~~\dfrac{\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}}{2}~~}=\dfrac{2}{\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}}=\dfrac{2}{\dfrac{y+x}{xy}}=\dfrac{2xy}{x+y}$$

Comparons maintenant ce nombre à $\dfrac{x+y}{2}$.
$$\begin{align*} \dfrac{2xy}{x+y}-\dfrac{x+y}{2}&=\dfrac{4xy}{2(x+y)}-\dfrac{(x+y)^2}{2(x+y)}\\
&=\dfrac{4xy-\left(x^2+y^2+2xy\right)}{2(x+y)}\\
&=\dfrac{-x^2-y^2+2xy}{2(x+y)}\\
&=-\dfrac{(x-y)^2}{2(x+y)}\\
&\pp 0 \quad \text{car $x$ et $y$ sont positifs}
\end{align*}$$

Cela signifie que $\dfrac{2xy}{x+y}\pp \dfrac{x+y}{2}$.

Par conséquent l’inverse de la moyenne des inverses de deux nombres strictement positifs est inférieure à la moyenne de ces nombres.

$\quad$

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$\quad$

Exercice 5

Au cours d’un trimestre, les $6$ notes de mathématiques de Yohann sont : $9, 10$ et $12$ en contrôles et $15, 13$ et $16$ en devoirs à la maison.

  1. Quelle est la moyenne de ses $6$ notes?
    $\quad$
  2. Son professeur lui annonce comme moyenne trimestrielle $11,2$. En effet, celui-ci pondère les notes. Il laisse les DM au coefficient $1$. Quel est le coefficient affecté aux notes des contrôles? Justifier votre démarche.
    $\quad$
Correction Exercice 5

  1. La moyenne des $6$ notes est $\conj{x_1}=\dfrac{9+10+12+15+13+16}{6}=\dfrac{75}{6}=12,5$
    $\quad$
  2. On note $x$ le coefficient des notes des contrôles.
    On a donc
    $$\begin{align*}
    \dfrac{(9+10+12)x+15+13+16}{3x+3}=11,2 &\ssi \dfrac{31x+44}{3x+3}=11,2 \\
    &\ssi 31x+44=11,2(3x+3) \quad \text{car } x>0\\
    &\ssi 31x+44=33,6x+33,6 \\
    &\ssi 10,4=2,6x\\
    &\ssi x=\dfrac{10,4}{2,6}\\
    &\ssi x=4
    \end{align*}$$
    Le coefficient des notes des contrôles est donc $4$.

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$\quad$