Introduction aux Séries Statistiques
Définition et Types de Variables
En statistique, nous étudions des ensembles de données. Pour cela, il est essentiel de comprendre le vocabulaire de base.
- Population : C'est l'ensemble de tous les éléments ou individus sur lesquels porte l'étude statistique. Par exemple, tous les lycéens de France.
- Individu (ou unité statistique) : C'est un élément de la population. Par exemple, un lycéen.
- Échantillon : C'est une partie représentative de la population sur laquelle l'étude est réellement menée, lorsque la population est trop grande pour être étudiée dans son intégralité. Par exemple, un groupe de 1000 lycéens choisis pour représenter tous les lycéens.
Une variable statistique (ou caractère) est la propriété étudiée sur chaque individu de la population. Les variables peuvent être de différents types :
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Variable qualitative : Elle décrit une qualité ou une caractéristique qui ne peut pas être mesurée numériquement.
- Nominale : Les modalités (valeurs possibles) de la variable ne peuvent pas être ordonnées. Exemple : Couleur des yeux (bleu, vert, marron).
- Ordinale : Les modalités peuvent être ordonnées. Exemple : Niveau d'appréciation (insuffisant, passable, bien, très bien).
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Variable quantitative : Elle décrit une quantité qui peut être mesurée numériquement.
- Discrète : La variable ne peut prendre que des valeurs isolées, souvent des nombres entiers. Exemple : Nombre d'enfants par famille (0, 1, 2, ...).
- Continue : La variable peut prendre n'importe quelle valeur dans un intervalle donné. Elle est souvent issue d'une mesure. Exemple : Taille d'une personne (1,75 m, 1,82 m, ...). Pour les variables continues, les données sont souvent regroupées en classes.
Représentations Graphiques Courantes
Les représentations graphiques permettent de visualiser rapidement la distribution des données et d'en dégager les principales caractéristiques.
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Diagramme en bâtons : Utilisé pour les variables qualitatives ou quantitatives discrètes. Chaque bâton représente l'effectif ou la fréquence d'une modalité. La hauteur du bâton est proportionnelle à l'effectif/fréquence.
- Exemple : Nombre de voitures vendues par couleur.
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Histogramme : Utilisé pour les variables quantitatives continues regroupées en classes. Les rectangles sont contigus. L'aire de chaque rectangle est proportionnelle à l'effectif ou la fréquence de la classe. Si les classes ont la même amplitude, la hauteur est proportionnelle à l'effectif. Si les amplitudes sont différentes, il faut calculer la hauteur .
- Exemple : Répartition des salaires par tranches.
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Diagramme circulaire (ou "camembert") : Utilisé pour toutes les variables, mais particulièrement efficace pour montrer la proportion de chaque modalité par rapport au total. Chaque secteur angulaire est proportionnel à l'effectif ou la fréquence. L'angle d'un secteur est donné par .
- Exemple : Répartition des types de transport utilisés par les élèves.
Tableaux de Fréquences et Effectifs
Les tableaux sont le premier pas pour organiser et synthétiser les données brutes.
- Effectif () : C'est le nombre d'individus qui présentent une certaine modalité ou qui appartiennent à une certaine classe. L'effectif total est .
- Effectif cumulé croissant () : C'est la somme des effectifs des modalités (ou classes) inférieures ou égales à la modalité (ou classe) actuelle.
- Utile pour trouver la médiane ou les quartiles.
- Fréquence () : C'est la proportion d'individus présentant une certaine modalité. Elle est calculée par . La somme des fréquences est toujours égale à 1 (ou 100% si exprimée en pourcentage).
- Fréquence cumulée croissante () : C'est la somme des fréquences des modalités (ou classes) inférieures ou égales à la modalité (ou classe) actuelle.
- Elle peut aussi être calculée comme .
Tableau exemple pour données discrètes :
| Valeur () | Effectif () | Fréquence () | Effectif Cumulé () | Fréquence Cumulée () |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 5 | 0,10 | 5 | 0,10 |
| 2 | 10 | 0,20 | 15 | 0,30 |
| 3 | 20 | 0,40 | 35 | 0,70 |
| 4 | 15 | 0,30 | 50 | 1,00 |
| Total | 50 | 1,00 |
Classes d'amplitude égale ou inégale : Pour les variables continues, les données sont regroupées en classes (intervalles).
- Si les amplitudes sont égales, la hauteur des bâtons de l'histogramme est directement proportionnelle à l'effectif.
- Si les amplitudes sont inégales, il faut calculer la hauteur = effectif / amplitude pour que l'aire soit proportionnelle à l'effectif.


