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1. Nuage de points et point moyen

Représentation d'une série bivariée

À chaque observation correspond un point (xᵢ;yᵢ) dans le plan. L'ensemble forme le nuage de points.

Point moyen G : G=(x̄;ȳ) avec x̄=Σxᵢ/n et ȳ=Σyᵢ/n. La droite de régression passe toujours par G.

2. Méthode de Mayer

Principe

1. Trier les points par xᵢ croissant. 2. Diviser en deux demi-nuages égaux (ou presque). 3. Calculer les points moyens G₁=(x̄₁;ȳ₁) et G₂=(x̄₂;ȳ₂) de chaque demi-nuage. 4. La droite de Mayer passe par G₁ et G₂.

Pente : a=(ȳ₂−ȳ₁)/(x̄₂−x̄₁). Ordonnée à l'origine : b=ȳ₁−a·x̄₁.

3. Droite d'ajustement et prévision

Utilisation

La droite d'ajustement y=ax+b permet de prévoir une valeur de y pour un x donné hors de la série.

Fiabilité : plus le nuage est linéaire (allongé), plus la prévision est fiable.

Résidu : eᵢ=yᵢ−(axᵢ+b) (écart entre valeur réelle et valeur prévue).

🧠 À retenir

  • G=(x̄;ȳ) : point moyen global
  • Mayer : deux demi-nuages → G₁ et G₂ → droite G₁G₂
  • a=(ȳ₂−ȳ₁)/(x̄₂−x̄₁) ; b=ȳ−ax̄
  • Prévision : substituer x dans y=ax+b
1

Point moyen

● Facile

Données : x=(1,2,3,4,5), y=(3,5,4,7,6). Calculer G=(x̄;ȳ).

Correction

x̄=15/5=3. ȳ=25/5=5. G=(3;5).

2

Méthode de Mayer

● Moyen

Même données. Appliquer la méthode de Mayer (demi-nuages de 2 et 3 points).

Correction

Trié par x: (1;3),(2;5),(3;4),(4;7),(5;6). G₁=(1,5;4), G₂=(4;17/3). a=(17/3−4)/(4−1,5)=(5/3)/2,5=2/3. b=4−2/3×1,5=3. y=(2/3)x+3.

3

Prévision

● Moyen

Avec la droite trouvée, prévoir y pour x=7. Est-ce raisonnable ?

Correction

y=(2/3)×7+3=14/3+3=23/3≈7,67. Raisonnable si la tendance linéaire se maintient (interpolation courte).

4

Résidus

● Moyen

Pour les 5 points, calculer les résidus eᵢ=yᵢ−ŷᵢ avec ŷᵢ=(2/3)xᵢ+3.

Correction

ŷ₁=11/3≈3,67 → e₁=3−11/3=−2/3. ŷ₂=13/3≈4,33 → e₂=5−13/3=2/3. ŷ₃=5 → e₃=−1. ŷ₄=17/3≈5,67 → e₄=4/3. ŷ₅=19/3≈6,33 → e₅=−1/3.

5

Données réelles — consommation

● Difficile

Consommation en litres (x=vitesse km/h, y=L/100km) : (80;6),(90;7),(100;8),(110;9),(120;11),(130;12). Méthode de Mayer. Prévision à 140 km/h.

Correction

G₁=((80+90+100)/3 ; (6+7+8)/3)=(90;7). G₂=((110+120+130)/3 ; (9+11+12)/3)=(120;32/3≈10,67). a=(10,67−7)/(120−90)=3,67/30≈0,122. b=7−0,122×90≈7−11=−4. y=0,122x−4. x=140: y≈0,122×140−4≈13,1 L/100km.

Problème de synthèse

● Niveau Bac

Un commerçant suit le chiffre d'affaires (en millions F) sur 10 mois : mois x=1,...,10 et y=12,15,13,17,16,20,19,22,21,25.

  1. Point moyen G : Calculer x̄ et ȳ.
  2. Méthode de Mayer : Former deux demi-nuages de 5 points. Calculer G₁ et G₂.
  3. Droite de Mayer : Équation y=ax+b.
  4. Prévision : Estimation du CA pour le mois 12.
  5. Résidu : Calculer le résidu pour le mois 5 (y₅=16).
  6. Interprétation : La tendance est-elle à la hausse ? Quelle est la croissance mensuelle moyenne ?
Correction
  1. x̄=(1+...+10)/10=5,5. ȳ=(12+15+13+17+16+20+19+22+21+25)/10=180/10=18. G=(5,5;18).
  2. G₁=((1+2+3+4+5)/5 ; (12+15+13+17+16)/5)=(3;73/5=14,6). G₂=((6+7+8+9+10)/5 ; (20+19+22+21+25)/5)=(8;107/5=21,4).
  3. a=(21,4−14,6)/(8−3)=6,8/5=1,36. b=18−1,36×5,5=18−7,48=10,52. y=1,36x+10,52.
  4. y(12)=1,36×12+10,52=16,32+10,52≈26,8 millions F.
  5. ŷ(5)=1,36×5+10,52=17,32. e₅=16−17,32=−1,32 millions F (sous-performance).
  6. Croissance mensuelle moyenne≈1,36 millions F/mois. Tendance à la hausse.

QCM

10 questions · Correction immédiate

0Score
0/10Repondues
Q1/10

Point moyen G=

Q2/10

Méthode de Mayer : on divise le nuage en

Q3/10

La droite de Mayer passe par

Q4/10

Pente a=(ȳ₂−ȳ₁)/(x̄₂−x̄₁) s'interprète comme

Q5/10

Résidu eᵢ=

Q6/10

La droite d'ajustement est utile pour

Q7/10

Un résidu positif signifie que le point est

Q8/10

b=ȳ−a·x̄ est l'ordonnée à l'origine car la droite

Q9/10

Nuage très allongé → ajustement affine

Q10/10

Prévision pour x=15 avec y=2x+3 :