Cet exercice est un questionnaire à choix multiples. Pour chacune de ces questions, une seule des réponses proposées est exacte. On demande bien sûr de justifier.
Question 1
Pour estimer le pourcentage de personnes satisfaites d'une nouvelle émission de télévision, on a effectué un sondage. Un intervalle de confiance au seuil de 0,95 de la proportion p d'opinions favorables dans l'échantillon aléatoire est [0,2975;0,3575]. La taille n de l'échantillon est :
1112
1111
1000
Correction
La bonne réponse est a. De manière générale, l'amplitude pour un intervalle de confiance est donnée par la formule n2. Dans notre exemple on a donc 0,3575−0,2975=0,06 Nous devons résoudre l'inéquation n2=0,06. Ainsi : n2=0,06 équivaut successivement à n2=10,06 2n=0,061 ( si a=b alors a1=b1) n=0,062 n=(0,062)2 Finalement
n=1112
( N'oubliez pas d'arrondir à l'entier supérieur )
Question 2
Dans une classe de 38 élèves, il y a 8 fans de Barcelone FC. Dans le lycée (1000 personnes), il y a 100 fans. Voici l'intervalle de fluctuation du lycée I=[0,08;0,12] La classe étudiée est-elle en conformité avec le lycée ?
Oui
Non
Correction
La bonne réponse est b. La fréquence observé de fans de Barcelone FC est de fobs=388≈0,21 Or fobs∈/[0,08;0,12] donc la classe n'est pas en conformité avec le lycée.
Question 3
Lorsque l'on calcule un intervalle de confiance ou un intervalle de fluctuation, on prend n égal à la population (par exemple le nombre de personnes de plus de 30 ans, le nombre de personnes votant pour le candidat A, etc. Que se passe-t-il lorsque n augmente ?
La largeur entre les intervalles diminue.
La largeur entre les intervalles augmente.
La largeur entre les intervalles ne change pas.
Correction
La bonne réponse est c. La largeur diminue. C'est pour cela que pour avoir un bon sondage, il faut avoir un maximum de personnes interrogées. Si l'on regarde les formules, c'est plutôt simple à deviner : la partie que l'on ajoute ou que l'on retire à p ou à f est divisée par racine de n donc plus n est grand, plus la partie sera petite.
Question 4
Un réseau social FUSEBOOC affirme que 91% de ses utilisateurs âgés entre 14 et 20 ans sont connectés 500 minutes par semaine. Pour vérifier cette affirmation, un cabinet indépendant a interrogé 100 utilisateurs de FUSEBOOC. Sur ce lot, on a constaté que 13 utilisateurs sont connectés moins de 500 minutes par semaine. Le résultat de ce test remet-il en question l'affirmation du réseau social FUSEBOOC ?
Oui
Non
Correction
La réponse est a. Il faut vérifier les conditions suivantes : n≥30 , np≥5 et n(1−p)≥5. Ici p=0,91 et n=100 100≥30 donc n≥30 100×0,91=91 donc np≥5 100×(1−0,91)=9 donc n(1−p)≥5
Les trois conditions sont réalisées , on peut donc calculer l'intervalle de fluctuation asymptotique au seuil de 95%. On a alors : I=[p−1,96×np×(1−p);p+1,96×np×(1−p)] I=[0,91−1,96×1000,91×(1−0,91);0,91+1,96×1000,91×(1−0,91)] I=[0,853;0,967]
Ici 0,853 est une valeur approchée par défaut de 0,91−1,96×1000,91×(1−0,91) Ici 0,967 est une valeur approchée par excès de 0,91+1,96×1000,91×(1−0,91)
Or fobs∈[0,853;0,967], donc la machine à sous fonctionne correctement. Dans l'échantillon, nous avons 13 utilisateurs qui sont connectés moins de 500 minutes par semaine. Autrement dit, nous avons 87 utilisateurs qui sont connectés plus de 500 minutes par semaine. Ainsi fobs=10087=0,87 Or fobs∈[0,853;0,967], donc l'affirmation du réseau social FUSEBOOC est vraie.
Question 5
Une chocolaterie vend un lot de 10000 tablettes de chocolat à une enseigne de la grande distribution. Elle affirme au responsable achat de l'enseigne que, dans ce lot, 90% des tablettes ont un pourcentage de cacao appartenant à l'intervalle [0,817;0,883]. Afin de vérifier si cette affirmation n'est pas mensongère, le responsable achat fait prélever 550 tablettes au hasard dans le lot et constate que, sur cet échantillon, 80 ne répondent pas au critère. Au vu de l'échantillon prélevé, que peut-on conclure quant à l'affirmation de la chocolaterie ? Utilisez un intervalle de fluctuation au seuil de 95%.
Correction
Il faut vérifier les conditions suivantes : n≥30 , np≥5 et n(1−p)≥5. Ici p=0,9 et n=550 550≥30 donc n≥30 550×0,9=495 donc np≥5 550×(1−0,9)=55 donc n(1−p)≥5
Les trois conditions sont réalisées , on peut donc calculer l'intervalle de fluctuation asymptotique au seuil de 95%. On a alors : I=[p−1,96×np×(1−p);p+1,96×np×(1−p)] I=[0,9−1,96×5500,9×(1−0,9);0,9+1,96×5500,9×(1−0,9)] I=[0,874;0,926]
Ici 0,874 est une valeur approchée par défaut de 0,9−1,96×5500,9×(1−0,9) Ici 0,926 est une valeur approchée par excès de 0,9+1,96×5500,9×(1−0,9)
Dans l'échantillon, nous avons 80 tablettes qui ne répondent pas au critère. Autrement dit, nous avons 470 tablettes qui répondent pas au critère. Ainsi : fobs=550470≈0,854 Or fobs∈/[0,874;0,926]. Donc on peut remettre en cause l'affirmation de la chocolaterie.
Question 6
Sachant qu'un intervalle de confiance à 95% a une amplitude pour n=100 égale à A, son amplitude pour n=10000 est alors égale à :
100A
10A
10A
100A
Correction
La bonne réponse est c.
L'amplitude pour un intervalle de confiance 95% est donnée par la formule n2.
On sait que qu'un intervalle de confiance à 95% avec une amplitude pour n=100 égale à A, ainsi 1002=A ou encore A=51 Si l'on souhaite déterminer l'amplitude lorsque n=10000 alors celle si sera égale à 100002. Or 100002=501 et comme A=51 alors 100002=10A
Question 7
Mesdames A et B se présentent à une élection nationale. Un sondage effectué sur un échantillon de n personnes (où n>50) donne 52% des suffrages à A et 48% à B. Soit p la proportion des votants pour madame A. Pour n=400, un intervalle de confiance de p, au niveau de 95% est :
[0,47;0,57]
[0,45;0,59]
[0,5;0,54]
[0,49;0,55]
Correction
La bonne réponse est a. Dans l'exercice , nous avons fobs=10052 donc fobs=0,52. Or n=400≥30 400×0,52=208 donc n×fobs≥5 400×(1−0,52)=192 donc n×(1−fobs)≥5
Les trois conditions sont réalisées, on peut donc calculer l'intervalle de confiance. Il vient alors : I=[0,52−4001;0,52+4001] donc I=[0,52;0,65] I=[0,52−201;0,52+201] I=[0,52−0,05;0,52+0,05]
I=[0,47;0,57]
Question 8
Mesdames A et B se présentent à une élection nationale. Un sondage effectué sur un échantillon de n personnes (où n>50) donne 52% des suffrages à A et 48% à B. Le nombre minimal de personnes interrogées permettant d'affirmer, au niveau 95% que madame A dépassera strictement 50% des intentions de vote est :
1501
2001
2501
3001
Correction
La bonne réponse est a. Ici on connait la valeur de la fréquence observée sur l'échantillon qui est f=0,52. On souhaite donc construire un intervalle de confiance de la forme [f−n1;f+n1]où la borne inférieure f−n1 doit être strictement supérieure à 0,5 . Ainsi : f−n1>0,5 équivaut successivement à 0,52−n1>0,5 −n1>0,5−0,52 −n1>−0,02 n1<0,02 (on a multiplié par −1, on change donc le sens de l'inéquation) n>0,021 (on inverse les quotients , on change donc aussi le sens de l'inéquation) n>(0,021)2 n>2500, donc