Une machine est programmée pour fabriquer des boules de billard dont le diamètre doit être de 5 cm . Pour cela, l'opérateur règle la machine sur cette valeur. On observe toutefois les variations dans les diamètres de boules de billard. Un échantillon de 40 boules est prélevé afin de contrôler la machine. Les résultats sont dans le tableau suivant :
Question 1
Quelle est la population étudiée?
Correction
La population étudiée ici : les boules de billard.
Question 2
Quel est le caractère observé?
Correction
Le caractère observé : le diamètre des boules de billard.
Question 3
Quelle est l'étendue de cette série?
Correction
L’étendue est la différence entre la plus grande et la plus petite valeur d’une série statistique.
eˊtendue=5,4−4,5
eˊtendue=0,9
Question 4
Calculer le diamètre moyen x.
Correction
La moyenne d'une série statistique est le réel, noté x, tel que : x=Nn1x1+n2x2+n3x3+…+npxp
Nous savons que l'effectif total est N=40. Il vient alors que : x=404,5×1+4,6×1+4,7×4+4,8×9+4,9×10+5×5+5,1×4+5,2×2+5,3×3+5,4×1 x=40197,2
x=4,93
.
Question 5
Si la machine est bien réglée, la moyenne des diamètres d'un échantillon d'effectif 40 doit appartenir à l'intervalle [4,88;5,12]. Est ce bien le cas?
Correction
D'après la question 4, nous voyons bien que 4,93∈[4,88;5,12]. La machine est donc bien réglée.
Question 6
Quelle est la médiane de cette série? Justifier, puis donner une interprétation concrète de cette valeur.
Correction
Nous allons dans un premier temps rajouter la ligne des effectifs cumulés croissant.
Pour déterminer la médiane, on commence par calculer 2N=240 ce qui donne 2N=20. Comme N est pair, on agit de la sorte. On indique que la médiane Me correspond à : Me=2(2N)eˋme valeur de la seˊrie+(2N+1)eˋme valeur de la seˊrie où ici 2N=20 Me=220 eˋme valeur de la seˊrie+21 eˋme valeur de la seˊrie La 20ème valeur de la série est : 4,9. La 21ème valeur de la série est : 4,9. Ainsi :
Me=24,9+4,9=4,9
La médiane est la plus petite valeur de la série telle qu‘au moins 50% des données soient inférieures à Me.
Autrement dit , il y a au moins 50% des boules de billard qui ont un diamètre inférieures ou égale à 4,9 cm.
Question 7
Donner les valeurs des quartiles Q1 et Q3.
Correction
En italique ce sont des phrases explicatives qui ne doivent pas apparaitre sur vos copies, elles servent juste à vous expliquer le raisonnement.
Nous savons que N=40
Pour déterminer le 1er quartile, on commence par calculer 4N=440 ce qui donne 4N=10.
Le 1er quartile, noté Q1, correspond à la 10ème valeur de la série ordonnée (on arrondi toujours 4N par excès si son écriture est décimal). Ainsi :
Q1=4,8
. (Dans la ligne des ECC on recherche la valeur 10 si elle n'apparait pas on prend la valeur supérieur ici on prend 15 et donc cela correspond à 4,8 cm)
Pour déterminer le 3ème quartile, on commence par calculer 43N=43×40 ce qui donne 43N=30.
Le 3ème quartile, noté Q3, correspond à la 30ème valeur de la série ordonnée (on arrondi toujours 43N par excès si son écriture est décimal). Ainsi :
Q3=5
. (Dans la ligne des ECC on recherche la valeur 30 et ici nous avons bien la valeur 30 et donc cela correspond à 5 cm)
Question 8
Construire la boite à moustaches de cette série.
Correction
Question 9
Compléter le tableau suivant : ( en regroupant par classes les valeurs initiales ).
Correction
Nous allons reprendre le tableau initial et nous avons mis en couleurs les diamètres appartenant au classes souhaitées.
Il vient alors que :
Question 10
Quelle est la classe modale?
Correction
La classe modale correspond à la classe qui dispose du plus grand effectif. Ici, la classe modale est alors : [4,8;5,1[
Question 11
En utilisant les regroupements par classes, calculer le diamètre moyen x′
Correction
Nous allons reproduire le tableau qui utilise les classes et nous allons y référencer le centre de la classe afin de faire le calcul du diamètre moyen.
x′=404,65×6+4,95×24+5,25×10 x′=40199,2
x′=4,98
.
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