Étendue et Écart Interquartile | Mathématiques Seconde - Statistiques et Probabilités
Introduction
Découvrez comment mesurer la dispersion des données
Définition de l'étendue
L'étendue
L'étendue d'une série statistique est la différence entre la plus grande valeur et la plus petite valeur de la série.
L'étendue est un indicateur de dispersion qui mesure l'écart total entre les valeurs extrêmes de la série.
Calcul de l'étendue
Méthode de calcul
- 1 Identifier la valeur maximale de la série
- 2 Identifier la valeur minimale de la série
- 3 Calculer la différence : valeur maximale - valeur minimale
Série : 12, 8, 15, 20, 7, 14, 18, 10
Valeur maximale : 20
Valeur minimale : 7
Étendue = 20 - 7 = 13
Limites de l'étendue
Avantages et inconvénients
- 1 Facile à calculer
- 2 Donne une idée rapide de la dispersion
- 3 Utile pour une comparaison rapide de plusieurs séries
- 1 Sensible aux valeurs extrêmes (outliers)
- 2 Ne tient compte que de deux valeurs
- 3 N'informe pas sur la répartition des autres valeurs
Définition de l'écart interquartile
L'écart interquartile
L'écart interquartile est la différence entre le troisième quartile (Q3) et le premier quartile (Q1).
Cet indicateur mesure la dispersion des 50% des valeurs centrales de la série, ce qui le rend moins sensible aux valeurs extrêmes.
- Moins influencé par les valeurs extrêmes que l'étendue
- Donne une idée de la dispersion des valeurs centrales
- Utile pour comparer la variabilité de plusieurs séries
Calcul de l'écart interquartile
Méthode de calcul
- 1 Ordonner la série par ordre croissant
- 2 Calculer le premier quartile Q1
- 3 Calculer le troisième quartile Q3
- 4 Calculer l'écart interquartile : Q3 - Q1
Série ordonnée : 8, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 22, 25, 28
Effectif total : n = 10
Q1 (position 10/4 = 2.5 → arrondi à 3) = 12
Q3 (position 3×10/4 = 7.5 → arrondi à 8) = 22
Écart interquartile = 22 - 12 = 10
Exercice d'application
Calcul de l'étendue et de l'écart interquartile
Voici les notes obtenues par 9 élèves à un contrôle :
12, 8, 15, 14, 10, 16, 13, 11, 9
Calculer l'étendue et l'écart interquartile de cette série.
Solution de l'exercice
Correction détaillée
Valeurs initiales : 12, 8, 15, 14, 10, 16, 13, 11, 9
Valeurs ordonnées : 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
Valeur maximale : 16
Valeur minimale : 8
Étendue = 16 - 8 = 8
Effectif total : n = 9
Position de Q1 : 9/4 = 2.25, donc on arrondit à 3
Q1 = 3ème valeur = 10
Position de Q3 : 3×9/4 = 6.75, donc on arrondit à 7
Q3 = 7ème valeur = 14
Écart interquartile = Q3 - Q1 = 14 - 10 = 4
Représentation graphique
Diagramme en boîte
Le diagramme en boîte (ou boîte à moustaches) montre visuellement les indicateurs de dispersion :
- Les extrémités des "moustaches" correspondent aux valeurs minimale et maximale (étendue)
- La boîte va du premier quartile (Q1) au troisième quartile (Q3)
- La longueur de la boîte représente l'écart interquartile
- Une ligne à l'intérieur de la boîte indique la médiane
Comparaison des indicateurs
Étendue vs Écart interquartile
- Utilise uniquement les valeurs extrêmes
- Sensible aux valeurs aberrantes
- Donne une idée globale de la dispersion
- Facile à calculer
- Utilise les quartiles Q1 et Q3
- Robuste face aux valeurs aberrantes
- Donne une idée de la dispersion des valeurs centrales
- Nécessite le calcul des quartiles
- Utilisez l'étendue pour une vision globale rapide
- Utilisez l'écart interquartile pour une mesure plus robuste de la dispersion
- Utilisez les deux pour une analyse complète
Applications pratiques
Domaines d'application
Les indicateurs de dispersion sont utilisés pour analyser la répartition des revenus :
- L'étendue montre l'écart entre les revenus minimum et maximum
- L'écart interquartile mesure l'écart entre les 25% les plus pauvres et les 25% les plus riches
- Permet de comparer les inégalités entre différentes populations
Les indicateurs de dispersion permettent d'analyser les résultats scolaires :
- L'étendue montre la différence entre la meilleure et la moins bonne note
- L'écart interquartile montre la dispersion des résultats centraux
- Aide à identifier la cohésion d'une classe
Les indicateurs de dispersion sont utilisés pour analyser des données démographiques :
- Répartition des âges dans une population
- Temps d'attente dans des services publics
- Distribution des tailles ou poids dans une population
Exercice complémentaire
Application économique
Entreprise A : 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 3000
Entreprise B : 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450
Calculer l'étendue et l'écart interquartile pour chaque entreprise. Comparer les résultats et interpréter.
Solution de l'exercice complémentaire
Correction détaillée
Série ordonnée : 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 3000
Étendue = 3000 - 1800 = 1200 €
Q1 (position 10/4 = 2.5 → arrondi à 3) = 2000 €
Q3 (position 3×10/4 = 7.5 → arrondi à 8) = 2500 €
Écart interquartile = 2500 - 2000 = 500 €
Série ordonnée : 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450
Étendue = 2450 - 2000 = 450 €
Q1 (position 10/4 = 2.5 → arrondi à 3) = 2100 €
Q3 (position 3×10/4 = 7.5 → arrondi à 8) = 2350 €
Écart interquartile = 2350 - 2100 = 250 €
- L'entreprise A a une plus grande étendue (1200 € vs 450 €), ce qui indique une plus grande dispersion des salaires.
- L'entreprise A a aussi un écart interquartile plus grand (500 € vs 250 €), ce qui montre que les salaires centraux sont plus dispersés.
- La valeur 3000 € dans l'entreprise A est probablement une valeur aberrante, ce qui explique la grande étendue.
- L'entreprise B a des salaires plus homogènes.
Résumé
Points clés
- Difference entre la valeur maximale et la valeur minimale
- \(\text{Étendue} = \text{Valeur maximale} - \text{Valeur minimale}\)
- Sensible aux valeurs extrêmes
- Donne une idée globale de la dispersion
- Difference entre le troisième quartile (Q3) et le premier quartile (Q1)
- \(\text{Écart interquartile} = Q3 - Q1\)
- Robuste face aux valeurs extrêmes
- Mesure la dispersion des valeurs centrales
- Utilisez l'étendue pour une vision rapide
- Utilisez l'écart interquartile pour une mesure plus robuste
- Les deux peuvent être utilisés ensemble pour une analyse complète
Conclusion
Félicitations !
Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences