Mathématiques1ère

Représentations graphiques
Exercices corrigés

Maîtrisez les représentations graphiques : diagrammes en bâtons, histogrammes, boîtes à moustaches, nuages de points et courbes de fréquences grâce à ces 5 exercices détaillés.

Concepts & Exercices
\(\text{Fréquence} = \frac{\text{Effectif}}{\text{Total}}\)
Calcul de fréquences
Diagramme en bâtons
Barres proportionnelles aux effectifs
Données discrètes
Histogramme
Rectangles proportionnels aux effectifs
Données continues
Boîte à moustaches
Min, Q₁, Médiane, Q₃, Max
Quartiles et dispersion
🎯
Choix approprié : Le type de graphique dépend du type de données (discrètes ou continues)
📊
Lecture : Chaque graphique permet de visualiser la distribution et les caractéristiques des données
🔍
Interprétation : Identification de la tendance centrale, de la dispersion et des valeurs aberrantes
Exercice 1
Construire un diagramme en bâtons pour les notes d'une classe : 8 (5 élèves), 10 (8 élèves), 12 (12 élèves), 14 (6 élèves), 16 (4 élèves).
Exercice 2
Représenter par un histogramme les tailles des élèves regroupées en classes : [150-160[ (8), [160-170[ (15), [170-180[ (10), [180-190[ (2).
Exercice 3
Tracer la boîte à moustaches pour la série : 5, 7, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25. Calculer les quartiles.
Exercice 4
Représenter le nuage de points pour la série double : (2,5), (4,7), (6,9), (8,12), (10,14), (12,16), (14,18). Interpréter la tendance.
Exercice 5
Tracer la courbe des fréquences cumulées croissantes pour les notes : [0-5[ (3), [5-10[ (7), [10-15[ (12), [15-20[ (8).
Corrigé : Exercices 1 à 3
1 Diagramme en bâtons
Définition :

Diagramme en bâtons : Représentation graphique des données discrètes où chaque valeur est représentée par un segment vertical (bâton) dont la hauteur est proportionnelle à l'effectif de cette valeur.

Méthode :
  1. Identifier les valeurs prises par la variable (notes)
  2. Identifier les effectifs correspondants
  3. Placer les valeurs sur l'axe horizontal
  4. Tracer des segments verticaux dont la hauteur correspond à l'effectif
  5. Donner un titre au graphique et nommer les axes
Étape 1 : Identifier les données

Valeurs (notes) : 8, 10, 12, 14, 16

Effectifs : 5, 8, 12, 6, 4

Étape 2 : Construire le diagramme

Chaque note est représentée par un bâton vertical

Hauteur du bâton = effectif de la note

Étape 3 : Interprétation

La note 12 est la plus fréquente (12 élèves)

La note 16 est la moins fréquente (4 élèves)

Diagramme en bâtons construit
Réponse finale :

Le diagramme en bâtons montre que la note 12 est la plus fréquente avec 12 élèves, tandis que la note 16 est la moins fréquente avec 4 élèves.

Règles appliquées :

Données discrètes : Utiliser un diagramme en bâtons

Proportionnalité : Hauteur du bâton ∝ effectif

Lecture : Facilité d'identification des valeurs les plus fréquentes

2 Histogramme
Définition :

Histogramme : Représentation graphique des données continues regroupées en classes. Chaque classe est représentée par un rectangle dont l'aire est proportionnelle à l'effectif de la classe.

Méthode :
  1. Identifier les classes et leurs effectifs
  2. Déterminer les bornes inférieures et supérieures de chaque classe
  3. Calculer les centres de chaque classe
  4. Tracer des rectangles dont la largeur correspond à l'amplitude de la classe et la hauteur à la densité
  5. Donner un titre au graphique et nommer les axes
Étape 1 : Identifier les classes et leurs effectifs

Classes : [150-160[, [160-170[, [170-180[, [180-190[

Effectifs : 8, 15, 10, 2

Étape 2 : Calculer les amplitudes

Toutes les classes ont la même amplitude : 10 cm

Étape 3 : Tracer l'histogramme

Chaque classe est représentée par un rectangle

Largeur = amplitude de la classe

Hauteur = effectif (puisque toutes les amplitudes sont égales)

Étape 4 : Interprétation

La classe [160-170[ est la plus fréquente (15 élèves)

La classe [180-190[ est la moins fréquente (2 élèves)

Histogramme construit
Réponse finale :

L'histogramme montre que la majorité des élèves ont des tailles comprises entre 160 et 170 cm (15 élèves).

Règles appliquées :

Données continues : Utiliser un histogramme

Proportionnalité : Aire du rectangle ∝ effectif

Classes adjacentes : Rectangles accolés sans espace

3 Boîte à moustaches
Définition :

Boîte à moustaches : Représentation graphique qui montre la distribution des données à travers cinq indicateurs : minimum, premier quartile (Q₁), médiane (Q₂), troisième quartile (Q₃) et maximum.

Méthode :
  1. Ordonner les données par ordre croissant
  2. Calculer les quartiles (Q₁, Q₂, Q₃)
  3. Identifier le minimum et le maximum
  4. Tracer la boîte à moustaches avec les cinq indicateurs
  5. Interpréter la symétrie et la dispersion des données
Étape 1 : Ordonner les données

Série ordonnée : 5, 7, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25

Effectif total : n = 10

Étape 2 : Calculer les quartiles

Minimum = 5

Maximum = 25

Médiane (Q₂) = (12 + 15)/2 = 13.5 (moyenne des 5ème et 6ème valeurs)

Q₁ = 8 (3ème valeur, position 10×0.25 = 2.5 ≈ 3)

Q₃ = 20 (8ème valeur, position 10×0.75 = 7.5 ≈ 8)

Étape 3 : Tracer la boîte à moustaches

Rectangle allant de Q₁ (8) à Q₃ (20)

Ligne intérieure au rectangle à la médiane (13.5)

Moustaches allant de Min (5) à Q₁ et de Q₃ à Max (25)

Étape 4 : Interprétation

Intervalle interquartile = Q₃ - Q₁ = 20 - 8 = 12

La moitié des données est comprise entre 8 et 20

La distribution semble légèrement asymétrique

Min = 5, Q₁ = 8, Médiane = 13.5, Q₃ = 20, Max = 25
Réponse finale :

La boîte à moustaches montre une distribution légèrement asymétrique avec un intervalle interquartile de 12. La moitié des données est comprise entre 8 et 20.

Règles appliquées :

Boîte : Allant de Q₁ à Q₃

Médiane : Ligne intérieure dans la boîte

Moustaches : Allant de Min à Q₁ et de Q₃ à Max

Corrigé : Exercices 4 à 5
4 Nuage de points
Définition :

Nuage de points : Représentation graphique d'une série statistique à deux variables. Chaque couple (xᵢ, yᵢ) est représenté par un point dans un repère.

Méthode :
  1. Identifier les deux variables à représenter
  2. Placer les couples (xᵢ, yᵢ) dans un repère orthogonal
  3. Analyser la forme du nuage de points
  4. Identifier s'il existe une relation entre les variables
  5. Reconnaître s'il s'agit d'une relation linéaire, exponentielle, etc.
Étape 1 : Identifier les couples de données

(2,5), (4,7), (6,9), (8,12), (10,14), (12,16), (14,18)

Étape 2 : Tracer les points dans un repère

Axe des abscisses : variable x

Axe des ordonnées : variable y

Étape 3 : Analyser la forme du nuage

Les points semblent alignés

Il y a une tendance linéaire croissante

Étape 4 : Interprétation

Il existe une relation positive entre les deux variables

Quand x augmente, y tend également à augmenter

La relation semble linéaire

Relation linéaire positive entre x et y
Réponse finale :

Le nuage de points montre une relation linéaire positive entre les deux variables. Lorsque x augmente, y augmente également de manière régulière.

Règles appliquées :

Deux variables : Représentation dans un repère

Relation : Positive si les points montent de gauche à droite

Alignement : Indique une relation linéaire

5 Courbe des fréquences cumulées
Définition :

Courbe des fréquences cumulées croissantes : Représentation graphique qui montre la proportion cumulée des données inférieures ou égales à une certaine valeur. C'est une fonction croissante allant de 0 à 1.

Méthode :
  1. Identifier les classes et leurs effectifs
  2. Calculer les fréquences de chaque classe
  3. Calculer les fréquences cumulées croissantes
  4. Placer les points (borne supérieure de classe, fréquence cumulée)
  5. Relier les points pour former une courbe continue
Étape 1 : Calculer les effectifs totaux

Effectif total = 3 + 7 + 12 + 8 = 30

Étape 2 : Calculer les fréquences

[0-5[ : 3/30 = 0.1

[5-10[ : 7/30 ≈ 0.233

[10-15[ : 12/30 = 0.4

[15-20[ : 8/30 ≈ 0.267

Étape 3 : Calculer les fréquences cumulées

Avant [0-5[ : 0

Après [0-5[ : 0.1

Après [5-10[ : 0.1 + 0.233 = 0.333

Après [10-15[ : 0.333 + 0.4 = 0.733

Après [15-20[ : 0.733 + 0.267 = 1.0

Étape 4 : Tracer la courbe

Points à tracer : (0, 0), (5, 0.1), (10, 0.333), (15, 0.733), (20, 1.0)

Relier les points par des segments

Étape 5 : Interprétation

La courbe est strictement croissante

Elle atteint 0.5 (50%) vers la classe [10-15[

Cela correspond à la médiane

Courbe des fréquences cumulées croissantes tracée
Réponse finale :

La courbe des fréquences cumulées croissantes montre une progression régulière, atteignant 50% vers la classe [10-15[ qui contient la médiane.

Règles appliquées :

Fonction croissante : Allant de 0 à 1

Médiane : Valeur où la fréquence cumulée atteint 0.5

Interprétation : Permet de lire les quantiles

Cours bien détaillé
\(\text{Fréquence} = \frac{\text{Effectif}}{\text{Total}}\)
Calcul de fréquences
🎯
Diagramme en bâtons : Pour données discrètes, hauteurs proportionnelles aux effectifs.
📊
Histogramme : Pour données continues, aires proportionnelles aux effectifs.
📐
Boîte à moustaches : Montre les quartiles, la médiane et l'étendue des données.
📝
Applications : Analyse de données, statistiques descriptives, présentation de résultats.
💡
Conseil : Toujours nommer les axes et donner un titre clair au graphique
🔍
Attention : Choisir le bon type de graphique selon le type de données
Astuce : La boîte à moustaches permet d'identifier les valeurs aberrantes
📋
Méthode : Toujours commencer par trier les données pour les quartiles
Vérification : La somme des fréquences doit être égale à 1
Types de graphiques :
  • Diagramme en bâtons : Données discrètes, effectifs
  • Histogramme : Données continues, classes
  • Boîte à moustaches : Quartiles, dispersion
  • Nuage de points : Relations entre deux variables
  • Courbe des fréquences cumulées : Répartition cumulative
Règles importantes :
  • \(\sum \text{fréquences} = 1\) pour une série complète
  • Q₂ (médiane) divise la série en deux parties égales
  • Intervalle interquartile = Q₃ - Q₁ (50% des données)
  • L'histogramme a des rectangles accolés sans espace
  • La courbe des fréquences cumulées est croissante
\(\text{Q}_1 = \text{valeur à } \frac{n}{4}, \text{ Q}_2 = \text{valeur à } \frac{n}{2}, \text{ Q}_3 = \text{valeur à } \frac{3n}{4}\)
Calcul des quartiles
Représentations graphiques Statistiques descriptives avancées