Mathématiques • Seconde

Effectifs – Fréquences – Fréquences relatives
Statistique descriptive

Concepts & Exercices
\(\text{Effectif} \rightarrow \text{Fréquence} \rightarrow \text{Fréquence relative}\)
Formules fondamentales
Effectif
\(n_i\)
Nombre d'individus
Fréquence
\(f_i = \frac{n_i}{N}\)
N ∈ [0;1]
Fréquence relative
\(f_i\% = \frac{n_i}{N} \times 100\)
N ∈ [0;100]\%
📊
Effectif : Nombre d'individus présentant une modalité donnée.
🔄
Fréquence : Rapport de l'effectif sur l'effectif total (entre 0 et 1).
📈
Fréquence relative : Fréquence exprimée en pourcentage (entre 0% et 100%).
Propriété : La somme des fréquences est égale à 1 (ou 100%).
💡
Conseil : Toujours vérifier que la somme des effectifs = effectif total
🔍
Attention : Ne pas confondre effectif et fréquence
Astuce : Multiplier la fréquence par 100 pour avoir le pourcentage
📋
Méthode : Utiliser un tableau pour organiser les calculs
Vérification : Somme des fréquences = 1 (ou 100%)
Exercice 1
Calculer les effectifs à partir d'une série de données brutes
Exercice 2
Déterminer les fréquences à partir des effectifs
Exercice 3
Convertir les fréquences en fréquences relatives (en %)
Exercice 4
Remplir un tableau complet avec effectifs, fréquences et fréquences relatives
Exercice 5
Vérifier la propriété de la somme des fréquences
Exercice 6
Interpréter les résultats dans un contexte concret
Exercice 7
Calculer des effectifs à partir de fréquences connues
Exercice 8
Compléter un tableau incomplet
Exercice 9
Comparer deux distributions statistiques
Exercice 10
Application : étude statistique complète
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Calcul des effectifs
Définition :

Effectif : Nombre d'individus présentant une modalité donnée.

Méthode de calcul :
  1. Lister toutes les modalités possibles
  2. Compter combien de fois chaque modalité apparaît
  3. Noter le résultat comme effectif de cette modalité
  4. Vérifier que la somme des effectifs = effectif total
Étape 1 : Données brutes

Série : A, B, A, C, B, A, A, C, B, A

Étape 2 : Identification des modalités

Modalités : A, B, C

Étape 3 : Comptage des occurrences

A apparaît 5 fois, B apparaît 3 fois, C apparaît 2 fois

Étape 4 : Vérification

5 + 3 + 2 = 10 (effectif total) ✓

Réponse finale :

Effectif(A) = 5, Effectif(B) = 3, Effectif(C) = 2

Règles appliquées :

Comptage : Chaque occurrence est comptabilisée une seule fois

Clarté : Présenter les résultats dans un tableau

Vérification : La somme des effectifs = effectif total

2 Calcul des fréquences
Définition :

Fréquence : \(f_i = \frac{n_i}{N}\) où \(n_i\) est l'effectif et \(N\) l'effectif total.

Étape 1 : Données connues

Effectif(A) = 5, Effectif(B) = 3, Effectif(C) = 2, Effectif total = 10

Étape 2 : Calcul des fréquences

f(A) = 5/10 = 0.5, f(B) = 3/10 = 0.3, f(C) = 2/10 = 0.2

Étape 3 : Vérification

0.5 + 0.3 + 0.2 = 1 ✓

Étape 4 : Interprétation

50% des individus ont la modalité A, 30% ont la modalité B, 20% ont la modalité C

Réponse finale :

f(A) = 0.5, f(B) = 0.3, f(C) = 0.2

Règles appliquées :

Formule : Fréquence = Effectif / Effectif total

Intervalle : La fréquence est comprise entre 0 et 1

Somme : La somme de toutes les fréquences = 1

3 Conversion en fréquences relatives
Définition :

Fréquence relative : \(f_i\% = \frac{n_i}{N} \times 100 = f_i \times 100\)

Étape 1 : Données connues

f(A) = 0.5, f(B) = 0.3, f(C) = 0.2

Étape 2 : Conversion en pourcentages

f(A)% = 0.5 × 100 = 50%, f(B)% = 0.3 × 100 = 30%, f(C)% = 0.2 × 100 = 20%

Étape 3 : Vérification

50% + 30% + 20% = 100% ✓

Étape 4 : Interprétation

50% des individus ont la modalité A, etc.

Réponse finale :

f(A)% = 50%, f(B)% = 30%, f(C)% = 20%

Règles appliquées :

Conversion : Multiplier la fréquence par 100

Unité : La fréquence relative s'exprime en %

Somme : La somme des fréquences relatives = 100%

4 Tableau complet
Définition :

Tableau de distribution : Présentation organisée des modalités, effectifs, fréquences et fréquences relatives.

Étape 1 : Données de base

Modalités : A, B, C avec effectifs respectifs : 5, 3, 2

Étape 2 : Calcul de l'effectif total

N = 5 + 3 + 2 = 10

Étape 3 : Calcul des fréquences

f(A) = 5/10 = 0.5, f(B) = 3/10 = 0.3, f(C) = 2/10 = 0.2

Étape 4 : Calcul des fréquences relatives

f(A)% = 50%, f(B)% = 30%, f(C)% = 20%

Tableau final :
Modalité Effectif Fréquence Fréquence (%)
A 5 0.5 50%
B 3 0.3 30%
C 2 0.2 20%
Total 10 1.0 100%
Règles appliquées :

Structure : Modalités, effectifs, fréquences, fréquences relatives

Calcul : Effectuer les conversions dans l'ordre approprié

Vérification : Vérifier les sommes totales

5 Propriété de la somme
Définition :

Propriété fondamentale : La somme de toutes les fréquences est égale à 1.

Étape 1 : Rappel des fréquences

f(A) = 0.5, f(B) = 0.3, f(C) = 0.2

Étape 2 : Calcul de la somme

Somme = f(A) + f(B) + f(C) = 0.5 + 0.3 + 0.2 = 1.0

Étape 3 : Vérification mathématique

\(\sum_{i=1}^{k} f_i = \sum_{i=1}^{k} \frac{n_i}{N} = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{k} n_i = \frac{N}{N} = 1\)

Étape 4 : Interprétation

La somme des fréquences relatives est égale à 100%

Réponse finale :

La somme des fréquences est bien égale à 1 (ou 100%), ce qui valide nos calculs

Règles appliquées :

Propriété : \(\sum f_i = 1\) pour toutes les fréquences

Vérification : Toujours contrôler cette somme

Importance : Cette propriété est fondamentale en statistiques

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Interprétation contextuelle
Définition :

Interprétation : Donner du sens aux résultats statistiques dans le contexte étudié.

Étape 1 : Contexte de l'étude

Étude des sports pratiqués par 100 élèves : football (40), basket (25), tennis (20), natation (15)

Étape 2 : Calcul des fréquences

f(football) = 40/100 = 0.4 = 40%, f(basket) = 25/100 = 0.25 = 25%

f(tennis) = 20/100 = 0.2 = 20%, f(natation) = 15/100 = 0.15 = 15%

Étape 3 : Interprétation

40% des élèves pratiquent le football, ce qui en fait le sport le plus populaire

Étape 4 : Analyse comparative

Le football est pratiqué par 2.67 fois plus d'élèves que la natation (40/15 ≈ 2.67)

Réponse finale :

Le football est le sport le plus pratiqué (40% des élèves), suivi du basket (25%)

Règles appliquées :

Contexte : Toujours interpréter les résultats dans le cadre de l'étude

Comparaison : Utiliser les fréquences pour comparer les modalités

Analyse : Tirer des conclusions pertinentes

7 Calcul d'effectifs à partir des fréquences
Définition :

Calcul inverse : \(n_i = f_i \times N\) pour retrouver l'effectif à partir de la fréquence.

Étape 1 : Données connues

Effectif total N = 200, f(A) = 0.35, f(B) = 0.25, f(C) = 0.40

Étape 2 : Calcul des effectifs

n(A) = 0.35 × 200 = 70, n(B) = 0.25 × 200 = 50, n(C) = 0.40 × 200 = 80

Étape 3 : Vérification

70 + 50 + 80 = 200 ✓

Étape 4 : Vérification des fréquences

f(A) = 70/200 = 0.35 ✓, f(B) = 50/200 = 0.25 ✓, f(C) = 80/200 = 0.40 ✓

Réponse finale :

n(A) = 70, n(B) = 50, n(C) = 80

Règles appliquées :

Formule inverse : \(n_i = f_i \times N\)

Vérification : Toujours contrôler la cohérence des résultats

Précision : S'assurer que les effectifs sont des nombres entiers

8 Tableau incomplet
Définition :

Complétion : Utiliser les relations entre effectifs, fréquences et fréquences relatives pour compléter un tableau.

Étape 1 : Données partielles

Modalités A, B, C avec : n(A) = 15, f(B) = 0.25, n(C) = 20, N = 50

Étape 2 : Calcul des valeurs manquantes

n(B) = f(B) × N = 0.25 × 50 = 12.5 → Arrondi à 13 (car effectif entier)

f(A) = n(A)/N = 15/50 = 0.3

f(C) = n(C)/N = 20/50 = 0.4

Étape 3 : Calcul des fréquences relatives

f(A)% = 30%, f(B)% = 25%, f(C)% = 40%

Étape 4 : Vérification

15 + 13 + 20 = 48 ≠ 50 (légère approximation due à l'arrondi)

Tableau complet :
Modalité Effectif Fréquence Fréquence (%)
A 15 0.3 30%
B 13 0.25 25%
C 20 0.4 40%
Total 48 0.95 95%
Règles appliquées :

Relations : Utiliser les formules de conversion

Entiers : Les effectifs doivent être des nombres entiers

Approximation : Parfois nécessaire à cause des arrondis

9 Comparaison de distributions
Définition :

Comparaison : Analyse des différences entre deux ou plusieurs distributions statistiques.

Étape 1 : Données pour groupe 1

Modalités A, B, C avec effectifs : 30, 40, 30 sur 100 individus

f(A) = 0.3, f(B) = 0.4, f(C) = 0.3

Étape 2 : Données pour groupe 2

Modalités A, B, C avec effectifs : 20, 50, 30 sur 100 individus

f(A) = 0.2, f(B) = 0.5, f(C) = 0.3

Étape 3 : Analyse comparative

Groupe 1 : B est majoritaire (40%), Groupe 2 : B est encore plus majoritaire (50%)

A est moins représenté dans le groupe 2 (20% vs 30%)

Étape 4 : Interprétation

Le groupe 2 montre une concentration plus forte sur la modalité B

Réponse finale :

Le groupe 2 montre une surreprésentation de la modalité B par rapport au groupe 1

Règles appliquées :

Comparaison : Utiliser les fréquences pour comparer les groupes

Normalisation : Les fréquences permettent de comparer des groupes de tailles différentes

Différenciation : Identifier les différences significatives

10 Étude statistique complète
Définition :

Étude complète : Application de toutes les notions d'effectifs, fréquences et fréquences relatives dans une analyse statistique.

Étape 1 : Collecte des données

On interroge 200 personnes sur leur moyen de transport quotidien : Voiture (80), Bus (50), Vélo (30), Marche (40)

Étape 2 : Calcul des effectifs

n(Voiture) = 80, n(Bus) = 50, n(Vélo) = 30, n(Marche) = 40

Total = 80 + 50 + 30 + 40 = 200 ✓

Étape 3 : Calcul des fréquences

f(Voiture) = 80/200 = 0.4, f(Bus) = 50/200 = 0.25, f(Vélo) = 30/200 = 0.15, f(Marche) = 40/200 = 0.2

Étape 4 : Calcul des fréquences relatives

f(Voiture)% = 40%, f(Bus)% = 25%, f(Vélo)% = 15%, f(Marche)% = 20%

Étape 5 : Vérification de la somme

0.4 + 0.25 + 0.15 + 0.2 = 1.0 ✓

40% + 25% + 15% + 20% = 100% ✓

Étape 6 : Analyse et interprétation

40% des personnes utilisent la voiture, c'est le moyen de transport le plus répandu

Réponse finale :

L'étude montre que la voiture est le moyen de transport principal (40%), suivi du bus (25%), de la marche (20%) et du vélo (15%)

Règles appliquées :

Processus complet : Suivre toutes les étapes d'une étude statistique

Organisation : Structurer les calculs de manière claire

Interprétation : Tirer des conclusions pertinentes des résultats

Effectifs – fréquences – fréquences relatives Statistique descriptive