Statistiques : bilan d’un club de musique

Le club de musique d'un collège compte 30 adhérents. Une enquête a été menée auprès de chacun.

Partie A — Instruments pratiqués

L'instrument principal pratiqué par chacun a été relevé.

Instrument Piano Guitare Violon Batterie Flûte
Effectif 9 12 3 4 2
  1. Calculer la fréquence (en pourcentage) correspondant à chaque instrument. Arrondir au dixième de pourcent si nécessaire.
  2. Calculer l'angle (en degrés) que devra avoir chaque secteur dans un diagramme circulaire représentant cette série.
  3. Construire le diagramme circulaire de cette série.

Partie B — Années de pratique

Chaque adhérent a indiqué le nombre d'années depuis lesquelles il pratique la musique. Les 30 réponses ont été regroupées dans le tableau ci-dessous :

Années 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Effectif 4 4 4 5 4 3 3 2 1
  1. Calculer le nombre moyen d'années de pratique. Arrondir au dixième.
  2. Déterminer la médiane et l'étendue de cette série.
  3. La présidente du club affirme : « Plus de la moitié des adhérents pratiquent la musique depuis au moins 4 ans. » A-t-elle raison ? Justifier.

Corrigé

Partie A — Instruments pratiqués

  1. La fréquence d'un instrument est obtenue en divisant son effectif par l'effectif total (30), puis en exprimant le résultat en pourcentage.

    Piano : $ \dfrac{9}{30} = 0{,}30 = $ $\mathbf{30\%}$

    Guitare : $ \dfrac{12}{30} = 0{,}40 = $ $\mathbf{40\%}$

    Violon : $ \dfrac{3}{30} = 0{,}10 = $ $\mathbf{10\%}$

    Batterie : $ \dfrac{4}{30} \approx 0{,}133 \approx $ $\mathbf{13{,}3\%}$

    Flûte : $ \dfrac{2}{30} \approx 0{,}067 \approx $ $\mathbf{6{,}7\%}$

    Vérification : $ 30 + 40 + 10 + 13{,}3 + 6{,}7 = 100 $ ; la somme des fréquences est bien de $ 100\% $.

  2. L'angle d'un secteur se calcule par :

    $ \text{angle} = \dfrac{\text{effectif}}{\text{effectif total}} \times 360^{\circ} $

    Piano : $ \dfrac{9}{30} \times 360 = 108^{\circ} $

    Guitare : $ \dfrac{12}{30} \times 360 = 144^{\circ} $

    Violon : $ \dfrac{3}{30} \times 360 = 36^{\circ} $

    Batterie : $ \dfrac{4}{30} \times 360 = 48^{\circ} $

    Flûte : $ \dfrac{2}{30} \times 360 = 24^{\circ} $

    Vérification : $ 108 + 144 + 36 + 48 + 24 = 360 $ ; la somme des angles est bien de $ 360^{\circ} $.

  3. On obtient le diagramme circulaire suivant :

    Diagramme circulaire représentant les instruments pratiqués par les 30 adhérents du club de musique

Partie B — Années de pratique

  1. On calcule la moyenne pondérée :
    $ \bar{x} = \dfrac{1 \times 4 + 2 \times 4 + 3 \times 4 + 4 \times 5 + 5 \times 4 + 6 \times 3 + 7 \times 3 + 8 \times 2 + 9 \times 1}{30} $
    $ \bar{x} = \dfrac{4 + 8 + 12 + 20 + 20 + 18 + 21 + 16 + 9}{30} = \dfrac{128}{30} \approx 4{,}3 $

    Le nombre moyen d'années de pratique est d'environ 4,3 ans.

  2. L'effectif total est $ N = 30 $ (pair). La médiane est la moyenne des valeurs en positions $ \dfrac{30}{2} = 15 $ et $ \dfrac{30}{2} + 1 = 16 $.

    On calcule les effectifs cumulés croissants :

    Années 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    Effectif 4 4 4 5 4 3 3 2 1
    Eff. cumulé 4 8 12 17 21 24 27 29 30

    L'effectif cumulé atteint 12 à la valeur 3 et passe à 17 à la valeur 4. Les 15e et 16e valeurs valent donc toutes les deux 4.

    $ M_e = \dfrac{4 + 4}{2} = 4 $

    La médiane est de 4 ans.

    L'étendue vaut $ 9 - 1 = 8 $. Elle est de 8 ans.

  3. On compte les adhérents qui pratiquent depuis au moins 4 ans, c'est-à-dire dont la valeur est supérieure ou égale à 4 :
    $ 5 + 4 + 3 + 3 + 2 + 1 = 18 $

    La fréquence correspondante est :
    $ \dfrac{18}{30} = 0{,}6 = 60\% $

    Comme $ 60\% > 50\% $, la présidente a raison : 18 adhérents sur 30, soit $ 60\% $, pratiquent la musique depuis au moins 4 ans, ce qui représente bien plus de la moitié.

Statistiques : médiane des temps de trajet

Lors d'une enquête, on a interrogé 9 élèves d'une classe de 4e sur le temps de trajet (en minutes) entre le collège et leur domicile. Voici les réponses :

8 ; 25 ; 12 ; 5 ; 30 ; 18 ; 10 ; 22 ; 14

  1. Ranger les valeurs de la série par ordre croissant.
  2. Déterminer la médiane et l'étendue de cette série. Donner une interprétation de la médiane.
  3. Calculer la moyenne de cette série. Comparer avec la médiane et expliquer l'écart obtenu.
  4. On interroge un dixième élève qui met 35 minutes pour rentrer chez lui. Recalculer la médiane de cette nouvelle série de 10 valeurs.

Corrigé

  1. La série rangée par ordre croissant :
    5 ; 8 ; 10 ; 12 ; 14 ; 18 ; 22 ; 25 ; 30
  2. L'effectif total est $ N = 9 $ (impair). La médiane est la valeur en position $ \dfrac{9 + 1}{2} = 5 $, c'est-à-dire la 5e valeur.

    La médiane est 14 minutes. Cela signifie qu'au moins la moitié des élèves mettent 14 minutes ou moins pour rentrer chez eux, et l'autre moitié 14 minutes ou plus.

    L'étendue vaut $ 30 - 5 = 25 $. Elle est de 25 minutes.

  3. La moyenne est :
    $ \bar{x} = \dfrac{5 + 8 + 10 + 12 + 14 + 18 + 22 + 25 + 30}{9} = \dfrac{144}{9} = 16 $

    La moyenne est de 16 minutes.

    La moyenne (16 min) est supérieure à la médiane (14 min) : les valeurs élevées de la série (25 et 30 min) tirent la moyenne vers le haut, alors qu'elles n'influencent pas la médiane.

  4. La nouvelle série, rangée par ordre croissant, comporte 10 valeurs :
    5 ; 8 ; 10 ; 12 ; 14 ; 18 ; 22 ; 25 ; 30 ; 35

    L'effectif est $ N = 10 $ (pair). La médiane est la moyenne des valeurs en positions $ \dfrac{10}{2} = 5 $ et $ \dfrac{10}{2} + 1 = 6 $, c'est-à-dire la 5e et la 6e valeur :
    $ M_e = \dfrac{14 + 18}{2} = 16 $

    La nouvelle médiane est de 16 minutes.

Statistiques : moyenne pondérée des notes d’un contrôle

Une professeure a noté sur 20 le contrôle de mathématiques d'une classe de 4e. Voici la répartition des notes :

Note 6 8 10 11 12 13 15 17
Effectif 2 3 4 5 5 4 2 1
  1. Combien d'élèves ont composé pour ce contrôle ?
  2. Calculer la moyenne de la classe. Arrondir au dixième.
  3. Calculer l'étendue des notes obtenues.
  4. La professeure décide d'ajouter 2 points à chaque copie. Sans tout recalculer, donner la nouvelle moyenne de la classe et la nouvelle étendue. Justifier.

Corrigé

  1. On additionne tous les effectifs :
    $ 2 + 3 + 4 + 5 + 5 + 4 + 2 + 1 = 26 $

    26 élèves ont composé.

  2. On calcule la moyenne pondérée :
    $ \bar{x} = \dfrac{6 \times 2 + 8 \times 3 + 10 \times 4 + 11 \times 5 + 12 \times 5 + 13 \times 4 + 15 \times 2 + 17 \times 1}{26} $
    $ \bar{x} = \dfrac{12 + 24 + 40 + 55 + 60 + 52 + 30 + 17}{26} $
    $ \bar{x} = \dfrac{290}{26} \approx 11{,}2 $

    La moyenne de la classe est d'environ 11,2.

  3. L'étendue est la différence entre la note la plus haute et la note la plus basse :
    $ 17 - 6 = 11 $

    L'étendue des notes est de 11 points.

  4. Si l'on ajoute 2 points à chaque note, toutes les valeurs de la série augmentent de 2 : la moyenne augmente donc également de 2.

    Nouvelle moyenne : $ 11{,}2 + 2 = $ $\mathbf{13{,}2}$.

    En revanche, l'écart entre la note la plus haute et la note la plus basse reste le même : la nouvelle étendue vaut toujours 11 points.

Statistiques : pluviométrie d’une semaine

Voici les hauteurs de pluie (en mm) relevées chaque jour pendant une semaine d'octobre à Brest :

12 ; 0 ; 8 ; 15 ; 5 ; 3 ; 19

  1. Calculer la hauteur de pluie moyenne sur cette semaine. Arrondir au dixième de millimètre.
  2. Calculer l'étendue de cette série.
  3. Que représente concrètement l'étendue dans le contexte de cet exercice ?

Corrigé

  1. La moyenne est égale à la somme des valeurs divisée par l'effectif total :
    $ \bar{x} = \dfrac{12 + 0 + 8 + 15 + 5 + 3 + 19}{7} = \dfrac{62}{7} \approx 8{,}9 $

    La hauteur de pluie moyenne est d'environ 8,9 mm par jour.

  2. L'étendue est la différence entre la plus grande et la plus petite valeur de la série :
    $ 19 - 0 = 19 $

    L'étendue est de 19 mm.

  3. L'étendue représente l'écart entre le jour le plus pluvieux (19 mm) et le jour le moins pluvieux (0 mm) de la semaine. Une étendue élevée indique des conditions de pluie très variables d'un jour à l'autre.

Vrai/Faux : Moyenne et moyenne pondérée

[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur la moyenne et la moyenne pondérée, indiquer si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]

[etape]
Affirmation : La moyenne d'une série est toujours comprise entre la plus petite et la plus grande valeur de la série.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exact !
La moyenne tire la valeur de toutes les données : elle ne peut pas être inférieure au minimum, ni supérieure au maximum.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
La moyenne est obtenue à partir de toutes les valeurs de la série. Elle est forcément encadrée par le minimum et le maximum de la série.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. La moyenne est toujours comprise entre la plus petite et la plus grande valeur de la série.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Pour calculer la moyenne d'une série donnée par un tableau d'effectifs, on additionne les valeurs et on divise par le nombre de valeurs distinctes.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Cette méthode oublie les effectifs. Il faut multiplier chaque valeur par son effectif, puis diviser par l'effectif total, pas par le nombre de valeurs distinctes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
La moyenne pondérée prend en compte le nombre d'apparitions de chaque valeur.
Formule : $\bar{x} = \dfrac{n_1 x_1 + n_2 x_2 + \cdots + n_p x_p}{N}$, où $N$ est l'effectif total.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. Il faut diviser par l'effectif total ($N$), pas par le nombre de valeurs distinctes.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Trois sauts en longueur sont mesurés : $5{,}80$ m ; $6{,}20$ m ; $6{,}00$ m.

Affirmation : La moyenne de ces sauts est $6{,}00$ m.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
On calcule : $\dfrac{5{,}80 + 6{,}20 + 6{,}00}{3} = \dfrac{18}{3} = 6{,}00$ m.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
On additionne les trois mesures : $5{,}80 + 6{,}20 + 6{,}00 = 18$, puis on divise par $3$ :
$18 \div 3 = 6{,}00$ m.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. La somme des trois sauts est $18$ m, et $18 \div 3 = 6{,}00$ m.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Voici un tableau d'effectifs :

Valeur $10$ $12$ $15$
Effectif $3$ $2$ $5$

Affirmation : La moyenne de cette série est $12{,}33$.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
$12{,}33 = \dfrac{10 + 12 + 15}{3}$ est la moyenne des trois valeurs sans tenir compte des effectifs. La moyenne pondérée vaut :
$\dfrac{10 \times 3 + 12 \times 2 + 15 \times 5}{10} = \dfrac{30 + 24 + 75}{10} = \dfrac{129}{10} = 12{,}9$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le piège est de calculer la moyenne des trois valeurs sans tenir compte des effectifs.
Il faut pondérer : $(10 \times 3 + 12 \times 2 + 15 \times 5) \div 10 = 129 \div 10 = 12{,}9$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La moyenne pondérée est $\dfrac{129}{10} = 12{,}9$, et non $12{,}33$ qui ignore les effectifs.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si on multiplie toutes les valeurs d'une série par $2$, alors la moyenne est aussi multipliée par $2$.
[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Si chaque valeur est multipliée par $2$, la somme est aussi multipliée par $2$. L'effectif total ne change pas, donc la moyenne (somme divisée par effectif) est multipliée par $2$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
En multipliant chaque valeur par $2$, on multiplie la somme totale par $2$. Comme l'effectif est inchangé, la moyenne est elle aussi multipliée par $2$.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est vraie. Multiplier toutes les valeurs par $2$ multiplie la somme par $2$, donc la moyenne aussi.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : La moyenne d'une série statistique est toujours une valeur figurant dans la série.
[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
La moyenne peut très bien ne pas appartenir à la série. Par exemple, la moyenne de $1$ et $2$ est $1{,}5$, qui n'apparaît pas dans la série.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Rappel : la moyenne est un résultat calculé, indépendamment des valeurs présentes dans la série.
Exemple : la moyenne de $7$ et $8$ vaut $7{,}5$, qui n'est pas dans la série.[/reponse]
[/qcm]
[solution]
Cette affirmation est fausse. La moyenne peut être une valeur n'appartenant pas à la série (par exemple $7{,}5$ pour la série $7$ ; $8$).
[/solution]
[/etape]

QCM Bilan : Statistiques

[enonce]
Ce QCM bilan couvre l'ensemble du chapitre : moyenne, médiane, étendue, fréquences et diagrammes circulaires. Choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]

[etape]
Dans un diagramme circulaire représentant les sports préférés d'un groupe d'élèves, une catégorie représente $25\%$ du total.
Quel est l'angle du secteur correspondant ?
[qcm]
[option]$25°$[/option]
[option correct="true"]$90°$[/option]
[option]$270°$[/option]
[option]$0{,}07°$[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
L'angle se calcule en multipliant la fréquence par $360°$ :
$\dfrac{25}{100} \times 360 = 90°$[/reponse]
[reponse motif="$25°$"]Non.
L'angle d'un secteur n'est pas égal au pourcentage. Un cercle complet mesure $360°$, pas $100°$. Il faut convertir avec la formule angle $= \dfrac{\text{fréquence}}{100} \times 360$.[/reponse]
[reponse motif="$270°$"]Non.
$270°$ correspond à l'angle du complémentaire (la partie restante du disque) : $\dfrac{75}{100} \times 360 = 270°$. La question porte sur la catégorie représentant $25\%$.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}07°$"]Non.
La formule à utiliser est angle $=$ fréquence $\times 360°$, et non l'inverse. Diviser $25$ par $360$ donne $0{,}07$, un nombre bien trop petit pour être l'angle d'un quart de disque.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Appliquer la formule : angle $= \dfrac{\text{fréquence (en \%)}}{100} \times 360$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Sur un diagramme circulaire, un secteur a un angle de $144°$.
Quelle fréquence (en pourcentage) ce secteur représente-t-il ?
[qcm]
[option correct="true"]$40\%$[/option]
[option]$144\%$[/option]
[option]$60\%$[/option]
[option]$36\%$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
On retrouve la fréquence en divisant l'angle par $360°$ :
$\dfrac{144}{360} = 0{,}4 = 40\%$[/reponse]
[reponse motif="$144\%$"]Non.
L'angle et la fréquence en pourcentage ne sont pas la même grandeur. Pour passer de l'angle à la fréquence, diviser par $360°$ puis multiplier par $100$.[/reponse]
[reponse motif="$60\%$"]Non.
$60\%$ correspondrait à l'angle complémentaire : $360 - 144 = 216°$, soit $\dfrac{216}{360} = 60\%$. La question porte sur le secteur de $144°$, pas sur le reste du disque.[/reponse]
[reponse motif="$36\%$"]Non.
Vérifier le calcul : $\dfrac{144}{360}$ ne donne pas $0{,}36$. Refaire la division proprement.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
La fréquence se retrouve à partir de l'angle par : fréquence $= \dfrac{\text{angle}}{360}$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Une série de $5$ nombres a une moyenne de $8$. On retire l'un des nombres et la moyenne des $4$ nombres restants devient $9$.
Quelle valeur a-t-on retirée ?
[qcm]
[option]$8$[/option]
[option]$9$[/option]
[option correct="true"]$4$[/option]
[option]$1$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
La somme initiale est $5 \times 8 = 40$. La somme des $4$ nombres restants est $4 \times 9 = 36$. La valeur retirée est donc $40 - 36 = 4$.[/reponse]
[reponse motif="$8$"]Non.
$8$ est la moyenne initiale. Si on retirait une valeur égale à la moyenne, la moyenne des autres ne changerait pas. Or ici elle a augmenté.[/reponse]
[reponse motif="$9$"]Non.
$9$ est la nouvelle moyenne. Pour que la moyenne augmente après suppression, la valeur retirée doit être inférieure à la moyenne initiale.[/reponse]
[reponse motif="$1$"]Non.
Calculer les sommes initiale et finale, puis comparer. La somme initiale est $5 \times 8 = 40$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
On calcule la somme initiale ($5 \times 8 = 40$) et la somme finale ($4 \times 9 = 36$). La différence donne la valeur retirée.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
La classe des $4$e A compte $25$ élèves de moyenne $12$ au contrôle. La classe des $4$e B compte $30$ élèves de moyenne $10$.
Quelle est la moyenne des deux classes réunies ?
[qcm]
[option]$11$[/option]
[option]$12$[/option]
[option correct="true"]environ $10{,}91$[/option]
[option]$22$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
On calcule la somme totale des notes : $25 \times 12 + 30 \times 10 = 300 + 300 = 600$.
L'effectif total est $25 + 30 = 55$. La moyenne globale est :
$\dfrac{600}{55} \approx 10{,}91$[/reponse]
[reponse motif="$11$"]Non.
$11$ est la moyenne des deux moyennes : $\dfrac{12 + 10}{2}$. Cette méthode est fausse car les classes n'ont pas le même effectif. Il faut faire une moyenne pondérée par les effectifs.[/reponse]
[reponse motif="$12$"]Non.
$12$ est uniquement la moyenne de la classe $4$e A. La moyenne globale tient compte de toutes les notes des deux classes.[/reponse]
[reponse motif="$22$"]Non.
On n'additionne pas les moyennes. Il faut additionner les sommes de notes ($300 + 300 = 600$) et diviser par l'effectif total ($55$).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Calculer la somme totale des notes des deux classes, puis diviser par l'effectif total ($25 + 30$).[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Une série statistique a une médiane de $15$ et une étendue de $8$. Sa plus petite valeur est $12$.
Quelle est la plus grande valeur de la série ?
[qcm]
[option]$23$[/option]
[option correct="true"]$20$[/option]
[option]$7$[/option]
[option]$4$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
L'étendue est la différence entre la plus grande et la plus petite valeur :
plus grande valeur $=$ plus petite valeur $+$ étendue $= 12 + 8 = 20$.[/reponse]
[reponse motif="$23$"]Non.
$23 = 15 + 8$ utilise la médiane à la place de la plus petite valeur. Or l'étendue se calcule à partir des valeurs extrêmes, pas de la médiane.[/reponse]
[reponse motif="$7$"]Non.
$7 = 15 - 8$ donne une valeur inférieure à la plus petite ($12$), ce qui est incohérent. La plus grande valeur doit être supérieure à la plus petite.[/reponse]
[reponse motif="$4$"]Non.
On ne divise pas l'étendue par $2$. L'étendue est l'écart total entre les deux valeurs extrêmes, pas la moitié de cet écart.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
À partir de l'étendue $=$ max $-$ min, on obtient max $=$ min $+$ étendue.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Une série a $50$ valeurs. Sa médiane est $12$ et sa moyenne est $14$.
On apprend qu'une valeur de la série vaut $100$ (très élevée). Si on retire cette valeur, que se passe-t-il ?
[qcm]
[option correct="true"]La moyenne diminue, la médiane reste presque inchangée.[/option]
[option]La moyenne et la médiane diminuent autant.[/option]
[option]Seule la médiane diminue, la moyenne ne change pas.[/option]
[option]Aucun des deux indicateurs ne change.[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
La moyenne est sensible aux valeurs extrêmes : retirer $100$ va sensiblement la faire baisser. La médiane, elle, dépend du rang central : retirer une valeur extrême décale très peu la valeur médiane.[/reponse]
[reponse motif="La moyenne et la médiane diminuent autant."]Non.
Moyenne et médiane n'évoluent pas de la même façon face aux valeurs extrêmes. C'est même l'une des raisons pour lesquelles on utilise les deux indicateurs.[/reponse]
[reponse motif="Seule la médiane diminue, la moyenne ne change pas."]Non.
La moyenne tient compte de toutes les valeurs : retirer $100$ change forcément la somme et donc la moyenne. C'est elle qui est la plus impactée par les valeurs extrêmes.[/reponse]
[reponse motif="Aucun des deux indicateurs ne change."]Non.
La somme des valeurs change si on en retire une, donc la moyenne aussi. Comparer le rôle de chaque indicateur face aux valeurs extrêmes.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Penser à la sensibilité de la moyenne aux valeurs extrêmes, et au fait que la médiane dépend du rang central, pas de la grandeur des extrêmes.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

QCM : Moyenne et moyenne pondérée

[enonce]
Ce QCM porte sur le calcul de la moyenne et de la moyenne pondérée d'une série statistique. Pour chaque question, choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]

[etape]
Quatre élèves ont obtenu les notes suivantes à un contrôle : $8$ ; $14$ ; $11$ ; $15$.
Quelle est la moyenne de cette série ?
[qcm]
[option]$11{,}5$[/option]
[option]$12{,}5$[/option]
[option correct="true"]$12$[/option]
[option]$13$[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
On additionne toutes les notes puis on divise par l'effectif total :
$\dfrac{8 + 14 + 11 + 15}{4} = \dfrac{48}{4} = 12$[/reponse]
[reponse motif="$11{,}5$"]Non.
$11{,}5$ correspond au milieu de l'étendue : $\dfrac{8 + 15}{2}$. La moyenne se calcule en additionnant toutes les valeurs, pas seulement la plus petite et la plus grande.[/reponse]
[reponse motif="$12{,}5$"]Non.
$12{,}5$ est la médiane de cette série (moyenne des deux valeurs centrales après tri : $11$ et $14$). Médiane et moyenne sont deux indicateurs distincts.[/reponse]
[reponse motif="$13$"]Non.
Refaire la somme : $8 + 14 + 11 + 15 = 48$, puis diviser par $4$. Vérifier le calcul de la somme.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
On calcule : $8 + 14 + 11 + 15 = 48$, puis $48 \div 4 = 12$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Voici le tableau des notes obtenues par les $20$ élèves d'une classe :

Note $5$ $8$ $10$
Effectif $4$ $6$ $10$

Quelle est la moyenne de cette série ?
[qcm]
[option correct="true"]$8{,}4$[/option]
[option]$7{,}67$[/option]
[option]$10$[/option]
[option]$7{,}5$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
On multiplie chaque valeur par son effectif, puis on divise par l'effectif total :
$\dfrac{5 \times 4 + 8 \times 6 + 10 \times 10}{20} = \dfrac{20 + 48 + 100}{20} = \dfrac{168}{20} = 8{,}4$[/reponse]
[reponse motif="$7{,}67$"]Pas tout à fait.
$7{,}67$ est la moyenne simple des trois valeurs $\dfrac{5 + 8 + 10}{3}$, sans tenir compte des effectifs. Or chaque valeur apparaît un nombre différent de fois : il faut calculer la moyenne pondérée.[/reponse]
[reponse motif="$10$"]Non.
$10$ est la valeur ayant le plus grand effectif (le mode), pas la moyenne. La moyenne tient compte de toutes les valeurs et de leurs effectifs.[/reponse]
[reponse motif="$7{,}5$"]Non.
Attention au calcul : il faut multiplier chaque valeur par son effectif avant de sommer. Reprendre la formule : $\dfrac{n_1 x_1 + n_2 x_2 + n_3 x_3}{N}$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Il faut calculer la moyenne pondérée : $(5 \times 4 + 8 \times 6 + 10 \times 10) \div 20 = 168 \div 20$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Un sac contenant $5$ oranges pèse $850$ g.
Quel est le poids moyen d'une orange ?
[qcm]
[option]$850$ g[/option]
[option]$4250$ g[/option]
[option]$845$ g[/option]
[option correct="true"]$170$ g[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
La moyenne se calcule en divisant le poids total par le nombre d'oranges :
$\dfrac{850}{5} = 170$ g[/reponse]
[reponse motif="$850$ g"]Non.
$850$ g est le poids total des $5$ oranges, pas le poids moyen d'une seule. Pour obtenir la moyenne, il faut diviser par l'effectif ($5$).[/reponse]
[reponse motif="$4250$ g"]Non.
Attention, $4250 = 850 \times 5$. C'est l'opération inverse : pour calculer une moyenne, il faut diviser le total par l'effectif, pas multiplier.[/reponse]
[reponse motif="$845$ g"]Non.
On ne soustrait pas $5$ à $850$. La moyenne est obtenue par division : $850 \div 5$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
La moyenne s'obtient en divisant le poids total ($850$ g) par le nombre d'oranges ($5$).[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
La moyenne d'une série de $4$ nombres vaut $12$. On ajoute un cinquième nombre, $8$, à la série.
Quelle est la nouvelle moyenne ?
[qcm]
[option]$10$[/option]
[option]$12$[/option]
[option correct="true"]$11{,}2$[/option]
[option]$13{,}6$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
La somme des $4$ premiers nombres est $4 \times 12 = 48$. En ajoutant $8$, la nouvelle somme est $48 + 8 = 56$. La nouvelle moyenne est :
$\dfrac{56}{5} = 11{,}2$[/reponse]
[reponse motif="$10$"]Non.
$10$ correspond à la moyenne entre l'ancienne moyenne et la nouvelle valeur : $\dfrac{12 + 8}{2}$. Or il faut considérer la somme des $5$ valeurs, et non faire la moyenne de deux nombres.[/reponse]
[reponse motif="$12$"]Non.
La moyenne ne reste pas inchangée si on ajoute une valeur différente d'elle-même. Comme $8 < 12$, la moyenne va diminuer.[/reponse]
[reponse motif="$13{,}6$"]Non.
Attention au dénominateur. Après ajout du $5$e nombre, l'effectif est $5$, pas $4$. Il faut diviser la nouvelle somme par $5$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
On retrouve la somme initiale ($4 \times 12 = 48$), on ajoute $8$ pour obtenir la nouvelle somme ($56$), puis on divise par $5$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
La moyenne d'une série statistique est $7{,}5$ et l'effectif total est $20$.
Quelle est la somme de toutes les valeurs de la série ?
[qcm]
[option]$2{,}67$[/option]
[option correct="true"]$150$[/option]
[option]$27{,}5$[/option]
[option]$0{,}375$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
On retrouve la somme des valeurs en multipliant la moyenne par l'effectif total :
$7{,}5 \times 20 = 150$[/reponse]
[reponse motif="$2{,}67$"]Non.
Il ne faut pas diviser l'effectif total par la moyenne. La relation est : moyenne $= \dfrac{\text{somme}}{\text{effectif}}$, donc somme $=$ moyenne $\times$ effectif.[/reponse]
[reponse motif="$27{,}5$"]Non.
On n'additionne pas la moyenne et l'effectif. La moyenne est un quotient, pas une partie de la somme.[/reponse]
[reponse motif="$0{,}375$"]Non.
Il ne faut pas diviser la moyenne par l'effectif total. À partir de la formule de la moyenne, exprimer la somme en fonction de la moyenne et de l'effectif total.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
À partir de moyenne $= \dfrac{\text{somme}}{\text{effectif}}$, on obtient : somme $=$ moyenne $\times$ effectif total.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Léa a obtenu $12$, $14$, $13$ et $15$ lors de ses quatre premiers contrôles.
Quelle note doit-elle obtenir au cinquième contrôle pour avoir une moyenne de $14$ sur l'ensemble ?
[qcm]
[option]$14$[/option]
[option]$13{,}5$[/option]
[option correct="true"]$16$[/option]
[option]$18$[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Pour une moyenne de $14$ sur $5$ contrôles, la somme des notes doit être $5 \times 14 = 70$. La somme actuelle est $12 + 14 + 13 + 15 = 54$. Il manque donc $70 - 54 = 16$.[/reponse]
[reponse motif="$14$"]Non.
Léa n'a pas une moyenne de $14$ avec ses quatre premières notes. Sa moyenne actuelle est $\dfrac{54}{4} = 13{,}5$, donc obtenir $14$ ne suffira pas pour atteindre $14$ de moyenne.[/reponse]
[reponse motif="$13{,}5$"]Non.
$13{,}5$ est la moyenne actuelle de Léa après quatre contrôles. La cinquième note doit faire monter cette moyenne à $14$, donc être supérieure à $13{,}5$.[/reponse]
[reponse motif="$18$"]Non.
Recalculer la somme nécessaire : pour une moyenne de $14$ sur $5$ contrôles, la somme totale doit valoir $70$. Comparer cette valeur à la somme déjà obtenue.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
La somme des $5$ notes doit valoir $5 \times 14 = 70$. La somme des $4$ notes est $54$, il faut donc obtenir $70 - 54$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]