Moyenne d’une classe et bonus de points
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Dans une classe de Seconde, les élèves sont répartis en trois groupes de travaux pratiques. À l'issue d'un devoir commun, les résultats sont les suivants :
| Groupe | A | B | C |
| Effectif | 10 | 12 | 8 |
| Moyenne sur 20 | 11 | 8,5 | 14 |
- Calculer l'effectif total de la classe.
- Montrer que la moyenne de la classe au devoir est $\bar{x} = 10{,}8$.
- L'enseignant décide d'accorder $2$ points de bonus à chaque élève de la classe. Sans refaire tout le calcul, déterminer la nouvelle moyenne de la classe.
- L'écart-type des notes avant bonus vaut environ $s \approx 2{,}3$. Que vaut l'écart-type des notes après l'ajout du bonus ? Justifier.
- Un nouvel élève intègre le groupe B. La moyenne de ce groupe passe alors de $8{,}5$ à $8{,}6$ (avant bonus). Quelle note a obtenu ce nouvel élève à ce même devoir ?
Corrigé
- L'effectif total de la classe est :
$N = 10 + 12 + 8$ = $30$ élèves. - La moyenne de la classe est la moyenne pondérée des moyennes de chaque groupe :
$\bar{x} = \dfrac{10 \times 11 + 12 \times 8{,}5 + 8 \times 14}{30}$
$\bar{x} = \dfrac{110 + 102 + 112}{30} = \dfrac{324}{30} = 10{,}8$
La moyenne de la classe est bien $\bar{x} = 10{,}8$. - Ajouter $2$ points à chaque note revient à passer de la série $(x_i)$ à la série $(x_i + 2)$. D'après la linéarité de la moyenne, la nouvelle moyenne est :
$\bar{x}' = \bar{x} + 2 = 10{,}8 + 2$ = $\mathbf{12{,}8}$. - Ajouter une même constante à toutes les valeurs d'une série ne modifie pas la dispersion des valeurs autour de la moyenne : chaque note et la moyenne augmentent de la même quantité, donc les écarts à la moyenne sont inchangés.
L'écart-type reste égal à $s \approx 2{,}3$. Avant l'arrivée du nouvel élève, la somme des notes du groupe B est :
$S = 12 \times 8{,}5 = 102$Après son arrivée, le groupe compte $13$ élèves et sa moyenne vaut $8{,}6$. La nouvelle somme des notes est donc :
$S' = 13 \times 8{,}6 = 111{,}8$La note du nouvel élève est la différence :
$n = S' - S = 111{,}8 - 102$ = $\mathbf{9{,}8}$.
→ Pour réviser : Calculer la variance et l'écart type à la calculatrice