Statistique à deux variables Méthode

Calculer les coordonnées du point moyen d’un nuage

Durée estimée
10 minutes
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Méthode

Soit une série statistique à deux variables donnée par les couples $ (x_{1};y_{1}),\ (x_{2};y_{2}),\ \dots,\ (x_{n};y_{n}) $. Le point moyen $ G $ du nuage a pour coordonnées :

$ G(\bar{x}\,;\bar{y})\quad \text{avec}\quad \bar{x}=\dfrac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_{i}\quad \text{et}\quad \bar{y}=\dfrac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}y_{i} $

Pour calculer les coordonnées de $ G $ :

  1. Étape 1 : repérer les deux variables et compter le nombre $ n $ de couples observés.
  2. Étape 2 : calculer la moyenne $ \bar{x} $ des valeurs de la première variable.
  3. Étape 3 : calculer la moyenne $ \bar{y} $ des valeurs de la seconde variable.
  4. Étape 4 : conclure en donnant $ G(\bar{x}\,;\bar{y}) $.

Remarque

Le point moyen $ G $ joue un rôle central : la droite des moindres carrés passe toujours par $ G $. Le calculer dès le début d'un exercice permet souvent de vérifier l'équation de la droite obtenue ensuite à la calculatrice.

Calcul direct sur une série courte

On relève sur $ 5 $ jours la durée $ x $ (en heures) d'ouverture d'un magasin et son chiffre d'affaires $ y $ (en milliers d'euros) :

  • $ (8\,;1{,}6) $, $ (9\,;2{,}1) $, $ (10\,;2{,}7) $, $ (11\,;3{,}0) $, $ (12\,;3{,}6) $

Calculer les coordonnées du point moyen $ G $ du nuage.

Étape 1 : on a $ n=5 $ couples $ (x_{i};y_{i}) $.

Étape 2 : calcul de $ \bar{x} $ :

$ \bar{x}=\dfrac{8+9+10+11+12}{5}=\dfrac{50}{5}=\color{red}{10}\color{black} $

Étape 3 : calcul de $ \bar{y} $ :

$ \bar{y}=\dfrac{1{,}6+2{,}1+2{,}7+3{,}0+3{,}6}{5}=\dfrac{13}{5}=\color{red}{2{,}6}\color{black} $

Étape 4 : le point moyen est $ G(10\,;\,2{,}6) $.

Données présentées dans un tableau

Le tableau ci-dessous donne, pour $ 6 $ entreprises, le nombre $ x $ d'employés (en dizaines) et le bénéfice annuel $ y $ (en milliers d'euros).

$ x_{i} $ $ 2 $ $ 4 $ $ 5 $ $ 7 $ $ 8 $ $ 10 $
$ y_{i} $ $ 12 $ $ 18 $ $ 25 $ $ 32 $ $ 38 $ $ 47 $

Déterminer le point moyen $ G $.

Étape 1 : il y a $ n=6 $ couples.

Étape 2 :

$ \bar{x}=\dfrac{2+4+5+7+8+10}{6}=\dfrac{36}{6}=\color{red}{6}\color{black} $

Étape 3 :

$ \bar{y}=\dfrac{12+18+25+32+38+47}{6}=\dfrac{172}{6}\approx \color{red}{28{,}67}\color{black} $

Étape 4 : le point moyen du nuage est $ G(6\,;\,28{,}67) $ (valeur arrondie au centième).

Vérification à la calculatrice

Pour des séries longues, on saisit les valeurs en mode statistique deux variables.

  1. Casio : touche MENU, rubrique STAT, saisir $ x_{i} $ dans la liste $ L_{1} $ et $ y_{i} $ dans la liste $ L_{2} $, puis CALC $ \to $ 2-VAR.
  2. TI : touche stat, Edit, saisir les listes, puis stat $ \to $ CALC $ \to $ 2-Var Stats.

La calculatrice affiche directement $ \bar{x} $ et $ \bar{y} $. On lit alors $ G(\bar{x}\,;\bar{y}) $.

Attention

Pièges fréquents :

  • Calculer la moyenne d'un seul des deux caractères et oublier l'autre.
  • Diviser par le nombre de valeurs distinctes au lieu du nombre $ n $ de couples (notamment lorsque certaines valeurs $ x_{i} $ se répètent).
  • Confondre point moyen et médiane : le point moyen utilise les moyennes, pas les valeurs centrales.

Pour s'entraîner