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Mathématiques 2ⁿᵈᵉ

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Statistiques descriptives

Moyenne et linéarité, ajout ou retrait d’une valeur, médiane et quartiles, écart type, comparaison de séries ; séries regroupées en classes : histogramme, moyenne, fréquences cumulées et classe médiane.

À propos de cette page
Un QCM de statistiques descriptives en trois niveaux de douze questions : médiane, quartiles, centre d’une classe et accumulateur Python, puis moyenne de groupes, écart type, linéarité et classe médiane, enfin les pièges de l’histogramme, de l’écart interquartile et de l’interpolation. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Dans une série de 9 valeurs rangées dans l’ordre croissant, la médiane est :

    • A. la valeur de rang 5
    • B. la demi-somme des rangs 4 et 5
    • C. la valeur de rang 4
    • D. la moyenne des 9 valeurs
    Réponse

    A. la valeur de rang 5 — Pour N = 9, impair, la médiane est la valeur de rang (N + 1) ÷ 2 = 5.

  2. L’étendue de la série 6 ; 10 ; 11 ; 19 vaut :

    • A. 5
    • B. 13
    • C. 11,5
    • D. 19
    Réponse

    B. 13 — L’étendue est la différence entre la plus grande et la plus petite valeur : 19 − 6 = 13.

  3. La moyenne de la série 2 ; 5 ; 8 ; 9 vaut :

    • A. 5,5
    • B. 6,5
    • C. 6
    • D. 8
    Réponse

    C. 6 — (2 + 5 + 8 + 9) ÷ 4 = 24 ÷ 4 = 6.

  4. L’effectif cumulé croissant de la classe [10 ; 15[ vaut 31. Cela signifie que :

    • A. 31 valeurs sont égales à 10
    • B. 31 valeurs sont supérieures à 15
    • C. la classe contient 31 valeurs
    • D. 31 valeurs sont inférieures à 15
    Réponse

    D. 31 valeurs sont inférieures à 15 — L’effectif cumulé croissant compte toutes les valeurs situées avant la borne supérieure 15, pas seulement celles de la classe.

  5. L’écart type d’une série statistique est toujours :

    • A. positif ou nul
    • B. strictement positif
    • C. inférieur à la moyenne
    • D. égal à la variance
    Réponse

    A. positif ou nul — C’est la racine carrée d’une moyenne de carrés : il est positif ou nul, et nul quand toutes les valeurs sont égales.

  6. Une fréquence s’exprime :

    • A. dans l’unité de la série
    • B. par un nombre entre 0 et 1
    • C. en nombre d’individus
    • D. toujours par un entier
    Réponse

    B. par un nombre entre 0 et 1 — Une fréquence est un quotient effectif ÷ effectif total, donc un nombre entre 0 et 1, que l’on peut écrire en pourcentage.

  7. Dans un histogramme à classes de même amplitude, la hauteur d’un rectangle est proportionnelle :

    • A. à l’amplitude de la classe
    • B. au centre de la classe
    • C. à l’effectif de la classe
    • D. à la fréquence cumulée
    Réponse

    C. à l’effectif de la classe — L’aire est proportionnelle à l’effectif ; à amplitude constante, la hauteur l’est donc aussi.

  8. Le premier quartile Q1 d’une série est une valeur telle qu’au moins :

    • A. 75 % des valeurs lui sont inférieures
    • B. 50 % des valeurs lui sont inférieures ou égales
    • C. la moitié des valeurs lui sont égales
    • D. 25 % des valeurs lui sont inférieures ou égales
    Réponse

    D. 25 % des valeurs lui sont inférieures ou égales — Q1 est la plus petite valeur de la série telle qu’au moins un quart des valeurs lui soient inférieures ou égales.

  9. Le centre de la classe [12 ; 18[ est :

    • A. 6
    • B. 15
    • C. 3
    • D. 30
    Réponse

    B. 15 — Le centre vaut (12 + 18) ÷ 2 = 15 ; 6 est l’amplitude, 3 la moitié de l’amplitude.

  10. Dans la fonction Python moyenne du cours, l’instruction s = s + x, répétée dans la boucle, sert à :

    • A. compter les valeurs de la liste
    • B. diviser par le nombre de valeurs
    • C. additionner les valeurs une à une
    • D. ranger les valeurs dans l’ordre
    Réponse

    C. additionner les valeurs une à une — s est un accumulateur : à chaque passage, on lui ajoute la valeur x suivante. La division par len(L) se fait après la boucle.

  11. On ajoute 10 à chaque valeur d’une série de moyenne 7. La nouvelle moyenne vaut :

    • A. 70
    • B. 7
    • C. 10
    • D. 17
    Réponse

    D. 17 — Linéarité de la moyenne : si y = x + 10, la moyenne devient 7 + 10 = 17.

  12. La classe médiane d’une série en classes est la première classe dont l’effectif cumulé croissant atteint :

    • A. la moitié de l’effectif total
    • B. le quart de l’effectif total
    • C. le plus grand effectif d’une classe
    • D. l’effectif total de la série
    Réponse

    A. la moitié de l’effectif total — La médiane est au rang N ÷ 2 : la classe médiane est la première dont le cumul atteint N ÷ 2.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. La médiane de la série 3 ; 7 ; 7 ; 12 ; 16 vaut :

    • A. 7
    • B. 9
    • C. 12
    • D. 8,5
    Réponse

    A. 7 — N = 5 est impair : la médiane est la valeur de rang 3, soit 7. La moyenne, elle, vaut 9.

  2. La moyenne de la série 4 ; 4 ; 9 ; 11 ; 22 vaut :

    • A. 9
    • B. 10
    • C. 11
    • D. 8
    Réponse

    B. 10 — (4 + 4 + 9 + 11 + 22) ÷ 5 = 50 ÷ 5 = 10.

  3. Un groupe de 15 élèves a pour moyenne 12, un autre de 25 élèves a pour moyenne 14,4. La moyenne des 40 élèves vaut :

    • A. 13,2
    • B. 13
    • C. 13,5
    • D. 13,8
    Réponse

    C. 13,5 — (15 × 12 + 25 × 14,4) ÷ 40 = (180 + 360) ÷ 40 = 13,5. La demi-somme 13,2 ignore les effectifs.

  4. L’écart type de la série 5 ; 8 ; 11 vaut environ :

    • A. 2,25
    • B. 6
    • C. 3,46
    • D. 2,45
    Réponse

    D. 2,45 — Moyenne 8, variance (9 + 0 + 9) ÷ 3 = 6, écart type √6 ≈ 2,45. La valeur 6 est la variance.

  5. On ajoute 5 à chaque valeur d’une série de moyenne 18 et d’écart type 4. Le nouvel écart type vaut :

    • A. 4
    • B. 9
    • C. 20
    • D. 1,25
    Réponse

    A. 4 — Une translation ne change aucun écart à la moyenne : l’écart type reste 4 ; seule la moyenne passe à 23.

  6. On multiplie par 3 chaque valeur d’une série d’écart type 6. Le nouvel écart type vaut :

    • A. 6
    • B. 18
    • C. 9
    • D. 54
    Réponse

    B. 18 — Pour y = ax avec a > 0, l’écart type est multiplié par a : 3 × 6 = 18.

  7. Une série prend les valeurs 1 ; 2 ; 3 avec les effectifs 7 ; 11 ; 6. Sa médiane vaut :

    • A. 1
    • B. 3
    • C. 2
    • D. 2,5
    Réponse

    C. 2 — N = 24, effectifs cumulés 7 ; 18 ; 24. Les rangs 12 et 13 ont la valeur 2, donc la médiane vaut 2.

  8. Pour les classes [0 ; 4[ : 11, [4 ; 8[ : 18 et [8 ; 12[ : 21, la moyenne estimée avec les centres vaut :

    • A. 6
    • B. 5,5
    • C. 7,2
    • D. 6,8
    Réponse

    D. 6,8 — Centres 2 ; 6 ; 10 et N = 50 : (22 + 108 + 210) ÷ 50 = 340 ÷ 50 = 6,8.

  9. Une série de 20 valeurs a pour moyenne 12. On lui ajoute la valeur 33. La nouvelle moyenne vaut :

    • A. 13
    • B. 22,5
    • C. 12
    • D. 12,5
    Réponse

    A. 13 — Somme : 20 × 12 = 240, puis 240 + 33 = 273 pour 21 valeurs : 273 ÷ 21 = 13. La demi-somme 22,5 est fausse.

  10. Classes [0 ; 5[ : 8, [5 ; 10[ : 13, [10 ; 15[ : 12, [15 ; 20[ : 7. La classe médiane est :

    • A. [0 ; 5[
    • B. [5 ; 10[
    • C. [10 ; 15[
    • D. [15 ; 20[
    Réponse

    B. [5 ; 10[ — N = 40 et N ÷ 2 = 20. Effectifs cumulés : 8 ; 21 ; 33 ; 40. Le premier cumul qui atteint 20 est celui de [5 ; 10[.

  11. 30 valeurs de [0 ; 10[ ont pour moyenne 4,2 et 10 valeurs de [10 ; 20[ ont pour moyenne 13. La moyenne des 40 valeurs vaut :

    • A. 8,6
    • B. 7,5
    • C. 6,4
    • D. 8,4
    Réponse

    C. 6,4 — Moyenne pondérée des moyennes des classes : (30 × 4,2 + 10 × 13) ÷ 40 = (126 + 130) ÷ 40 = 6,4. Avec les centres, on obtiendrait 7,5, une simple estimation.

  12. Fréquences cumulées croissantes : 15 % ; 40 % ; 72 % ; 100 % pour [0 ; 10[, [10 ; 20[, [20 ; 30[, [30 ; 40[. La part des valeurs de [20 ; 30[ est :

    • A. 72 %
    • B. 28 %
    • C. 60 %
    • D. 32 %
    Réponse

    D. 32 % — On retranche le cumul précédent : 72 % − 40 % = 32 %.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. « Si la moyenne et la médiane d’une série sont égales, alors la série est symétrique. » Cette affirmation est :

    • A. fausse : 1 ; 3 ; 4 ; 4 ; 8 en est un contre-exemple
    • B. vraie : 2 ; 4 ; 6 en est un exemple
    • C. vraie seulement si l’effectif de la série est impair
    • D. fausse : 2 ; 4 ; 6 en est un contre-exemple
    Réponse

    A. fausse : 1 ; 3 ; 4 ; 4 ; 8 en est un contre-exemple — Pour 1 ; 3 ; 4 ; 4 ; 8, la somme vaut 20, la moyenne 4 et la valeur de rang 3 vaut 4 ; pourtant les écarts −3 ; −1 ; 0 ; 0 ; 4 ne sont pas symétriques.

  2. L’écart type d’une série est nul. On peut affirmer que :

    • A. la série est croissante
    • B. toutes les valeurs sont égales
    • C. la moyenne est nulle
    • D. la médiane est nulle
    Réponse

    B. toutes les valeurs sont égales — Une somme de carrés est nulle seulement si chaque carré l’est : chaque valeur est égale à la moyenne. Cette valeur commune peut être n’importe quel nombre.

  3. Dans un histogramme, l’effectif d’une classe est toujours proportionnel :

    • A. à la hauteur du rectangle
    • B. à la largeur du rectangle
    • C. à l’aire du rectangle
    • D. au périmètre du rectangle
    Réponse

    C. à l’aire du rectangle — C’est la règle générale : l’aire représente l’effectif. La hauteur ne suffit que si les classes ont la même amplitude.

  4. Pour toute série statistique, l’écart interquartile est :

    • A. toujours supérieur à l’étendue
    • B. parfois supérieur à l’étendue
    • C. égal à la moitié de l’étendue
    • D. inférieur ou égal à l’étendue
    Réponse

    D. inférieur ou égal à l’étendue — Q1 et Q3 sont des valeurs de la série, comprises entre le minimum et le maximum, donc Q3 − Q1 ≤ max − min.

  5. On ajoute à une série une valeur égale à sa moyenne. L’écart type :

    • A. diminue, ou reste nul s’il l’était
    • B. augmente dans tous les cas
    • C. reste inchangé, comme la moyenne de la série
    • D. devient forcément nul
    Réponse

    A. diminue, ou reste nul s’il l’était — La moyenne et la somme des carrés des écarts ne changent pas, mais on divise par N + 1 au lieu de N : la variance diminue (sauf si elle était nulle).

  6. Un club compte 30 garçons d’âge moyen 16 ans et 20 filles d’âge moyen 15 ans. L’âge moyen du club est :

    • A. 15,5 ans
    • B. 15,6 ans
    • C. 15,4 ans
    • D. 15,8 ans
    Réponse

    B. 15,6 ans — (30 × 16 + 20 × 15) ÷ 50 = (480 + 300) ÷ 50 = 15,6 ans ; la demi-somme 15,5 ignore les effectifs.

  7. Parmi ces affirmations sur une série, laquelle est toujours vraie ?

    • A. La médiane est la demi-somme de Q1 et Q3
    • B. L’écart interquartile est égal à l’étendue
    • C. Au moins 50 % des valeurs sont entre Q1 et Q3
    • D. Q1 est toujours inférieur à la moyenne
    Réponse

    C. Au moins 50 % des valeurs sont entre Q1 et Q3 — C’est la propriété de la boîte du diagramme en boîte. Les trois autres sont fausses en général.

  8. La moyenne calculée avec les centres des classes d’un regroupement :

    • A. est égale à la moyenne exacte
    • B. dépasse toujours la moyenne exacte
    • C. n’a aucun lien avec la moyenne exacte
    • D. est une valeur approchée de la moyenne
    Réponse

    D. est une valeur approchée de la moyenne — On remplace chaque valeur par le centre de sa classe : le résultat approche la vraie moyenne, par excès ou par défaut. Il est exact si chaque classe a pour moyenne son centre.

  9. N = 80. La classe médiane est [40 ; 50[, l’effectif cumulé avant elle vaut 34 et elle contient 24 valeurs. Avec une répartition uniforme, la médiane est environ :

    • A. 42,5
    • B. 45
    • C. 47,5
    • D. 40
    Réponse

    A. 42,5 — Il manque 40 − 34 = 6 valeurs parmi 24 : 40 + 10 × 6 ÷ 24 = 42,5. Le centre 45 ne tient pas compte des effectifs.

  10. Une fonction Python renvoie la somme des carrés des écarts à la moyenne divisée par len(L), sans racine carrée. Elle renvoie :

    • A. l’écart type
    • B. la variance
    • C. la moyenne
    • D. l’étendue
    Réponse

    B. la variance — La moyenne des carrés des écarts est la variance ; l’écart type s’obtient avec ** 0.5.

  11. On retire d’une série une valeur strictement supérieure à sa moyenne. La moyenne :

    • A. augmente
    • B. ne change pas
    • C. diminue
    • D. peut augmenter ou diminuer
    Réponse

    C. diminue — Nouvelle moyenne (N × moyenne − v) ÷ (N − 1) : elle est plus petite que l’ancienne exactement quand v est plus grande que la moyenne.

  12. Une série a pour moyenne 8 et écart type 3. On remplace chaque valeur x par 2x − 5. On obtient :

    • A. moyenne 11 et écart type 1
    • B. moyenne 16 et écart type 6
    • C. moyenne 11 et écart type 3
    • D. moyenne 11 et écart type 6
    Réponse

    D. moyenne 11 et écart type 6 — Moyenne : 2 × 8 − 5 = 11. Le « − 5 » ne change pas les écarts, le « × 2 » les double : écart type 2 × 3 = 6.

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