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Partie 1 : Analyse
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Partie 2 : Statistiques et probabilités

Partie 3 : Géométrie

Partie 4 : Analyse

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Chapitre 4
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Fréquences et probabilités conditionnelles

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Capacités attendues

1. Calculer et interpréter des fréquences conditionnelles.
2. Calculer des effectifs à partir des fréquences conditionnelles.
3. Calculer et interpréter des fréquences marginales.
4. Comprendre et compléter un tableau croisé d'effectifs.
5. Calculer et interpréter des probabilités conditionnelles.
6. Utiliser la notation
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Placeholder pour Photographie de l'Institut national italien de statistique à Rome. Bâtiment pierre clair, drapeaux italiens et européens. Deux personnes passent devant.Photographie de l'Institut national italien de statistique à Rome. Bâtiment pierre clair, drapeaux italiens et européens. Deux personnes passent devant.
Alexandros Michailidis/Shutterstock

Les premiers recueils de données statistiques datent de l'Antiquité : on a trouvé des traces de recensements de populations en Chine au XXIIIe siècle av. J.‑C. et en Égypte au XVIIe siècle av. J.‑C. Depuis le XVIe siècle, les données statistiques sont utilisées pour faire des prévisions et des estimations : sur les jeux de hasard, sur l'évolution des populations, en économie, etc.
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Rappels théoriques

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Calculer une proportion et l'exprimer sous forme décimale, fractionnaire, ou en pourcentage :

Définition

 : Soit un ensemble non vide et le nombre d'éléments de . Soit une partie de et le nombre d'éléments de . La proportion de dans est définie par . Elle s'exprime donc sous la forme d'une fraction, mais on peut aussi l'exprimer sous forme décimale ou en pourcentage.

Méthode

 : Pour passer d'une forme décimale ou fractionnaire à un pourcentage, on multiplie la proportion par 100.

Exemple

 : Dans une classe de 30 élèves, il y a 18 filles. La proportion de filles dans la classe est donc de . Les filles représentent  % de la classe.
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Calculer un effectif d'après une proportion :

Propriété :

Si est un ensemble à éléments, une partie de à éléments et est la proportion de dans , alors .

Exemple :

Un club de foot compte 84 licenciés dont ont moins de 18 ans. Il y a donc licenciés de moins de 18 ans.
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Calculer une proportion de proportion :

Propriété :

Soit un ensemble non vide, une partie non vide de et une partie de . Si est la proportion de dans et est la proportion de dans , alors la proportion de dans est .

Exemple :

Le Syndicat des Editeurs de Logiciels de Loisirs déclare que 53 % des Français jouent régulièrement aux jeux vidéos. Parmi eux, 47 % sont des femmes. En notant la proportion de femmes jouant aux jeux vidéos parmi tous les Français, %.
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Lire un graphique :

Définition :

  • Un diagramme en barres est un diagramme constitué de barres dont la hauteur est proportionnelle à l'effectif représenté. Les effectifs correspondant à chaque valeur se lisent sur l'axe des ordonnées.
  • Un diagramme circulaire est constitué de secteurs angulaires dont les mesures des angles sont proportionnelles à l'effectif des valeurs du caractère. L'effectif total correspond à un angle de 360°.


diagramme 1
  
diagramme 2

Exemples :



Ci‑dessous, on a représenté le nombre de frères et sœurs des élèves d'une classe de 24. Le secteur correspondant à un frère ou sœur mesure 90°. Donc la proportion d'élèves ayant exactement un frère ou une sœur est de . Il y a donc élèves avec exactement un frère ou une sœur.

diagramme 3


On a représenté ci‑dessous les pointures des élèves d'une classe. Par lecture graphique, 6 élèves chaussent du 39, alors qu'aucun ne chausse du 37.

diagramme 4
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Déterminer la réunion ou l'intersection de deux ensembles et le complémentaire d'un ensemble et utiliser les notations ensemblistes , et  :


Définitions :

Soient , et des ensembles.

1. La réunion des ensembles et est l'ensemble des éléments qui sont dans au moins l'un des deux ensembles. On le note .
ensemble 1

2. L'intersection des ensembles et , notée , est l'ensemble des éléments qui sont dans les deux ensembles à la fois.

ensemble 2

3. On dit que l'ensemble est inclus dans l'ensemble si tous les éléments de sont des éléments de . On note .

ensemble 3

4. Si , le complémentaire de dans est l'ensemble des éléments de qui ne sont pas dans . Il est noté .

ensemble 4


Exemples :



Soit , , . Alors :

1.  ;

2.  ;

3. ,  ;

4. est l'ensemble des entiers naturels strictement plus grands que 2.
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Exercices

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Prérequis

1. Calculer une proportion et l'exprimer sous forme décimale, fractionnaire, ou en pourcentage.
2. Calculer un effectif d'après une proportion.
3. Calculer une proportion de proportion.
4. Lire un graphique.
5. Déterminer la réunion ou l'intersection de deux ensembles et le complémentaire d'un ensemble.
6. Utiliser les notations ensemblistes , ,
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Exercice 1
Relier les différentes écritures

Associer par paires les nombres égaux, écrits de manières différentes.
Paire 1Paire 2Paire 3Paire 4
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Exercice 2
Donner plusieurs écritures d'un nombre

Compléter le tableau suivant.

Écriture décimaleFraction irréductiblePourcentage
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Exercice 3
Appliquer une proportion

Dans chaque cas, calculer la quantité demandée.

1. 10 % de 230.

2. La moitié de 45.

3. 50 % de 0,5.

4. Trois quarts de 0,12.
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Exercice 4
Calculer une proportion

Dans chaque cas, calculer la proportion décrite, arrondie au besoin à 0,1 %.

1. 2 filles parmi 50 candidats.

2. 48 élèves dont 3 redoublants.

3. 50 centimes de réduction sur 4 € d'achats.

4. 3 cm sur 2,4 m.
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Exercice 5
Calculer une proportion de proportion

15 % des élèves d'un lycée ont choisi une LV3 et, parmi eux, 80 % ont choisi LV3 italien.

Calculer la proportion d'élèves du lycée ayant choisi LV3 italien. Donner le résultat en pourcentage.
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Exercice 6
Lire un diagramme en barres

D'après les données du graphique, déterminer la proportion d'élèves âgés de 16 ans dans ce lycée.

diagramme en barre - ex6

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Exercice 7
Réunions et intersections


1. On lance un dé à six faces numérotées de 1 à 6. On note l'ensemble des résultats pairs et l'ensemble des résultats multiples de 5.
Déterminer les ensembles et .

2. A‑t‑on  ?
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Exercice 8
Problème

Le diagramme ci‑dessous répertorie les principales origines des importations françaises en 2016, en milliard d'euros. Les importations d'origine allemande représentent 25 % des importations françaises.
Quel est le montant, en milliards d'euros, des importations françaises ?

diagramme - ex8


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Anecdote

La plus vieille méthode d'analyse fréquentielle est attribuée à Al‑Kindi (IXe siècle), qui cherchait à décrypter des messages codés. En analysant les fréquences des lettres dans le message, on peut retrouver, sous certaines conditions, le message initial en comparant ces fréquences aux fréquences d'apparition des lettres dans la langue utilisée. Par exemple, dans un texte écrit en français, la lettre E représente environ 15 % des lettres utilisées. On peut donc imaginer que, dans le texte codé, la lettre correspondant à la lettre E apparaît dans environ 15 % du texte.
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Placeholder pour Illustration : chronomètre orange vintage mesurant le temps.Illustration : chronomètre orange vintage mesurant le temps.
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