Construire un tableau d'effectifs et de fréquences
Calculer des fréquences cumulées croissantes
Lire et construire un tableau à double entrée
Choisir et construire une représentation graphique adaptée (bâtons, barres, secteurs, histogramme, ligne)
Lire et interpréter un diagramme statistique
Mode d'emploi : Résous chaque exercice dans la zone prévue, puis clique sur « Voir la correction » pour vérifier ton travail.
Les exercices sont classés du plus simple au plus complexe — avance à ton rythme !
Exercices guidés pas à pas
Exercice 1Lire un tableau statistiqueSocle
Menuiserie – Agencement
Dans un atelier, on a relevé les types de panneaux utilisés sur une semaine de production. Les résultats sont résumés ci-dessous :
Type de panneau
Contreplaqué
OSB
MDF
Panneau brut
Total
Effectif
12
8
5
3
?
Fréquence
?
?
?
?
1
Questions : a) Quel est l'effectif total de panneaux utilisés ? b) Calculer la fréquence de chaque type de panneau (donner le résultat en fraction décimale et en %). c) Quel est le type de panneau le plus utilisé ?
c) Le type de panneau le plus utilisé est le contreplaqué (12 panneaux, soit environ 43 % du total).
Exercice 2Calculer moyenne et mode d'une série simpleSocle
Contrôle dimensionnel
Un opérateur mesure la largeur (en mm) de 10 pièces découpées. Il obtient les valeurs suivantes :
45 ; 47 ; 45 ; 46 ; 48 ; 45 ; 47 ; 46 ; 45 ; 46
a) Calculer la moyenne \(\bar{x}\) de cette série. b) Quel est le mode de cette série ? c) Quelle largeur est la plus fréquente dans la production ?
a) Calcul de la moyenne :
Somme des valeurs :
\[45 + 47 + 45 + 46 + 48 + 45 + 47 + 46 + 45 + 46 = 460\]
\[\bar{x} = \frac{460}{10} = \mathbf{46 \text{ mm}}\]
Tableau de fréquences (pour retrouver le mode) :
Largeur (mm)
45
46
47
48
Effectif
4
3
2
1
b) Mode = 45 mm (apparaît 4 fois, c'est l'effectif le plus grand). c) La largeur la plus fréquente en production est 45 mm.
Exercice 3Calculer moyenne, médiane et mode — méthode détailléeSocle
Temps de fabrication
Méthode : Pour étudier une série statistique, on fait 3 étapes :
• Étape 1 : Trier la série dans l'ordre croissant
• Étape 2 : Calculer la moyenne \(\bar{x} = \dfrac{\text{somme des valeurs}}{N}\)
• Étape 3 : Trouver la médiane (valeur centrale) et le mode (valeur la plus fréquente)
Un chef d'atelier relève les temps de fabrication (en minutes) de 12 pièces :
Étape 3 — Médiane :
Il y a \(N = 12\) valeurs (nombre pair).
Les valeurs centrales sont aux rangs \(\dfrac{12}{2} = 6\) et \(\dfrac{12}{2}+1 = 7\).
Valeur au rang 6 = .......... et valeur au rang 7 = ..........
\(Me = \dfrac{.......... + ..........}{2} =\) ..........
Mode : Quelle valeur apparaît le plus souvent ? ..........
Moyenne :
\[\text{Somme} = 403\]
\[\bar{x} = \frac{403}{12} \approx \mathbf{33{,}6 \text{ min}}\]
Médiane :
Valeurs aux rangs 6 et 7 : 32 et 35.
\[Me = \frac{32 + 35}{2} = \mathbf{33{,}5 \text{ min}}\]
Mode : 35 apparaît 3 fois → \(Mo = \mathbf{35}\) min.
Ne pas oublier de trier la série avant de chercher la médiane !
Exercice 4Quartiles et étendue — guidéSocle
Gestion – Prix de revient
Rappel :
• Étendue = valeur max − valeur min
• \(Q_1\) = médiane de la première moitié
• \(Q_3\) = médiane de la seconde moitié
• Écart interquartile = \(Q_3 - Q_1\)
Voici les prix de revient (en €) de 10 pièces, déjà triés :
12 ; 14 ; 15 ; 16 ; 17 ; 18 ; 19 ; 20 ; 22 ; 25
a) Étendue :
Étendue = max − min = 25 − 12 = ..........
b) Médiane :
\(N = 10\) (pair) → on prend les valeurs aux rangs 5 et 6 :
Valeur rang 5 = .......... et valeur rang 6 = ..........
\(Me = \dfrac{.......... + ..........}{2} =\) ..........
c) Quartiles :
Première moitié (rangs 1 à 5) : 12 ; 14 ; ? ; 16 ; 17
\(Q_1\) = valeur centrale = ..........
Seconde moitié (rangs 6 à 10) : 18 ; 19 ; ? ; 22 ; 25
\(Q_3\) = valeur centrale = ..........
d) Écart interquartile :
\(Q_3 - Q_1 =\) .......... − .......... = ..........
Interprétation : 50 % des pièces ont un prix compris entre .......... € et .......... €.
a) \(\text{Étendue} = 25 - 12 = \mathbf{13 \text{ €}}\)
b) Rangs 5 et 6 : 17 et 18.
\[Me = \frac{17 + 18}{2} = \mathbf{17{,}5 \text{ €}}\]
c)
Première moitié : 12 ; 14 ; 15 ; 16 ; 17 → \(Q_1 = \mathbf{15 \text{ €}}\)
Seconde moitié : 18 ; 19 ; 20 ; 22 ; 25 → \(Q_3 = \mathbf{20 \text{ €}}\)
d) \(Q_3 - Q_1 = 20 - 15 = \mathbf{5 \text{ €}}\)
50 % des pièces ont un prix de revient compris entre 15 € et 20 €.
Exercice 5Contrôle qualité guidéSocle
Contrôle qualité – Menuiserie
Un opérateur mesure l'épaisseur (en mm) de 15 pièces. Voici la série déjà triée :
Le tableau ci-dessous résume les effectifs. Complète-le :
Épaisseur (mm)
17,7
17,8
17,9
18,0
18,1
18,2
18,3
18,4
18,5
Total
Effectif
1
1
1
3
?
?
?
1
1
15
a) Complète le tableau (effectifs manquants). b) Moyenne : la somme des 15 valeurs est 271,7 mm. Calcule \(\bar{x} = \dfrac{271{,}7}{15} =\) .......... c) Médiane : \(N = 15\) (impair). Le rang de la médiane est \(\dfrac{15+1}{2} = 8\). La 8e valeur est .......... d) Étendue = 18,5 − 17,7 = .......... e) La tolérance est [17,5 ; 18,5]. La valeur la plus petite est .......... et la plus grande est ..........
Toutes les pièces sont-elles conformes ?
Toutes les 15 pièces sont conformes : leurs épaisseurs sont comprises dans [17,5 ; 18,5] mm.
Exercice 6Compléter un tableau de fréquences — guidéSocle
Vie quotidienne – Sport
Rappel : La fréquence d'une valeur = \(\dfrac{\text{effectif de cette valeur}}{\text{effectif total}}\). La somme des fréquences vaut toujours 1 (ou 100 %).
Dans une classe de 25 élèves, on a relevé le nombre de pompes réussies lors d'un test sportif :
Nombre de pompes
5
10
15
20
25
Total
Effectif
3
7
8
5
2
?
Fréquence
?
?
?
?
?
1
Fréquence (%)
?
?
?
?
?
100 %
a) Vérifie que l'effectif total est bien 25. b) Calcule chaque fréquence : par exemple \(f(5) = \dfrac{3}{25} =\) .......... c) Convertis chaque fréquence en pourcentage. d) Quel est le mode de cette série ?
a) \(3 + 7 + 8 + 5 + 2 = \mathbf{25}\) ✔
b) et c) Tableau complété :
Nombre de pompes
5
10
15
20
25
Total
Effectif
3
7
8
5
2
25
Fréquence
0,12
0,28
0,32
0,20
0,08
1
Fréquence (%)
12 %
28 %
32 %
20 %
8 %
100 %
d) Le mode est 15 pompes (effectif le plus élevé : 8 élèves).
Rappel : L'effectif cumulé croissant (ECC) d'une valeur est la somme de tous les effectifs des valeurs inférieures ou égales à cette valeur.
Un artisan menuisier note le nombre de planches utilisées chaque jour pendant 20 jours :
Planches/jour
2
3
4
5
6
Total
Effectif
3
5
6
4
2
20
ECC
3
?
?
?
?
a) Complète la ligne des effectifs cumulés croissants. Aide : ECC(3) = effectif de 2 + effectif de 3 = 3 + 5 = .......... b) Combien de jours l'artisan a-t-il utilisé au plus 4 planches ? c) Détermine la médiane à l'aide des ECC. Aide : la médiane est la valeur pour laquelle l'ECC atteint ou dépasse \(\dfrac{20}{2} = 10\).
a) Tableau complété :
Planches/jour
2
3
4
5
6
Effectif
3
5
6
4
2
ECC
3
8
14
18
20
b) ECC(4) = 14 → l'artisan a utilisé au plus 4 planches pendant 14 jours.
c) \(\dfrac{N}{2} = 10\). L'ECC atteint 14 à la valeur 4 (et 8 < 10 à la valeur 3).
La médiane est \(Me = \mathbf{4}\) planches par jour.
Exercice 8Calculer une moyenne avec un tableau — guidéSocle
Vie quotidienne – Températures
Rappel : Quand les données sont regroupées dans un tableau, on calcule la moyenne avec :
\[\bar{x} = \frac{n_1 \times x_1 + n_2 \times x_2 + \ldots}{N}\]
où \(n_i\) est l'effectif de la valeur \(x_i\) et \(N\) l'effectif total.
Voici les températures maximales (en °C) relevées sur 15 jours en avril :
Température (°C)
14
16
18
20
22
Effectif \(n_i\)
2
4
5
3
1
a) Vérifie que l'effectif total est 15. b) Complète le calcul de la moyenne :
\(\bar{x} = \dfrac{2 \times 14 + 4 \times 16 + 5 \times 18 + 3 \times 20 + 1 \times 22}{15}\)
\(\bar{x} = \dfrac{.......... + .......... + .......... + .......... + ..........}{15} = \dfrac{..........}{15} =\) .......... c) Quelle est la température la plus fréquente (mode) ?
c) Le mode est 18 °C (effectif le plus élevé : 5 jours).
Exercice 9Lire un diagramme en bâtons — guidéSocle
Énergie – Consommation
Le diagramme en bâtons ci-dessous représente la consommation électrique mensuelle (en kWh) d'un petit atelier sur 6 mois :
Mois
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Consommation (kWh)
320
290
250
210
180
160
a) Quel mois la consommation est-elle la plus élevée ? .......... b) Quel mois la consommation est-elle la plus faible ? .......... c) Calcule la consommation moyenne sur les 6 mois :
\(\bar{x} = \dfrac{320 + 290 + 250 + 210 + 180 + 160}{6} = \dfrac{..........}{6} =\) .......... d) Calcule l'étendue : .......... − .......... = .......... e) La consommation diminue-t-elle au fil des mois ? Pourquoi selon toi ?
a) La consommation la plus élevée est en janvier (320 kWh).
b) La consommation la plus faible est en juin (160 kWh).
e) Oui, la consommation diminue régulièrement de janvier à juin. Cela s'explique par les jours plus longs et les températures plus douces au printemps, nécessitant moins de chauffage et d'éclairage.
Exercice 10Médiane d'une série impaire — guidéSocle
Santé – Fréquence cardiaque
Après un échauffement, on mesure la fréquence cardiaque (en battements/min) de 9 élèves :
82 ; 95 ; 78 ; 88 ; 90 ; 85 ; 92 ; 80 ; 87
Étape 1 — Trier :
Range les 9 valeurs dans l'ordre croissant :
78 ; 80 ; .......... ; .......... ; .......... ; .......... ; .......... ; .......... ; 95
Étape 2 — Médiane :
\(N = 9\) (impair). Le rang de la médiane est \(\dfrac{9+1}{2} = 5\).
La 5e valeur de la série triée est : ..........
Médiane : La 5e valeur est \(Me = \mathbf{87}\) bpm.
Étendue : \(95 - 78 = \mathbf{17}\) bpm.
La moitié des élèves a une fréquence cardiaque inférieure ou égale à 87 bpm.
Exercice 11Diagramme circulaire — lire et interpréterSocle
Menuiserie – Types de bois
Rappel : Dans un diagramme circulaire, l'angle d'un secteur = fréquence × 360°.
Un fabricant de mobilier utilise différentes essences de bois. Voici la répartition de ses commandes sur un mois (total : 200 pièces) :
Essence
Chêne
Hêtre
Pin
Noyer
Total
Effectif
80
60
40
20
200
Fréquence
?
?
?
?
1
Angle (°)
?
?
?
?
360°
a) Calcule la fréquence de chaque essence. Aide : \(f(\text{chêne}) = \dfrac{80}{200} =\) .......... b) Calcule l'angle de chaque secteur. Aide : angle(chêne) = 0,40 × 360 = .......... c) Vérifie que la somme des angles fait bien 360°.
Exercice 12Effectifs cumulés et médiane — guidéSocle
Sport – Course à pied
Rappel : Les effectifs cumulés croissants (ECC) permettent de trouver la médiane.
On additionne les effectifs un par un en partant du début. La médiane est la valeur pour laquelle l'ECC atteint ou dépasse \(\dfrac{N}{2}\).
On a chronométré le temps (en secondes) de 20 élèves sur un 100 m :
Temps (s)
13
14
15
16
17
Effectif
2
5
7
4
2
ECC
?
?
?
?
?
a) Complète la ligne des ECC. Aide : ECC(13) = 2 ; ECC(14) = 2 + 5 = .......... ; ECC(15) = 7 + .......... = .......... b) Calcule \(N\) (effectif total). c) Détermine la médiane. Aide : \(\dfrac{N}{2} =\) .......... Quelle est la première valeur dont l'ECC atteint ou dépasse ce nombre ? d) Calcule la moyenne de cette série. Aide : \(\bar{x} = \dfrac{13 \times 2 + 14 \times 5 + \ldots}{20} =\) ..........
a) Calculer la moyenne \(\bar{x}\) de cette série (donner le résultat arrondi au centième). b) Déterminer la médiane \(Me\) (trier d'abord la série). c) Calculer l'étendue de la série. d) La tolérance de fabrication est de ±0,5 mm autour de 18 mm, soit l'intervalle [17,5 ; 18,5].
Toutes les pièces sont-elles conformes ? Justifier.
a) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{271{,}7}{15} \approx \mathbf{18{,}11 \text{ mm}}\]
b) Médiane (\(N = 15\), impair) :
La 8e valeur de la série triée est 18,1 mm.
\[Me = \mathbf{18{,}1 \text{ mm}}\]
c) Étendue :
\[\text{Étendue} = 18{,}5 - 17{,}7 = \mathbf{0{,}8 \text{ mm}}\]
d) Conformité :
17,7 ≥ 17,5 ✔ et 18,5 ≤ 18,5 ✔ → toutes les valeurs sont dans l'intervalle de tolérance.
Toutes les 15 pièces sont conformes.
L'étendue (0,8 mm) est inférieure à la tolérance totale (1 mm), mais il faut vérifier que toutes les valeurs sont dans l'intervalle.
Exercice 19Construire un diagramme en boîteStandard
Temps de fabrication
On reprend la série de l'exercice 3 (12 temps de fabrication en minutes) :
a) Donner les cinq valeurs nécessaires au diagramme en boîte : min, \(Q_1\), médiane \(Me\), \(Q_3\), max. b) Tracer le diagramme en boîte sur un axe gradué de 25 à 45. c) Interpréter : la série est-elle symétrique ? Les données sont-elles dispersées ?
a) Cinq valeurs :
— min = 27 min
— \(Q_1\) = \(\dfrac{29+30}{2} = \mathbf{29{,}5}\) min
— \(Me\) = 33,5 min
— \(Q_3\) = \(\dfrac{35+38}{2} = \mathbf{36{,}5}\) min
— max = 42 min
b) Diagramme en boîte :
Diagramme en boîte – Temps de fabrication (min=27, Q₁=29,5, Me=33,5, Q₃=36,5, max=42)
c) Interprétation :
— La médiane (33,5) est décalée vers la gauche dans la boîte → légère asymétrie à droite.
— La moustache droite (36,5 → 42) est plus longue → quelques pièces ont mis beaucoup plus de temps.
— Écart interquartile = 36,5 − 29,5 = 7 min.
La série n'est pas parfaitement symétrique.
Exercice 20Fréquences et diagramme en bâtonsStandard
Énergie – Consommation domestique
Un technicien de maintenance énergétique relève la consommation électrique mensuelle (en kWh) de 30 logements d'un immeuble. Il regroupe les résultats :
Consommation (kWh)
100
150
200
250
300
Total
Effectif
3
8
10
6
3
30
Fréquence
?
?
?
?
?
1
Fréquence (%)
?
?
?
?
?
100 %
a) Compléter le tableau des fréquences (décimale et %). b) Construire un diagramme en bâtons représentant les effectifs. c) Quel est le mode de cette série ? Interpréter. d) Calculer la consommation moyenne de l'immeuble.
a) Tableau complété :
Consommation (kWh)
100
150
200
250
300
Total
Effectif
3
8
10
6
3
30
Fréquence
0,10
0,267
0,333
0,20
0,10
1
Fréquence (%)
10 %
26,7 %
33,3 %
20 %
10 %
100 %
c) Le mode est 200 kWh (effectif le plus élevé : 10 logements). Un tiers des logements consomme 200 kWh par mois.
d) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{100 \times 3 + 150 \times 8 + 200 \times 10 + 250 \times 6 + 300 \times 3}{30} = \frac{300 + 1200 + 2000 + 1500 + 900}{30} = \frac{5900}{30} \approx \mathbf{196{,}7 \text{ kWh}}\]
La consommation moyenne est d'environ 197 kWh par mois et la consommation la plus fréquente est 200 kWh.
Exercice 21Moyenne pondérée et interprétationStandard
Menuiserie – Devis
Un métreur établit les devis de 25 chantiers réalisés dans l'année. Il classe les montants (en €) :
Montant (€)
500
1 000
2 000
5 000
10 000
Nombre de devis
8
7
5
3
2
a) Calculer le montant moyen d'un devis. b) Déterminer la médiane de cette série. c) Comparer la moyenne et la médiane. Laquelle reflète mieux le montant « typique » d'un devis ? Justifier. d) Un nouveau chantier à 50 000 € est ajouté. Recalculer la moyenne. Que constate-t-on ?
a) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{500 \times 8 + 1\,000 \times 7 + 2\,000 \times 5 + 5\,000 \times 3 + 10\,000 \times 2}{25}\]
\[= \frac{4\,000 + 7\,000 + 10\,000 + 15\,000 + 20\,000}{25} = \frac{56\,000}{25} = \mathbf{2\,240 \text{ €}}\]
b) Médiane :
\(N = 25\) (impair). On cherche la 13e valeur.
ECC : 8 ; 15 ; 20 ; 23 ; 25
La 13e valeur tombe dans la catégorie « 1 000 € » (ECC = 15 ≥ 13).
\[Me = \mathbf{1\,000 \text{ €}}\]
c) La moyenne (2 240 €) est tirée vers le haut par les gros chantiers (5 000 et 10 000 €). La médiane (1 000 €) est plus représentative du montant « typique » car la moitié des devis sont inférieurs ou égaux à 1 000 €.
d) Avec le chantier à 50 000 € :
\[\bar{x}' = \frac{56\,000 + 50\,000}{26} = \frac{106\,000}{26} \approx \mathbf{4\,077 \text{ €}}\]
La moyenne passe de 2 240 € à 4 077 € : une seule valeur extrême a presque doublé la moyenne. La médiane, elle, reste à 1 000 €. Cela montre que la moyenne est sensible aux valeurs extrêmes, contrairement à la médiane.
Exercice 22Effectifs cumulés et lecture graphiqueStandard
Santé – IMC
Lors d'une visite médicale, on a relevé l'indice de masse corporelle (IMC) de 40 élèves d'un lycée professionnel :
IMC
18
20
22
24
26
28
Effectif
4
10
12
8
4
2
a) Construire le tableau des effectifs cumulés croissants. b) Déterminer la médiane. c) Calculer la moyenne de cette série. d) Un IMC « normal » est compris entre 18,5 et 25. Quel pourcentage d'élèves a un IMC normal ?
a) Effectifs cumulés croissants :
IMC
18
20
22
24
26
28
Effectif
4
10
12
8
4
2
ECC
4
14
26
34
38
40
b) Médiane :
\(N = 40\), pair. On cherche les 20e et 21e valeurs.
ECC(20) = 14 < 20, mais ECC(22) = 26 ≥ 20. Les deux valeurs sont à 22.
\[Me = \mathbf{22}\]
c) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{18 \times 4 + 20 \times 10 + 22 \times 12 + 24 \times 8 + 26 \times 4 + 28 \times 2}{40}\]
\[= \frac{72 + 200 + 264 + 192 + 104 + 56}{40} = \frac{888}{40} = \mathbf{22{,}2}\]
d) IMC « normal » (entre 18,5 et 25) : valeurs 20, 22, 24 → effectif = \(10 + 12 + 8 = 30\).
\[\text{Pourcentage} = \frac{30}{40} = 0{,}75 = \mathbf{75\,\%}\]
75 % des élèves ont un IMC normal. La médiane (22) et la moyenne (22,2) sont très proches et au cœur de la plage normale.
Exercice 23Quartiles, écart interquartile et diagramme en boîteStandard
Climat – Pluviométrie
Voici les précipitations mensuelles (en mm) relevées sur 12 mois dans une région :
Mois
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Pluie (mm)
65
55
50
40
35
25
15
20
45
60
70
75
a) Trier la série dans l'ordre croissant. b) Calculer la moyenne et la médiane. c) Déterminer \(Q_1\), \(Q_3\) et l'écart interquartile. d) Tracer le diagramme en boîte. e) La région connaît-elle des précipitations régulières tout au long de l'année ? Justifier.
b) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{15+20+25+35+40+45+50+55+60+65+70+75}{12} = \frac{555}{12} \approx \mathbf{46{,}3 \text{ mm}}\]
Médiane (\(N = 12\), pair) : valeurs aux rangs 6 et 7 : 45 et 50.
\[Me = \frac{45+50}{2} = \mathbf{47{,}5 \text{ mm}}\]
c) Quartiles :
Première moitié : 15 ; 20 ; 25 ; 35 ; 40 ; 45 → \(Q_1 = \dfrac{25+35}{2} = \mathbf{30}\) mm
Seconde moitié : 50 ; 55 ; 60 ; 65 ; 70 ; 75 → \(Q_3 = \dfrac{60+65}{2} = \mathbf{62{,}5}\) mm
Écart interquartile = \(62{,}5 - 30 = \mathbf{32{,}5 \text{ mm}}\)
d) Diagramme en boîte : min = 15, \(Q_1 = 30\), \(Me = 47{,}5\), \(Q_3 = 62{,}5\), max = 75.
e) L'étendue est de 60 mm et l'écart interquartile de 32,5 mm : les précipitations varient fortement selon la saison. La région n'a pas de précipitations régulières : l'été est sec (15-25 mm) et l'hiver est humide (65-75 mm).
Exercice 24Analyser une série avec tableau et indicateursStandard
Menuiserie – Gestion d'atelier
Un artisan menuisier note le nombre de pièces finies par jour pendant 20 jours ouvrés :
Nombre de pièces
4
5
6
7
8
Nombre de jours
2
5
8
3
2
a) Quel est l'effectif total ? Vérifier que \(N = 20\). b) Calculer la moyenne du nombre de pièces par jour. c) Déterminer la médiane et le mode. d) L'artisan doit livrer 120 pièces en 20 jours. A-t-il atteint son objectif ? Justifier avec la moyenne.
a) \(N = 2 + 5 + 8 + 3 + 2 = \mathbf{20}\) jours. ✔
b) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{4 \times 2 + 5 \times 5 + 6 \times 8 + 7 \times 3 + 8 \times 2}{20} = \frac{8 + 25 + 48 + 21 + 16}{20} = \frac{118}{20} = \mathbf{5{,}9 \text{ pièces/jour}}\]
c) Médiane :
ECC : 2 ; 7 ; 15 ; 18 ; 20. Les 10e et 11e valeurs tombent dans la catégorie « 6 » (ECC = 15 ≥ 10).
\[Me = \mathbf{6 \text{ pièces}}\]
Mode = 6 pièces (effectif le plus élevé : 8 jours).
d) Production totale = \(\bar{x} \times N = 5{,}9 \times 20 = 118\) pièces.
L'artisan a produit 118 pièces en 20 jours, soit 2 pièces de moins que l'objectif de 120. L'objectif n'est pas atteint, mais il est très proche.
Exercice 25Diagramme circulaire — Répartition du budgetStandard
Gestion
Le budget mensuel d’un atelier de menuiserie se répartit ainsi :
Poste
Bois
Quincaillerie
Machines
Salaires
Divers
Montant (€)
3 600
1 200
2 400
4 800
600
a. Calculer le budget total. b. Calculer la fréquence (en %) de chaque poste. c. Calculer l’angle au centre correspondant à chaque poste (en degrés). d. Le poste «Bois» augmente de 15%. Quels sont les nouveaux pourcentages ?
a. \(3600+1200+2400+4800+600 = \mathbf{12\,600\,\text{€}}\)
b. Bois : 28,6%, Quincaillerie : 9,5%, Machines : 19%, Salaires : 38,1%, Divers : 4,8%
c. Bois : \(0{,}286 \times 360 \approx 103°\), Quincaillerie : 34°, Machines : 69°, Salaires : 137°, Divers : 17°
d. Nouveau bois : \(3600 \times 1{,}15 = 4140\). Nouveau total : 13 140 €. Bois : 31,5%, les autres postes baissent proportionnellement.
Exercice 26Comparer deux séries — Notes de deux classesStandard
Scolaire
Deux classes ont passé le même contrôle. Résultats :
Note
4
8
10
12
14
16
18
Classe A
1
3
5
8
6
4
1
Classe B
4
2
3
4
5
7
3
a. Calculer la moyenne de chaque classe. b. Calculer l’étendue de chaque série. c. Quelle classe a les meilleurs résultats ? Quelle classe est la plus homogène ?
a. Classe A : \(\frac{4+24+50+96+84+64+18}{28} = \frac{340}{28} \approx \mathbf{12{,}14}\)
Classe B : \(\frac{16+16+30+48+70+112+54}{28} = \frac{346}{28} \approx \mathbf{12{,}36}\)
b. Étendue A : \(18-4 = 14\). Étendue B : \(18-4 = 14\). Même étendue.
c. La classe B a une moyenne légèrement supérieure. Mais la classe A est plus homogène (les notes sont regroupées autour de 10-14), tandis que B est plus dispersée.
Exercices d'approfondissement
Exercice 27Comparer deux ouvriersApprofondissement
Gestion de production – Menuiserie
Un chef d'atelier souhaite comparer les performances de deux ouvriers. Chacun a fabriqué 10 pièces.
Voici les temps de fabrication relevés (en minutes) :
Ouvrier
Temps de fabrication (min)
Ouvrier A
25
30
28
32
27
35
29
28
31
26
Ouvrier B
20
40
28
35
22
42
30
28
35
25
a) Calculer la moyenne de chaque ouvrier. b) Calculer l'étendue de chaque ouvrier. c) Lequel des deux ouvriers est le plus rapide en moyenne ? d) Lequel des deux ouvriers est le plus régulier ? Justifier avec les calculs. e) Calculer la médiane et les quartiles de chaque série, puis comparer les diagrammes en boîte.
a) Trier la série dans l'ordre croissant. b) Calculer la moyenne \(\bar{x}\) (arrondir au centième). c) Déterminer la médiane \(Me\). d) Calculer les quartiles \(Q_1\) et \(Q_3\), puis l'écart interquartile. e) Calculer l'étendue. f) La tolérance de fabrication est ±0,5 cm (intervalle [39,5 ; 40,5]).
Toutes les pièces sont-elles conformes ? Conclure sur la qualité de production. g) Un nouveau lot de 20 tasseaux donne une moyenne de 40,35 cm et un écart interquartile de 0,6 cm.
Comparer les deux lots et indiquer lequel traduit une meilleure qualité de production. Justifier.
b) Moyenne :
\[\bar{x} = \frac{802{,}2}{20} = \mathbf{40{,}11 \text{ cm}}\]
c) Médiane (\(N=20\), pair) :
\[Me = \frac{40{,}0 + 40{,}1}{2} = \mathbf{40{,}05 \text{ cm}}\]
d) Quartiles :
\(Q_1 = 39{,}9\) cm ; \(Q_3 = 40{,}2\) cm
Écart interquartile = \(40{,}2 - 39{,}9 = \mathbf{0{,}3 \text{ cm}}\)
e) Étendue : \(40{,}5 - 39{,}7 = \mathbf{0{,}8 \text{ cm}}\)
f) 39,7 ≥ 39,5 ✔ et 40,5 ≤ 40,5 ✔ → toutes les pièces sont conformes.
g) Comparaison des deux lots :
Lot 1
Lot 2
Moyenne
40,11 cm
40,35 cm
Écart interquartile
0,3 cm
0,6 cm
Le lot 1 est de meilleure qualité : sa moyenne (40,11) est plus proche de la valeur nominale (40 cm) et son écart interquartile (0,3 cm) est deux fois plus faible que celui du lot 2 (0,6 cm), ce qui traduit une production plus régulière et mieux centrée.
Un tasseau du lot 1 a atteint exactement la limite haute (40,5 cm) : à surveiller sur la durée.
Exercice 29Série regroupée en classes — Consommation électriqueApprofondissement
Énergie
La consommation mensuelle (en kWh) de 50 logements a été classée :
Classe (kWh)
[100;200[
[200;300[
[300;400[
[400;500[
[500;600[
Effectif
5
12
18
10
5
a. Calculer le centre de chaque classe. b. Calculer la moyenne de la série. c. Déterminer la classe médiane. d. Un fournisseur d’énergie propose un tarif réduit pour les logements consommant moins de 300 kWh. Quel pourcentage de logements est éligible ? e. Estimer le coût total pour ces 50 logements si le kWh coûte 0,22 €.
e. Coût total : \(17\,300 \times 0{,}22 = \mathbf{3\,806\,\text{€}}\).
Exercice 30Problème ouvert — Optimiser une productionApprofondissement
Gestion d’atelier
Un atelier de fabrication de mobilier produit des chaises. On relève le nombre de défauts par lot de 100 chaises sur 30 lots :
Défauts
0
1
2
3
4
5
Nb de lots
8
10
6
3
2
1
a. Calculer le nombre moyen de défauts par lot. b. Calculer la médiane et l’étendue. c. Le client exige un taux de défaut inférieur à 2%. Calculer le taux de défaut moyen (en % par chaise). L’exigence est-elle respectée ? d. Si l’atelier investit dans une nouvelle machine réduisant les défauts de 40%, quel serait le nouveau nombre moyen de défauts par lot ? e. Chaque défaut coûte 25 € de réparation. L’investissement coûte 5 000 €. Au bout de combien de lots l’investissement est-il rentabilisé ?
b. ECC : 8, 18, 24, 27, 29, 30. Médiane entre la 15e et 16e valeurs → médiane = 1. Étendue : \(5 - 0 = 5\).
c. Taux : \(\frac{1{,}47}{100} \times 100 = \mathbf{1{,}47\,\%}\). L’exigence (< 2%) est respectée.
d. Nouveau : \(1{,}47 \times 0{,}60 = \mathbf{0{,}88}\) défauts/lot.
e. Économie/lot : \((1{,}47 - 0{,}88) \times 25 = 14{,}75\) €/lot. \(\frac{5000}{14{,}75} \approx 339\) lots. Rentabilisé après 339 lots.
Exercice 31Choisir le bon type de diagramme — JustifierApprofondissement
Menuiserie – Gestion d'atelier
Un artisan menuisier dispose des données suivantes sur son activité du mois :
Donnée 1 : Répartition des commandes par type de meuble :
Type
Étagère
Table
Armoire
Bureau
Porte
Nb commandes
12
8
5
10
15
Donnée 2 : Évolution du chiffre d'affaires mensuel (en milliers d'euros) :
Mois
Jan
Fév
Mar
Avr
Mai
Jun
CA (k€)
8
6
10
12
14
11
Donnée 3 : Répartition du budget par poste (en %) : Bois 40 %, Quincaillerie 15 %, Machines 20 %, Salaires 20 %, Divers 5 %.
a) Pour chaque jeu de données, choisir le type de diagramme le plus adapté parmi : diagramme en bâtons, diagramme circulaire, courbe d'évolution. Justifier chaque choix. b) Construire les trois diagrammes. c) Pour la donnée 1, un stagiaire propose un diagramme circulaire. Est-ce pertinent ? Comparer les avantages et inconvénients des deux représentations. d) Un client demande un résumé visuel de l'activité. Quelle représentation unique serait la plus informative ? Justifier.
Exemple de diagramme en bâtons pour la donnée 1
a) Choix des diagrammes :
Donnée 1 (types de meubles) : diagramme en bâtons — variable qualitative, on compare des effectifs par catégorie.
Donnée 2 (CA mensuel) : courbe d'évolution — on veut visualiser une évolution dans le temps.
Donnée 3 (répartition %) : diagramme circulaire — on visualise les parts d'un tout (100 %).
c) Un diagramme circulaire est possible pour la donnée 1 (après calcul des fréquences). Avantage : montre les proportions. Inconvénient : moins facile de comparer visuellement les effectifs. Le diagramme en bâtons est préférable quand on veut comparer des quantités.
d) Un tableau de bord avec les 3 représentations est l'idéal. Si une seule : le diagramme en bâtons (donnée 1) car il montre directement l'activité principale de l'atelier.
Exercice 32Analyse de données réelles — Consommation énergétique d'un bâtimentApprofondissement
Énergie – Bâtiment
Un gestionnaire de bâtiment releve la consommation électrique mensuelle (en kWh) sur deux années :
Mois
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Année 1
420
390
310
250
200
180
170
175
220
300
380
450
Année 2
380
350
280
230
190
170
160
165
210
290
360
410
a) Calculer la moyenne et l'étendue de chaque année. b) Calculer la médiane de chaque année. c) Construire les diagrammes en bâtons superposés des deux années (ou décrire précisément comment les tracer). d) La consommation a-t-elle baissé entre les deux années ? Quantifier la baisse en % par rapport à l'année 1. e) Quels mois présentent la plus forte baisse ? La plus faible ? Proposer une explication. f) Le gestionnaire affirme avoir économisé « 10 % sur l'année ». Vérifier ce chiffre.
e) Plus forte baisse : décembre (450 → 410, -40 kWh). Plus faible baisse : juillet (170 → 160, -10 kWh). Les mois d'hiver montrent la plus forte baisse, probablement grâce à une amélioration de l'isolation.
f) Le gestionnaire exagère légèrement : la baisse réelle est de 7,3 %, pas 10 %.
Exercice 33Projet d'étude statistique — Déchets de chantierApprofondissement
Environnement – Gestion des déchets
Un chef de chantier souhaite analyser les déchets produits par son équipe pour optimiser le tri. Pendant 4 semaines, il pèse les déchets (en kg) par catégorie :
Catégorie
Sem. 1
Sem. 2
Sem. 3
Sem. 4
Total
Bois
45
52
38
65
?
Métal
12
8
15
10
?
Plastique
5
7
4
6
?
Plâtre
20
18
25
22
?
Divers
8
5
8
7
?
Total hebdo
?
?
?
?
?
a) Compléter le tableau (totaux par catégorie et par semaine). b) Calculer la fréquence (en %) de chaque catégorie sur l'ensemble des 4 semaines. c) Quelle représentation graphique choisir pour montrer la répartition des déchets par catégorie ? Justifier et construire ce diagramme. d) Quelle représentation choisir pour montrer l'évolution du total hebdomadaire ? Justifier et construire. e) Le chef de chantier veut réduire ses déchets de bois de 20 %. Quelle serait la nouvelle quantité moyenne de bois par semaine ? Quel serait le nouveau pourcentage du bois dans les déchets ? f) Rédiger un rapport de 5 lignes avec les principaux enseignements et une recommandation.
Diagramme circulaire de la répartition des déchets
a) Tableau complété :
Bois : 200 kg | Métal : 45 kg | Plastique : 22 kg | Plâtre : 85 kg | Divers : 28 kg
Totaux hebdo : 90, 90, 90, 110 kg | Total général : 380 kg
c)Diagramme circulaire : on montre les parts d'un total (100 %). Le bois représente plus de la moitié des déchets.
d)Courbe d'évolution ou diagramme en bâtons pour les 4 semaines. La semaine 4 est anormalement haute (110 kg).
e) Bois actuel : 200/4 = 50 kg/semaine. Après réduction de 20 % : 50 × 0,8 = 40 kg/semaine, soit 160 kg sur 4 semaines. Nouveau total : 380 - 40 = 340 kg. Nouveau % bois : \(\frac{160}{340} \approx 47{,}1\,\%\).
f) Rapport : Le bois représente plus de la moitié des déchets du chantier (53 %), suivi du plâtre (22 %). La semaine 4 a généré plus de déchets que les autres, probablement en raison de démolitions. Recommandation : mettre en place une benne spécifique bois pour faciliter le recyclage et réduire les coûts d'élimination. Objectif : réduire le bois de 20 % en optimisant les découpes.
Bilan des compétences travaillées
Compétence
Exercices
Lire et construire un tableau statistique (effectifs, fréquences)
Ex 1, 11, 20, 25
Calculer moyenne et mode
Ex 2, 3, 8, 12, 16, 20, 21, 22, 24
Calculer la médiane
Ex 3, 5, 10, 12, 16, 17, 22, 24
Calculer étendue, quartiles, écart interquartile
Ex 4, 17, 23, 27, 28
Effectifs cumulés croissants
Ex 7, 12, 22, 29
Fréquences et diagramme circulaire
Ex 1, 11, 20, 25
Construire et lire un diagramme en boîte
Ex 19, 23
Comparer deux séries statistiques
Ex 26, 27
Données groupées en classes
Ex 29
Moyenne pondérée et sensibilité aux valeurs extrêmes
Ex 21
Analyser une production et conclure sur la qualité