Lire les données croisées
Lire les effectifs et les marges, choisir la référence d’une fréquence et comparer des groupes avec un tableau croisé.
Environ 45 minutes
- Lire un tableau croisé.
- Distinguer fréquences globales, marginales et conditionnelles.
- Comparer et représenter des groupes.
Une proportion de 48 % dans l’ensemble peut-elle cacher de fortes différences entre deux groupes ?
Un tableau croisé décrit simultanément deux caractères d’une même population. Le lire correctement exige de savoir ce que compte chaque case et quel ensemble sert de référence à une proportion. Nous allons construire les effectifs, calculer plusieurs fréquences, puis comparer des groupes de tailles différentes. Les données de l’enquête utilisée pour les calculs sont fictives ; elles servent à rendre les raisonnements vérifiables.
1. Organiser une population sans compter deux fois
Une population statistique est l’ensemble des individus étudiés. Un individu peut être une personne, un objet ou une planète. Un caractère décrit une propriété observée sur chacun. Une modalité est l’une des valeurs possibles de ce caractère. Ici, cent élèves appartiennent soit au groupe A, soit au groupe B ; chacun déclare venir à vélo ou autrement. Les deux classements sont exclusifs et couvrent toute la population.
Une ligne et une colonne se croisent dans une case intérieure. Celle-ci compte les individus qui possèdent les deux propriétés. Les trente élèves de la case A et vélo appartiennent à A et viennent à vélo. Ils ne désignent ni tous les élèves de A ni tous les cyclistes. Les totaux de lignes et de colonnes, appelés marges, donnent les effectifs pour un seul caractère.
Vérifie les totaux dans les deux directions : 30 + 10 = 40 et 18 + 42 = 60 ; 30 + 18 = 48 et 10 + 42 = 52. Les deux chemins donnent cent élèves. Une marge ne s’ajoute pas aux cases qui la composent. Additionner toutes les cases du tableau, totaux compris, compterait plusieurs fois chaque individu. La vérification sert donc autant à comprendre le tableau qu’à détecter une erreur de saisie.
Exemple résolu
On connaît cent élèves, dont quarante dans A. Trente élèves de A et dix-huit élèves de B viennent à vélo. Compléter les autres effectifs.
- Étape 1 : Le groupe B contient 100 − 40 = 60 élèves.
- Étape 2 : Dans A, les autres transports concernent 40 − 30 = 10 élèves.
- Étape 3 : Dans B, ils concernent 60 − 18 = 42 élèves.
- Étape 4 : Le total à vélo vaut 30 + 18 = 48 ; l’autre total vaut 10 + 42 = 52.
Résultat : Le tableau contient A : 30 et 10 ; B : 18 et 42. Les marges sont 40, 60, 48, 52 et 100.
Piège à éviter : Ajouter le total d’une ligne à ses cases compterait deux fois ses individus.
À toi d'essayer
Un relevé indique A : vingt-quatre et seize élèves ; B : dix-neuf et quarante et un. Peut-on conserver la marge vélo égale à quarante-huit ?
Voir la réponseMasquer la réponse
Non. La somme de la colonne vélo est désormais 24 + 19 = 43. Les lignes valent toujours quarante et soixante, mais les marges de colonnes doivent être recalculées. Les autres transports représentent 16 + 41 = 57 élèves.
2. Choisir la bonne référence pour une fréquence
Une fréquence est un rapport entre un effectif et un effectif de référence. Elle s’écrit comme une fraction, un nombre décimal ou un pourcentage. Pour la fréquence globale d’une case, on divise par l’effectif total N. La fréquence des élèves de A venant à vélo vaut 30/100 = 0,30, soit 30 %. Elle décrit une part de l’ensemble des élèves.
Une fréquence marginale utilise un total de ligne ou de colonne au numérateur et N au dénominateur. La fréquence des cyclistes, tous groupes réunis, vaut 48/100 = 48 %. La somme des fréquences globales des cases intérieures vaut 1, ou 100 %. Les fréquences marginales ne doivent pas s’y ajouter : elles résument les mêmes personnes sous une autre forme.
Une fréquence conditionnelle change de population de référence. Parmi les élèves de A, trente sur quarante viennent à vélo : 30/40 = 0,75, soit 75 %. Parmi les cyclistes, trente sur quarante-huit appartiennent à A : 30/48 = 0,625, soit 62,5 %. Le numérateur est identique ; la question et le dénominateur changent. Les mots parmi, chez et au sein de désignent souvent la référence recherchée.
Exemple résolu
Comparer les phrases : trente pour cent des élèves sont dans A et viennent à vélo ; soixante-quinze pour cent des élèves de A viennent à vélo. Sont-elles compatibles ?
- Étape 1 : Pour la première phrase, la population de référence contient cent élèves.
- Étape 2 : Pour la seconde, elle se limite aux quarante élèves de A.
- Étape 3 : Calculer 30/100 et 30/40 : les résultats valent respectivement 0,30 et 0,75.
- Étape 4 : Constater que les mêmes trente élèves représentent des parts différentes de deux ensembles.
Résultat : Les deux phrases sont compatibles. Elles portent sur le même effectif intérieur, rapporté à deux populations de référence distinctes.
Piège à éviter : Comparer deux pourcentages sans lire leur population de référence peut créer une contradiction qui n’existe pas.
À toi d'essayer
Quelle fraction donne la proportion d’élèves de B parmi ceux qui utilisent un autre transport ? Écris une phrase complète.
Correction détaillée pas à pasDans ce chapitre : 2 corrections détaillées.
3. Comparer des groupes de tailles différentes
Le groupe A compte davantage de cyclistes que B, mais il compte moins d’élèves. Pour comparer la place du vélo dans les deux groupes, il faut utiliser les proportions internes : 30/40 = 75 % pour A et 18/60 = 30 % pour B. Comparer seulement les nombres trente et dix-huit ne répond pas à une question sur la fréquence d’une pratique.
La fréquence globale de 48 % se situe entre 30 % et 75 %. Ce n’est pas leur moyenne simple, qui vaudrait 52,5 %. Les groupes n’ont pas le même poids. Le calcul correct est (40 × 0,75 + 60 × 0,30)/100 = 0,48. Cette moyenne pondérée redonne quarante-huit cyclistes sur cent. Un groupe plus nombreux contribue davantage au résultat global.
On peut observer un écart de quarante-cinq points de pourcentage entre 75 % et 30 %. Ce n’est pas une hausse de 45 % au sens d’un taux d’évolution. L’écart compare directement deux proportions ; une variation relative comparerait leur différence à une valeur de départ. Pour éviter la confusion, écris toujours l’unité du résultat et conserve la formulation de la question.
Exemple résolu
Si les fréquences internes restent 75 % et 30 %, quelle fréquence globale obtiendrait-on avec vingt élèves dans A et quatre-vingts dans B ?
- Étape 1 : Calculer les cyclistes de A : 20 × 0,75 = 15.
- Étape 2 : Calculer ceux de B : 80 × 0,30 = 24.
- Étape 3 : Additionner les effectifs correspondants : 15 + 24 = 39.
- Étape 4 : Rapporter ce total à cent élèves et comparer avec le premier tableau.
Résultat : La nouvelle fréquence globale serait 39 %. Elle diminue alors que les fréquences internes restent identiques, parce que le groupe où le vélo est moins fréquent pèse davantage.
Piège à éviter : Conserver 48 % en changeant les tailles des groupes supposerait à tort que leur poids n’a aucun effet.
4. Construire et interpréter des données réelles
Prenons un ensemble réel simple : les huit planètes du Système solaire. Les pages NASA consacrées aux planètes et aux anneaux indiquent que les quatre planètes telluriques n’ont pas d’anneaux, tandis que les quatre géantes en ont. On peut croiser type de planète et présence d’anneaux. Le tableau contient alors zéro tellurique avec anneaux, quatre sans anneaux, quatre géantes avec anneaux et zéro sans anneaux.
Ces données définissent exactement le champ étudié. Elles ne portent ni sur les planètes naines ni sur toutes les planètes de l’Univers. Cette restriction compte autant que le calcul. Quatre planètes sur huit ont des anneaux, soit 50 %, mais ce constat ne permet pas d’annoncer que la moitié de toutes les planètes possibles en possèdent. Une statistique dépend de son champ, de ses catégories et de la date des observations.
À toi d'essayer
Transfert : dans le tableau des huit planètes, quelle est la fréquence des géantes parmi les planètes avec anneaux ? Pourquoi la réponse ne décrit-elle pas toutes les exoplanètes ?
Correction détaillée pas à pasDans ce chapitre : 2 corrections détaillées.
5. Au bac : rendre le calcul et son sens vérifiables
Au bac : répondre à une question sur un tableau croisé
- Identifier la population et vérifier les catégories et les marges.
- Traduire la question en mots : que compte le numérateur et quel ensemble sert de référence ?
- Écrire la fraction avant de calculer ; garder suffisamment de précision avant l’arrondi final.
- Rédiger une phrase avec la population de référence, le résultat et son unité.
- Pour comparer, vérifier que les proportions ont un sens comparable et distinguer écart en points et évolution relative.
Dans un tableur, place une observation par ligne : un identifiant anonyme, le groupe, le mode de transport. Un tableau croisé peut compter les lignes pour chaque couple de modalités. Vérifie qu’une ligne ne représente pas une réponse multiple ou une personne déjà présente. Pour calculer des fréquences globales par formule recopiée, fixe la cellule du total avec une référence absolue ; pour une fréquence interne, choisis la marge correspondant au groupe.
Un diagramme doit annoncer ce que représentent ses hauteurs : effectifs ou fréquences. Les barres de deux graphiques ne se comparent pas si les échelles diffèrent. Les données manquantes demandent également une décision explicite : les retirer change la référence, les traiter comme zéro invente une réponse. Le calcul n’est complet qu’après cette vérification du sens des données.
Vocabulaire
- Effectif :
- Nombre d’individus correspondant à une catégorie ou à un croisement.
- Marge :
- Total d’une ligne ou d’une colonne.
- Fréquence globale :
- Effectif d’une case divisé par l’effectif total.
- Fréquence conditionnelle :
- Part calculée au sein d’un sous-ensemble annoncé.
- Pondération :
- Prise en compte du poids relatif de chaque groupe.
Erreurs fréquentes : additionner cases et marges ; diviser toujours par cent ; inverser la référence de parmi ; faire la moyenne simple de fréquences de groupes inégaux ; généraliser une enquête au-delà de son champ.
Bilan
| Repère | Ce qu’il permet de comprendre |
|---|---|
| Lire | Croiser les deux propriétés d’une case. |
| Calculer | Nommer la référence avant de diviser. |
| Comparer | Employer les fréquences internes lorsque les tailles diffèrent. |
| Interpréter | Garder le champ et les limites des observations. |
À retenir
- Un tableau croisé décrit deux caractères d’une population.
- Une même case peut produire plusieurs fréquences selon la référence.
- Les marges résument les effectifs et permettent des contrôles.
- La fréquence globale est une moyenne pondérée des fréquences internes.
Fiche de révision
Avant tout calcul, complète la phrase
je compte … parmi … . Le deuxième groupe fournit le dénominateur.
Contrôle le tableau dans deux directions
somme des lignes et somme des colonnes doivent donner le même total.
Pour reconstruire un ensemble à partir de groupes, retrouve d’abord les effectifs, additionne-les, puis divise par le total commun.
Et maintenant ?
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