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La loi normale - Savoirs et savoir-faire

Les lois normales ont une grande importance en statistiques. La courbe représentative de leur fonction de densité est appelée courbe de Gauss ou courbe en cloche du fait de sa forme. Elle possède un axe de symétrie en la moyenne ou la médiane (elles sont égales) et des intervalles remarquables (68% des observations sont comprises dans un intervalle de +/- un fois l'écart-type autour de la moyenne.)

La loi normale ou loi de Laplace-Gauss

Les premiers statisticiens ont constaté que de nombreuses distributions statistiques observées pouvaient être décrites et modélisées par une loi nommée par conséquent loi normale (cela ne signifie pas pour autant que les autres distributions soient anormales).
Les propriétés d'une distribution normale sont :
  • La fonction de densité de probabilités de la loi normale a la forme d'une courbe en cloche symétrique
  • la moyenne et la médiane sont égales ; la courbe est centrée sur la moyenne
  • L’axe des abscisses est une asymptote, σ représente la différence des abscisses entre le sommet de la courbe et le point d’inflexion. approximately equals, 68, percent des observations sont comprises dans un intervalle de +/- un fois l'écart-type autour de la moyenne
  • approximately equals, 95, percent des observations sont comprises dans un intervalle de +/- 2 fois l'écart-type autour de la moyenne
  • et approximately equals, 99, comma, 7, percent des observations sont comprises dans un intervalle de +/- 3 fois l'écart-type autour de la moyenne.

Tracer la courbe représentative d'une fonction de densité de la loi normale : exemple

Le diamètre du tronc d'une certaine variété de pin suit la loi normale de paramètres mu, equals, 150, start text, c, m, end text et sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
Tracer la courbe représentative de la distribution "diamètre des troncs".
Solution :
1 : On trace la courbe représentative de la fonction densité de la loi N left parenthesis, µ, space, ;, space, σ, squared, right parenthesis.
2 : La courbe est symétrique par rapport à la droite d'équation x, equals, 150, start text, end text.
3 : On sait que l'intervalle 150+/- 30, e, x, t, c'est à dire open bracket, 120, ;, 180, close bracket contient 69, comma, 48 % des observations. L'intervalle 150+/- 2, ×, 30 c'est à dire open bracket, 90, ;, 210, close bracket contient 94, comma, 87 % des observations.
Exercice 1
La taille de cette même variété de pins suit aussi une loi normale. de paramètres mu, equals, 33, start text, m, end text et sigma, equals, 3, start text, m, end text.
Quelle distribution normale résume le mieux les données ?
Choisissez une seule réponse :

Calcul de pourcentages d'observations : exemple

Une certaine variété de pin a un diamètre moyen du tronc de mu, equals, 150, start text, c, m, end text et un écart-type de sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
Quel est environ le pourcentage de pins dont le diamètre du tronc est supérieur à 210, start text, c, m, end text, space, question mark
Solution :
1 : On trace la courbe représentative de la fonction densité de la loi N left parenthesis, µ, space, ;, space, σ, squared, right parenthesis avec mu, equals, 150, start text, c, m, end text et sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
2 : Un diamètre de 210, start text, c, m, end text correspond au diamètre à deux écarts-types au-dessus de la moyenne. On colorie l'aire du domaine correspondante à P, left parenthesis, X, is greater than, 210, right parenthesis .
3 : On additionne les pourcentages d'observations correspondants à cette probabilité :
2, comma, 35, percent, plus, 0, comma, 15, percent, equals, 2, comma, 5, percent
Environ 2, comma, 5, percent des pins ont un diamètre supérieur à 210, start text, c, m, end text, point
exercice 2
Quel est environ le pourcentage de pins dont le diamètre du tronc est compris entre 90 et 210 centimètres ?
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3, slash, 5
  • une fraction simplifiée telle que 7, slash, 4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1, space, 3, slash, 4
  • un nombre décimal, comme 0, comma, 75
  • un multiple de Pi, tels que 12, space, start text, p, i, end text ou 2, slash, 3, space, start text, p, i, end text
percent

Pour vous entraîner, vous pouvez faire ces exercices sur la règle empirique.

Calcul d'un nombre d'observations : exemple

Une certaine variété de pin a un diamètre moyen du tronc de mu, equals, 150, start text, c, m, end text et un écart-type de sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
Une parcelle de la forêt contient 500 de ces pins.
Quel est environ le nombre de ces pins dont le diamètre du tronc est inférieur à 120, start text, c, m, end text, space, question mark
Solution :
1 : On trace la courbe représentative de la fonction densité de la loi N left parenthesis, µ, space, ;, space, σ, squared, right parenthesis avec mu, equals, 150, start text, c, m, end text et sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
2 : Un diamètre de 120, start text, c, m, end text correspond au diamètre à un écart -type en dessous de la moyenne. On colorie l'aire du domaine correspondante à P, left parenthesis, X, is less than, 120, right parenthesis .
3 : On additionne les pourcentages d'observations correspondants à cette probabilité :
0, comma, 15, percent, plus, 2, comma, 35, percent, plus, 13, comma, 5, percent, equals, 16, percent
Environ 16, percent des pins ont un diamètre inférieur à 120, start text, c, m, end text, point
4 : On calcule le nombre de pins correspondant.
On calcule 16, percent de 500.
16, percent, start text, space, d, e, space, end text, 500, equals, 0, comma, 16, times, 500, equals, 80
Environ 80 pins ont un diamètre inférieur à 120, start text, c, m, end text, point
exercice 3
Une certaine variété de pin a un diamètre moyen du tronc de mu, equals, 150, start text, c, m, end text et un écart-type de sigma, equals, 30, start text, c, m, end text.
Une parcelle de la forêt contient 500 de ces pins.
Quel est environ le nombre de pins dont le diamètre du tronc est compris entre 120 et 180 centimètres ?
approximately equals
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3, slash, 5
  • une fraction simplifiée telle que 7, slash, 4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1, space, 3, slash, 4
  • un nombre décimal, comme 0, comma, 75
  • un multiple de Pi, tels que 12, space, start text, p, i, end text ou 2, slash, 3, space, start text, p, i, end text
pins

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