Intervalle de confiance et échantillonnage
Soit X~B(n,p) la fréquence observée f=X/n. L'intervalle de confiance de niveau 95% pour p est I=[f−1/√n, f+1/√n]. Démonstration : par concentration, P(|f−p|≤1/√n)≈0,95 (approximation). Conditions : n≥30, f pas trop proche de 0 ou 1. Pour un autre niveau (par ex. 99%), on adapte le coefficient. L'intervalle de fluctuation (test) : si p connu, [p−1/√n, p+1/√n] contient f avec probabilité 0,95. Applications : tester si un sondage est conforme, estimer une proportion, prendre une décision (rejeter ou non une hypothèse).
📝 Examen de trimestre (barème : 20 pts, grille : 16-20 = TB, 12-15 = B, 8-11 = passable, <8 = insuffisant)
- Intervalle de confiance à 95% pour p. (1 pt)
- f=0,4, n=100. IC ? (2 pts)
- f=0,5, n=400. IC ? (2 pts)
- Intervalle de fluctuation à 95%. (1 pt)
- p=0,5, n=100. IF ? (2 pts)
- Test : f=0,6, p=0,5, n=100. Conforme ? (2 pts)
- Démontre l'IC à 95% (idée). (2 pts)
- Condition n pour l'IC. (1 pt)
- Largeur de l'IC. (1 pt)
- Sondage 1000, f=0,52. IC. (2 pts)
- Test : p=0,3, f=0,4, n=100. Décision. (2 pts)
- Influence de n sur la précision. (1 pt)
- IC à 99% : coefficient. (1 pt)
- f=0,2, n=25. IC fiable ? (1 pt)
- Comparer IC et IF. (1 pt)
- p=0,4, n=400. IF. (2 pts)
- Décision : f dans IF ⇒ ? (1 pt)
- Erreur d'échantillonnage. (1 pt)
- Sondage politique : interprétation. (2 pts)
- Marge d'erreur et confiance. (1 pt)
Corrigé et barème :
- [f−1/√n, f+1/√n] (1 pt).
- [0,4−0,1, 0,4+0,1]=[0,3, 0,5] (2 pts).
- [0,5−0,05, 0,5+0,05]=[0,45, 0,55] (2 pts).
- [p−1/√n, p+1/√n] (1 pt).
- [0,4, 0,6] (2 pts).
- IF=[0,4, 0,6], f=0,6 dans IF, conforme (2 pts).
- Par concentration et approximation normale (2 pts).
- n≥30, f pas extrême (1 pt).
- 2/√n (1 pt).
- [0,52−0,032, 0,52+0,032]≈[0,488, 0,552] (2 pts).
- IF=[0,2, 0,4], f=0,4 dans IF, conforme (2 pts).
- Plus n grand, plus précis (1 pt).
- 1/(√(n))×2,58/1,96 (1 pt).
- Non (n<30) (1 pt).
- IC estime p, IF teste (1 pt).
- [0,4−0,05, 0,4+0,05]=[0,35, 0,45] (2 pts).
- Accepter l'hypothèse (1 pt).
- Écart f−p (1 pt).
- Fourchette d'estimation (2 pts).
- Compromis précision/confiance (1 pt).
📝 Corrigés détaillés des exercices
Corrigé de l'exercice 1
Question : Intervalle de confiance à 95% pour p ?
Méthode : Formule.
Étapes détaillées :
- Formule.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : [f−1/√n, f+1/√n]
Corrigé de l'exercice 2
Question : f=0,4, n=100. IC ?
Méthode : ±1/10.
Étapes détaillées :
- ±1/10.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : [0,3, 0,5]
Corrigé de l'exercice 3
Question : f=0,5, n=400. IC ?
Méthode : ±1/20.
Étapes détaillées :
- ±1/20.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : [0,45, 0,55]
Corrigé de l'exercice 4
Question : Intervalle de fluctuation à 95% ?
Méthode : Test.
Étapes détaillées :
- Test.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : [p−1/√n, p+1/√n]
Corrigé de l'exercice 5
Question : p=0,5, n=100. IF ?
Méthode : ±1/10.
Étapes détaillées :
- ±1/10.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : [0,4, 0,6]
Corrigé de l'exercice 6
Question : Test : f=0,6, p=0,5, n=100. Conforme ?
Méthode : f=0,6 dans [0,4, 0,6].
Étapes détaillées :
- f=0,6 dans [0,4, 0,6].
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : Conforme (f dans IF)
Corrigé de l'exercice 7
Question : Largeur de l'IC ?
Méthode : Largeur.
Étapes détaillées :
- Largeur.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : 2/√n
Corrigé de l'exercice 8
Question : Condition n pour l'IC fiable ?
Méthode : Conditions.
Étapes détaillées :
- Conditions.
- Choisis la méthode, la formule ou le théorème approprié.
- Effectue les calculs en détaillant chaque étape.
- Vérifie et conclus.
Réponse finale : n≥30, f pas extrême