Calcule 1/√n pour a) n = 25 · b) n = 100 · c) n = 400.
Échantillonnage
Seconde · Statistiques et probabilités · BO 2026 (Seconde GT)
Fluctuation d'échantillonnage, simulation et estimation d'une proportion.
Avant de commencer
Question honnête : où en es-tu ?
Prérequis
- Fréquence et proportion.
- Probabilité d'un événement.
- Notion d'échantillon et de hasard.
- Calcul avec des racines carrées.
Cours
Un échantillon de taille n est obtenu en prélevant n individus au hasard. La fréquence observée d'un caractère varie d'un échantillon à l'autre : c'est la fluctuation d'échantillonnage.
On simule des échantillons (tableur, calculatrice, Python avec un générateur aléatoire) pour observer comment la fréquence fluctue autour de la proportion p.
Pour n assez grand et p la proportion, environ 95 % des fréquences d'échantillons tombent dans l'intervalle [p − 1/√n ; p + 1/√n].
À partir d'une fréquence f observée sur un échantillon de taille n, on estime p par l'intervalle [f − 1/√n ; f + 1/√n] (intervalle de confiance au niveau 95 %).
Plus n est grand, plus l'intervalle est étroit (1/√n diminue) : un grand échantillon donne une estimation plus précise, pas l'inverse.
Exemples résolus
Pour n = 100 : 1/√100 = 0,1. L'intervalle a une demi-largeur de 0,1.
p = 0,5, n = 100 : [0,5 − 0,1 ; 0,5 + 0,1] = [0,4 ; 0,6].
f = 0,52 sur n = 400 : 1/√400 = 0,05, intervalle [0,47 ; 0,57].
Si une fréquence observée sort de l'intervalle de fluctuation, on doute du modèle annoncé.
Exercices d'application
Donne l'intervalle de fluctuation pour p = 0,5 et a) n = 100 · b) n = 25.
Un sondage donne f = 0,46 sur n = 100 personnes. Donne l'intervalle de confiance au niveau 95 %.
Une pièce est-elle équilibrée si sur 100 lancers on obtient 62 « pile » ? Utilise l'intervalle de fluctuation pour p = 0,5.
Décris une simulation (tableur ou Python) permettant d'observer la fluctuation de la fréquence de « pile » sur 50 lancers.
Un élève pense qu'un échantillon plus grand donne un intervalle plus large. Explique pourquoi c'est faux.
Quelle taille d'échantillon n faut-il pour que l'intervalle ait une demi-largeur d'au plus 0,02 ?
Un institut annonce 48 % d'intentions de vote. Sur un échantillon de 625, on observe 55 %. Est-ce compatible ?
Synthèse — À retenir
- La fréquence fluctue d'un échantillon à l'autre.
- Intervalle de fluctuation : [p − 1/√n ; p + 1/√n].
- Intervalle de confiance : [f − 1/√n ; f + 1/√n].
- Plus n est grand, plus l'intervalle est étroit.
- Une fréquence hors intervalle remet le modèle en question.
Plan de révisions
Refais exos 1 et 2.
Refais exos 3 et 4.
Exos 7 et 8.
Pour aller plus loin
Q1. Pourquoi l'intervalle rétrécit-il quand n augmente ?
Q2. Comment une simulation Python illustre-t-elle la fluctuation ?