Échantillonnage

Seconde · Statistiques et probabilités · BO 2026 (Seconde GT)

Fluctuation d'échantillonnage, simulation et estimation d'une proportion.

Ce n'est plus un chapitre séparé. Le BO 2026 conserve l'objectif « introduire la fluctuation d'échantillonnage », mais le traite dans les Probabilités (loi des grands nombres en version vulgarisée) et dans l'Algorithmique (simulation sur Python ou tableur). La page reste disponible pour préparer ces simulations.
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Avant de commencer

Question honnête : où en es-tu ?

Sais-tu pourquoi deux sondages sur le même sujet donnent des résultats un peu différents ?
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Prérequis

  • Fréquence et proportion.
  • Probabilité d'un événement.
  • Notion d'échantillon et de hasard.
  • Calcul avec des racines carrées.
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Cours

2.1 — Échantillon et fréquence

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.

p fréquences observées
2.2 — Simulation

On simule des échantillons (tableur, calculatrice, Python avec un générateur aléatoire) pour observer comment la fréquence fluctue autour de la proportion p.

2.3 — Intervalle de fluctuation

Pour n assez grand et p la proportion, environ 95 % des fréquences d'échantillons tombent dans l'intervalle [p − 1/√n ; p + 1/√n].

2.4 — Estimer une proportion

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 %).

Erreur classique

Plus n est grand, plus l'intervalle est étroit (1/√n diminue) : un grand échantillon donne une estimation plus précise, pas l'inverse.

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Exemples résolus

Ex 1 — Largeur d'intervalle

Pour n = 100 : 1/√100 = 0,1. L'intervalle a une demi-largeur de 0,1.

Ex 2 — Intervalle de fluctuation

p = 0,5, n = 100 : [0,5 − 0,1 ; 0,5 + 0,1] = [0,4 ; 0,6].

Ex 3 — Estimation

f = 0,52 sur n = 400 : 1/√400 = 0,05, intervalle [0,47 ; 0,57].

Ex 4 — Décision

Si une fréquence observée sort de l'intervalle de fluctuation, on doute du modèle annoncé.

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Exercices d'application

Exo 1 · Facile Calculer

Calcule 1/√n pour a) n = 25 · b) n = 100 · c) n = 400.

Exo 2 · Facile Calculer

Donne l'intervalle de fluctuation pour p = 0,5 et a) n = 100 · b) n = 25.

Exo 3 · Moyen Calculer

Un sondage donne f = 0,46 sur n = 100 personnes. Donne l'intervalle de confiance au niveau 95 %.

Exo 4 · Moyen Raisonner

Une pièce est-elle équilibrée si sur 100 lancers on obtient 62 « pile » ? Utilise l'intervalle de fluctuation pour p = 0,5.

Exo 5 · Moyen Modéliser

Décris une simulation (tableur ou Python) permettant d'observer la fluctuation de la fréquence de « pile » sur 50 lancers.

Exo 6 · Moyen Communiquer

Un élève pense qu'un échantillon plus grand donne un intervalle plus large. Explique pourquoi c'est faux.

Exo 7 · Défi Raisonner

Quelle taille d'échantillon n faut-il pour que l'intervalle ait une demi-largeur d'au plus 0,02 ?

Exo 8 · Défi Modéliser

Un institut annonce 48 % d'intentions de vote. Sur un échantillon de 625, on observe 55 %. Est-ce compatible ?

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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.
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Plan de révisions

J+1

Refais exos 1 et 2.

J+7

Refais exos 3 et 4.

J+30

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 ?