NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

Accueil                           DicoNombre            Rubriques           Nouveautés      Édition du: 09/01/2018

Orientation générale        DicoMot Math          Atlas                   Références                     M'écrire

Barre de recherche          DicoCulture              Index alphabétique       Brèves de Maths    

            

Maths et hasard

 

Débutants

Statistiques

PROBABILITÉS

& Statistiques

 

Glossaire

Probabilités

 

 

INDEX

 

Grands nombres

 

Dénombrement

Probabilités

Statistiques

Moyenne & Médiane

Quartiles, quantiles

Sommaire de cette page

>>> Approche

>>> Quartiles divisibles

>>> Quartiles non-divisibles

>>> Calculs avec programmes

>>> Bilan

>>> Anglais

 

 

 

 

QUARTILES & QUANTILES

 

La population est divisée en quatre groupes d'individus ou dix groupes ou  cent groupes ou n groupes. Quels sont les individus représentatifs de chaque sous-groupe?

Différents types de calculs …

 

 

 

Approche

 

*    En divisant la population en quatre groupes de même population, les individus aux frontières sont les quartiles: Q1, Q2 (appelé médiane) et Q3.

 

 

En bref, le quartile est la médiane de chaque demi-groupe.

 

*    Si on connait les quartiles Q1 et Q3 d'une série, alors:

*  Au moins un quart des valeurs sont inférieures ou égales à Q1.

*  Au moins trois quarts des valeurs sont inférieures ou égales à Q3.

*  Environ la moitié des valeurs se trouvent dans l'intervalle interquartile [Q1 ; Q3].

 

*    La médiane sépare les valeurs en deux groupes de population égale.

Les quartiles les séparent en quatre groupes.

Les déciles en 10

Les centiles en 100.

Les quantiles en n.

 

*    Pour la médiane, si la quantité est paire la médiane est la valeur au centre, sinon, c'est la moyenne des valeurs de part et d'autre.

*    La division par 4 pour les quartiles est plus problématique. Cela explique que selon les outils vous obtiendrez des valeurs proches mais différentes.

 

 

Définition comme dans les livres

Quartiles: réels qui caractérisent l'étendue des valeurs prises par un caractère quantitatif X.

Premier quartile (Q1): valeur du caractère X telle que:

*    au plus un    quart   des valeurs prises par X soient inférieures à Q1, et

*    au plus trois quarts des valeurs prises par X soient supérieures à Q1.

Calcul: lorsque plusieurs valeurs son possibles, on prend la valeur de la demi-somme entre les valeurs possibles extrêmes

D'après Dictionnaire des mathématiques – Bouvier, George et Le Lionnais

 

QUARTILES classiques avec multiple de 4 (ici: 12)

 

Dans tous les cas, les données sont ordonnées par valeurs croissantes.

La méthode consiste à diviser la quantité par 4 et, comme pour la médiane, si la coupure tombe entre deux valeurs, faire la demi-somme (moyenne) de ces valeurs.

 

Chaque quartile compte 12 / 4 = 3 individus.

 

 

Q1 = 3,5; Q2 = médiane = 12,5; et, Q3 = 23,5

Intervalle interquartile: [3,5; 23,5]: la moitié des individus (6) ont une valeur comprise entre 3,5 et 23,5.

Écart interquartile: 23,5 – 3,5 = 20.

 

Remarque sur deux méthodes alternatives simples, mais peu précises

Pour simplifier, une alternative consiste à prendre les valeurs en limite de  bordure. (Ici: Q1 = 2, et Q3 = 22). Cette alternative présente deux inconvénients:

*      La médiane (12,5) ne coïncide pas avec Q2 = 8; et

*      Avec Q1 = 2, prétendre que le quart des valeurs {1, 2, 2} est inférieur à 2 devient ambigu. Avec 3,5 nous sommes tranquilles.

 

Une autre méthode consiste à prendre l'arrondi à la valeur entière la plus proche de 0,25 pour Q1 et 0,75 pour Q3 de la quantité de valeurs plus une. Mêmes remarques que ci-dessus. (ici, nous aurions: rang 1 = 0,25 x 13 = 3,25 arrondi à 3 et Q1 = 2; tandis que le rang 3 = 0,75 x 13 = 9,75 arrondi à 10 et Q3 = 25. 

 

Représentation par un diagramme en boite

En horizontal, toutes les valeurs croissantes prises par la population.

Les cinq points remarquables (rouge) et la moyenne (vert) sont notés comme indiqué:

 

 

 

 

 

QUARTILES classiques avec non-multiple de 4 (ici: 15)

 

En divisant 15 par 4, on obtient 3,75 et l'entier supérieur est: 4

 

 

Q1 = 5,5 ; Q2 = médiane = 18 et Q3 = 32,5.

Intervalle interquartile: [5,5; 32,5]: la moitié des individus (15/2 arrondi à 7) ont une valeur comprise entre 5,5 et 32,5.

Écart interquartile: 32,5 – 5,5 = 27.

 

Remarque

Pour simplifier, une alternative consiste à prendre les valeurs arrondies supérieures de la division. Pour Q1, nous aurions: 15/4 = 3,75 arrondi à 4 et la quatrième valeur donnerait Q1 = 5. De même, au rang 15 x 3/4 = 11, 25 arrondi à 12 donnerait Q3 = 35.

 

 

 

CALCUL avec programmes

 

Les programmes sur machines (calculettes, ordinateurs) calculent des quartiles sensiblement différents. Nous avons calculé la demi-somme des valeurs encadrant la frontière des quarts. Ces programmes font des calculs plus sophistiqués 

 

Exemple avec la série toute simple des 12 nombres entiers consécutifs:

 

 

Quartiles classiques: calcul par demi-somme autour de la frontière. Recommandé.

Quartiles arrondis: calcul par le rang arrondi à l'entier supérieur. Parfois utilisés, mais ce calcul présente des inconvénients clairement visibles sur ce tableau.

Quartiles définition: fourchette répondant à la définition des quartiles.

Quartiles tableur: donné par la fonction quartile d'Excel.

Quartiles Maple: donné par la fonction quartile du logiciel de calcul Maple.

Quartiles Coubes 12: lecture de la valeur sur le graphique montrant la série de valeurs, en divisant par 12 (comme 12 valeurs). Proche de Maple.

Quartiles Coubes 11: lecture de la valeur sur le graphique en divisant par 11 (comme 11 intervalles). Ce que donne le Tableur.

 

Dans tous les cas (hors méthode de l'arrondi), les valeurs se trouvent dans la fourchette donnée par la définition.

 

 

Bilan

La notion de quartile est extensible aux déciles ou aux centiles pour une division de la population en dix ou cent sous-groupes de même nombre d'individus. Elle est généralisable à une division par un nombre quelconque: quantiles.

Le calcul manuel devient vite fastidieux. Les programmes de calcul mathématiques  prennent avantageusement la relève.

 

English

The quartiles of a set of values are the three points that divide the data set into four equal groups, each representing a fourth of the population being sampled. A quartile is a type of quantile.

First quartile    (Q1) or lower quartile  or 25th percentile.

Second quartile (Q2) or median            or 50th percentile.

Third quartile    (Q3) or upper quartile  or 75th percentile.

The difference between the upper and lower quartiles is called the interquartile range.

 

 

   

Suite

*         Voir haut de page

Voir

*         MoyennesIndex

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgvmm/Probabil/Quartile.htm