Statistiques avec un tableur

Statistiques et traitement informatique des données

Enseignements à l'UFR LLSH / à l'UFR ST - ACCUEIL

Présentation:

  Jusqu'en 2011, la licence de géographie a inclus une UE de statistiques descriptives, avec un cours de révision et de complément du programme de lycée, et des TD pratiques de traitement des données avec un tableur (l'apprentissage du tableur dans le module O2i précédait cette formation). Cette formation générique de statistique applicable à tous les domaines d'étude (un module de statistique existait d'ailleurs aussi dans la licence d'histoire) a été remplacé en 2011 par une formation centrée sur le traitement quantitatif des données géographiques proprement dites.
  Cependant, les méthodes utilisées dans le traitement des données quantitatives restent communes à tous les domaines d'application. Un tableur-grapheur permet d'automatiser l'essentiel du traitement descriptif des données – sans qu'il soit besoin d'outils plus spécialisés – et les exercices de l'ancienne formation étaient conçu pour assurer une bonne compréhension des outils mathématiques utilisés. Cette suite d'exercices est donc maintenant accessible par les liens ci-dessous ; par contre, les solutions des exercices faisaient l'objet oralement d'explications conceptuelles et méthodologiques qui, ne pouvant apparaître dans ce cadre plus restreint, ont été remplacées par quelques indications.
  Les différents documents présentés ici ne sont pas libres de droits, seul l'utilisation des fichiers classeurs dans un cadre strictement individuel et privé est donc autorisée.

Documents:

Introduction :
Pour information : cours de statistiques descriptives (licence de maths).
Aide mémoire de statistique.
Tableur-grapheur : support de CM O2i, 2009.
Exercices :
Chaque exercice propose un problème de traitement de données qu'il faut résoudre à l'aide du tableur-grapheur ; une bonne connaissance de cet outil bureautique est donc indispensable. Les exercices ont été créés sous Excel™ 2003, mais peuvent être réalisés avec des versions ultérieures ou avec un autre tableur, en utilisant des fonctions et des graphiques équivalents. Bien évidemment, pour répondre aux questions posées dans les exercices, il ne faut pas calculer soi-même la réponse mais placer les formules calculant automatiquement la réponse !

Première série : révision du tableur.
- Exercice 1.1 (Bonhomme).
  Régler le tableur pour que chaque document classeur créé ne contienne par défaut qu'une seule feuille. Reproduire le dessin du bonhomme (taille, bordure, remplissage et texte des cellules). Penser à donner le nom de "Bonhomme" à la feuille de calcul.
  Indications : Pour optimiser les commandes, penser aux outils de sélection multiple (touches 'Ctrl' et 'Maj').
- Exercice 1.2 (somme, pourcentage, copie de formules).
  Compléter les cellule à bordure rouge avec les formules appropriées, sans changer la bordure des cellules.
  Indications : utiliser la fonction somme, le copier-coller intelligent de formule (avec translation d'adresse, collage spécial), et le format pourcentage des cellules.
- Exercice 1.3 (somme, moyenne, maximum, minimum, variation absolue ou relative, conditionnelle).
  Indications : utiliser les fonctions somme, moyenne, max, min ; distinguer la variation absolue de la variation relative ; utiliser à bon escient les adressages absolu (avec '$'), relatif ou mixte ; utiliser correctement la fonction conditionnelle si.
- Exercice 1.4 (tri dans un tableau et extraction de données, énumération).
  Indications : un tableau mis sous forme de liste dynamique possède une ligne d'en-tête qui permet de trier les lignes du tableau selon les valeurs d'une (ou de plusieurs) des colonnes. La fonction nb.si effectue des énumérations conditionnelles et la fonction somme.si des sommes conditionnelles.
Deuxième série : approfondissement du tableur, graphiques.
- ©Exercice 2.1 et image ©mais.jpg (graphique conforme à un modèle, copie de tableau et de graphique vers document texte).
  Indications : appliquer aux données le type de graphique qui correspond au modèle, puis régler les couleurs, formes et fonds pour obtenir le même graphique (ou le plus approchant possible si on utilise un autre tableur).
- Exercice 2.2 (masquage de cellules, mise en forme conditionnelle, création de graphiques).
  Indications : distinguer la valeur absolue (fonction mathématique) de la variation absolue (proportion) ; le choix de tracés, de couleurs et de tons d'un graphique est important pour la lisibilité, les choix automatiques du tableur doivent généralement être modifiés une fois le graphique obtenu pour obtenir une visibilité correcte (en première intention, on peut privilégier les couleurs primaires, rouge, vert et bleu, sur fond blanc, voir le cours de sémiologie de l'image) ; le choix d'un type de graphique dépend du type des données étudiées.
- Exercice 2.3 (copie de tableau, graphiques sur données climatiques dont diagramme ombrothermique).
  Indications : un mois est dit sec si le rapport précipitation (en mm) sur température (en °C) est inférieur à 2.
- Exercice 2.4 (nuages de points).
  Indications : certaines séries de données ont une progression dite "à invariance d'échelle", matérialisable par un graphique en nuage de points semblable à une courbe exponentielle ; cette progression exponentielle peut être mise en évidence en passant à une échelle logarithmique et en obtenant alors une courbe (quasi-) linéaire.
Troisième série : statistiques descriptives univariées.
- Exercice 3.1 (recherche de séries statistiques, vocabulaire de base).
  Indications : sur le web, on trouve beaucoup de tableaux condensés de série statistique, mais beaucoup moins de relevés complets ; Il est souvent difficile de faire la différence entre les deux et un choix parfois arbitraire doit être fait : par exemple un tableau donnant la population de chaque région de France est-il un relevé statistique (individus statistiques = régions, caractère quantitatif = effectif de population) ? ou bien les régions sont-elles des agrégats géographiques (individus = communes, caractère quantitatif = population) ? ou bien doit-on considérer qu'on a relevé l'adresse de chaque points de vue sont donc souvent possibles.
- Exercice 3.2 (extraction de tableau condensé, effectifs, fréquences, classes d'amplitudes différentes).
  Indications : la construction d'un tableau condensé d'effectifs et/ou de fréquence peut se faire facilement avec un tableur ; un histogramme construit automatiquement par le tableur est basé sur des classes d'égale amplitude, des classes d'amplitudes différentes ne respectent pas la règle de proportionnalité entre les effectifs et les surfaces de chaque bande d'histogramme.
- Exercice 3.3 (découpage sémantique en classes, graphiques).
  fichiers annexes : PuyDeDome.txt, nuagedistances.gif, PyrenneesOrientales.txt.
  Indications : on retrouve des séries à invariance d'échelle.
- Exercice 3.4 (fréquences et paramètres de centralité ou de dispersion).
  Indications : cet exercice très complet est essentiel pour l'utilisation du tableur en statistiques descriptives ; un fichier de solutions au format PDF permet de vérifier que les valeurs trouvées sont les bonnes, il ne reste qu'à trouver les bonnes formules...
- Exercice 3.5 (calculs de paramètres statistiques).
  Indications : cet exercice d'entrainement est assez répétitif car il applique les mêmes calculs à plusieurs séries statistiques. Il n'est pas indispensable de le finir si on maîtrise ces calculs.
- Exercice 3.6 (retrouver des données perdues).
  Indications : penser à la symétrie et aux relations entre mode, médiane et moyenne...
- Exercice 3.7 (histogrammes multiples).
  Indications : on peut représenter dans un histogramme deux séries de données "opposées" (comme naissances et décès) ou des données complémentaires (décès plus excédent naturel). Dans cet exemple, le nombre de décès reste très constant, tandis que les variations inter-annuelles des naissances, sont plus nettes mais restent peu importantes par rapport aux nombres de naissances.
- Exercice 3.8 (quartile, déciles, boîtes à moustache).
  Indications : cet exemple montre les limites d'un tableur, puisque les graphiques de type "boîtes à moustache" ne sont pas prévus par Excel 2003. On peut créer un histogramme bien conçu dont l'apparence sera semblable à des boîtes à moustache. A noter que l'extension XLSTAT (non libre) ajoute des fonctionnalités statistiques à Excel.
- Exercice 3.9 (Pyramide des âges).
  Indications : pour réaliser une pyramide des âges sous Excel 2003, il y a deux possibilités, soit on réalise un graphique de type histogramme horizontal avec deux séries de données (une positive et une négative), soit on réalise deux histogrammes que l'on combine dans le même graphique (méthode plus propre mais plus délicate). Ce type de graphique est moins difficile à réaliser avec des tableurs plus récents.
Quatrième série : statistiques multivariées.
N.B. ces exercices ne faisaient pas partie du programme mais constituait une préparation, destinée aux étudiants les plus rapides, au traitement informatique des données. Ils sont donnés sans indications. Exercice 4.1 – Exercice 4.2 – Exercice 4.3 – Exercice 4.4.

© 2015-09-01 - Alain Sigayret