Droite des moindres carrés

À propos de cette leçon

Terminale, mathématiques complémentaires › Statistique à deux variables quantitatives

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Droite des moindres carrés

Statistique à deux variables quantitatives. nuage de points, point moyen, moindres carrés, corrélation, causalité

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

La droite des moindres carrés rend minimale la somme des carrés des écarts verticaux. Par quel point passe-t-elle toujours ?

  1. Le point moyen GG
  2. L'origine

L'idée clé

La somme des carrés est un trinôme en aa : on cherche son minimum.

La droite d'équation y=ax+by = ax + b a pour coefficient directeur a=cov(x;y)V(x)a = \dfrac{\mathrm{cov}(x ; y)}{V(x)} et passe par GG : b=yˉ−axˉb = \bar{y} - a\bar{x}.

Exemple corrigé

cov(x;y)=6\mathrm{cov}(x ; y) = 6, V(x)=2V(x) = 2, xˉ=4\bar{x} = 4, yˉ=20\bar{y} = 20. Trouve la droite.

a=3a = 3
Coefficient directeur.
b=20−3×4=8b = 20 - 3 \times 4 = 8
Elle passe par G.
y=3x+8y = 3x + 8
Droite.

À toi, guidé

À toi : avec la même droite, quelle valeur prévoit-on pour x=10x = 10 ?

3838
3 × 10 + 8.

Entraînement ★

  1. cov(x;y)=32\mathrm{cov}(x ; y) = 32 et V(x)=4V(x) = 4. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.
  2. cov(x;y)=24\mathrm{cov}(x ; y) = 24 et V(x)=3V(x) = 3. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.
  3. cov(x;y)=16\mathrm{cov}(x ; y) = 16 et V(x)=8V(x) = 8. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.

Attention !

Entraînement ★★

  1. La droite des moindres carrés a pour coefficient directeur 3 et passe par G(5;57)G(5 ; 57). Calcule son ordonnée à l'origine bb.
  2. La droite des moindres carrés a pour coefficient directeur 4 et passe par G(2;58)G(2 ; 58). Calcule son ordonnée à l'origine bb.
  1. La droite des moindres carrés a pour équation y=2x+3y = 2x + 3. Quelle valeur prévoit-elle pour x=7x = 7 ?
  1. Par quel point la droite des moindres carrés passe-t-elle toujours ?
    1. Le point moyen G(xˉ;yˉ)G(\bar{x} ; \bar{y})
    2. L'origine du repère
    3. Le premier point du nuage

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. cov(x;y)=32\mathrm{cov}(x ; y) = 32 et V(x)=4V(x) = 4. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.
  2. cov(x;y)=24\mathrm{cov}(x ; y) = 24 et V(x)=3V(x) = 3. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.
  3. cov(x;y)=16\mathrm{cov}(x ; y) = 16 et V(x)=8V(x) = 8. Calcule le coefficient directeur de la droite des moindres carrés.

Fiche résumé

Moindres carrés

  • a=cov(x;y)V(x)a = \dfrac{\mathrm{cov}(x ; y)}{V(x)}.
  • Passe par GG.

Attention : la covariance est au numérateur.

Fin de la leçon

CC BY-SA 4.0