Calculatrice du théorème de Chebyshev

Le calculateur du théorème de Chebyshev est un outil puissant qui peut aider à estimer la proportion de points de données qui se situent dans un écart type spécifique de la moyenne.

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k (écart type) % minimum dans l'intervalle Exemple d'ensemble de données (μ = 50, σ = 10) Intervalle [μ – kσ, μ + kσ]
1 0% [40, 60] [50 – 1  10, 50 + 1  10] = [40, 60]
1,5 55,56% [35, 65] [50 – 1,5  10, 50 + 1,5  10] = [35, 65]
2 75% [30, 70] [50 – 2  10, 50 + 2  10] = [30, 70]
2,5 84% [25, 75] [50 – 2,5  10, 50 + 2,5  10] = [25, 75]
3 88,89% [20, 80] [50 – 3  10, 50 + 3  10] = [20, 80]
3,5 91,84% [15, 85] [50 – 3,5  10, 50 + 3,5  10] = [15, 85]
4 93,75% [10, 90] [50 – 4  10, 50 + 4  10] = [10, 90]
4,5 95,11% [5, 95] [50 – 4,5  10, 50 + 4,5  10] = [5, 95]
5 95,84% [0, 100] [50 – 5  10, 50 + 5  10] = [0, 100]
5,5 96,44% [-5, 105] [50 – 5,5  10, 50 + 5,5  10] = [-5, 105]
6 97,22% [-10, 110] [50 – 6  10, 50 + 6  10] = [-10, 110]
6,5 97,78% [-15, 115] [50 – 6,5  10, 50 + 6,5  10] = [-15, 115]
7 98,00% [-20, 120] [50 – 7  10, 50 + 7  10] = [-20, 120]
7,5 98,56% [-25, 125] [50 – 7,5  10, 50 + 7,5  10] = [-25, 125]
8 98,75% [-30, 130] [50 – 8  10, 50 + 8  10] = [-30, 130]

Formule du théorème de Chebyshev

Le cœur du théorème de Chebyshev  est exprimé dans une formule concise et puissante  :

P(|X - μ| ≤ kσ) ≥ 1 - (1/k²)

dans:

  • P  représente la probabilité
  • X  est une variable aléatoire
  • μ  (mu) représente la valeur moyenne
  • σ  (sigma) représente l'écart type
  • k  est le nombre d'écarts types par rapport à la moyenne

Cette formule nous permet de calculer  k écarts types à partir de la moyenne  des points de données à l'intérieur  de la plus petite échelle  .

Quand on veut connaître la proportion de données à  2 écarts-types  près :

P(|X - μ| ≤ 2σ) ≥ 1 - (1/2²) = 1 - (1/4) = 3/4 = 75%

Par conséquent, quelle que soit  la forme de la distribution où au moins 75 %  des données se situent à moins de  2 écarts types de la moyenne  ,

Comment calcule-t-on le théorème de Chebyshev ?

Supposons que nous voulions trouver  les 3 plus petits écarts types par rapport à la moyenne  des données au sein  d'une échelle  .

  • k=3
  • 1 – (1/k²) = 1 – (1/3²) = 1 – (1/9) ≈ 0,8889
  • Explication  : Au moins  88,89%  des données se situent à moins de  3 écarts types  de la moyenne

Comment calculer l'intervalle de Chebyshev à 75 % ?

L'intervalle de Chebyshev  consiste à trouver l'intervalle qui contient au moins 75 %  des données

À titre d'exemple concret, supposons que la moyenne de l'ensemble de données soit de 100 et que l'écart type soit de 15 :

  • Limite inférieure  : 100 – (2 * 15) = 70
  • Limite supérieure  : 100 + (2 * 15) = 130

Par conséquent, au moins  75 %  des points de données se situent  entre 70  et  130  .

D'après la règle de Chebyshev, qu'est-ce qui fait au moins 75 % ?

Selon la règle de Chebyshev,  au moins 75 %  des données  de toute distribution  se situent  à moins de 2 écarts types de la moyenne  . Il s'agit d'un aperçu crucial  pour analyser des ensembles de données avec des formes de distribution inconnues ou non normales . 

Dans l'enquête de satisfaction des collaborateurs d'une entreprise, les scores vont de  1 à 10  :

  • Note moyenne  :  7,5
  • Ecart type  :  1,2

Nous pouvons affirmer qu’au moins 75 % des scores se situent entre :

  • Limite inférieure  : 7,5 – (2 * 1,2) = 5,1
  • Limite supérieure  : 7,5 + (2 * 1,2) = 9,9