Loi normale - introduction et propriétés de la loi normale

Loi normale

Introduction à la loi normale et ses propriétés

📊 Variable discrète vs variable continue

Variable discrète

Entre deux valeurs adjacentes il n'y a pas d'autres valeurs

Exemples : nombre d'enfants, nombre de voitures

1 enfant, 2 enfants, 3 enfants...

Variable continue

Entre deux valeurs il existe une infinité de valeurs possibles

Exemples : taille, poids, température

1,70 m, 1,705 m, 1,7052 m...

🔔 Qu'est-ce que la loi normale ?

La loi normale est la loi la plus connue au monde et décrit de nombreux phénomènes dans la nature et la société.

Aussi appelée : "courbe en cloche" ou "loi gaussienne"

moyenne = médiane = mode 50% 50%

💡 Exemples de phénomènes suivant une loi normale :

  • La taille des personnes dans une population
  • Le poids des nouveau-nés
  • Résultats des examens standardisés (SAT, baccalauréat)
  • La température corporelle
  • Erreurs de mesure

⭐ Propriétés de la loi normale

1️⃣ Symétrique

La distribution est symétrique par rapport à la moyenne : une image miroir parfaite

2️⃣ Moyenne = médiane = mode

Toutes les mesures de tendance centrale sont au même point : au centre de la distribution

3️⃣ La densité diminue à partir du centre

Plus on est loin de la moyenne, plus la concentration des valeurs diminue

4️⃣ L'aire totale est égale à 100%

L'aire entre la courbe et l'axe x est égale à 1 (ou 100%)

5️⃣ 50% de chaque côté

50% des valeurs au-dessus de la moyenne, 50% en dessous

📐 Les deux paramètres qui définissent une loi normale

Toute loi normale est définie par seulement deux paramètres :

\(\mu\) (ou \(\bar{x}\))

La moyenne

Détermine la position de la distribution sur l'axe x

\(\sigma\) (ou S)

L'écart-type

Détermine la largeur de la cloche (la dispersion)

S grand S petit moyenne

Plus l'écart-type est grand → plus la cloche est large et basse

Plus l'écart-type est petit → plus la cloche est étroite et haute

🔄 Règle de symétrie

moyenne aire A aire B

Les aires symétriques par rapport à la moyenne sont égales !

💡 Exemple :

Si la moyenne est 100 :

  • L'aire entre 95 et 100 = l'aire entre 100 et 105
  • L'aire en dessous de 90 = l'aire au-dessus de 110

📈 L'aire comme probabilité/pourcentage

💡 Relation importante :

Dans une loi normale, l'aire sous la courbe représente :

  • Le pourcentage de la population
  • La probabilité d'obtenir une certaine valeur
  • Fréquence relative

✏️ Exemple :

Si l'aire entre la taille 170 et 180 cm est 0,30 (ou 30%), cela signifie :

  • 30% de la population a une taille entre 170 et 180
  • La probabilité qu'une personne aléatoire ait cette taille est 0,30

🔢 Conversions :

Forme Exemple
Décimal 0.30
Pourcentage 30%
Probabilité P = 0.30

📊 Règle 68-95-99.7 (règle empirique)

μ -1σ +1σ -2σ +2σ 68% 95% 99.7%
Intervalle Pourcentage des valeurs
\(\mu \pm 1\sigma\) ≈ 68%
\(\mu \pm 2\sigma\) ≈ 95%
\(\mu \pm 3\sigma\) ≈ 99.7%

📝 Résumé

Loi normale = courbe en cloche symétrique

Moyenne = médiane = mode (au centre)

Aire = probabilité = pourcentage

Règle 68-95-99.7