Transcript chapitre 6
Objectifs du chapitre sur le khi-carré (χ2) o Connaître les propriétés de la distribution de khi-carré (χ2) o Savoir calculer le test du χ2 dans les situations à 1 facteur de classification dans les tableaux de contingence à 2 facteurs de classification La distribution khi-carré (χ2) (1) • Fréquence d’apparition des valeurs d’une variable – quelle que soit la nature de ces valeurs – et la forme de leur distribution χ 1 2 k 2 2 (k / 2) χ 2(k / 2 ) 1 e ( χ 2 ) / 2 La distribution khi-carré (χ2) (2) Son équation χ 1 2 k 2 χ 2(k / 2 ) 1 e ( χ 2 ) / 2 2 (k / 2) 1 seule variable: k, le nombre de catégories dl = k-1 Ses caractéristiques statistiques Moyenne = k Variance = 2k Liens avec d’autres distributions Distribution normale: population de valeurs continues χ2(1) z2 Variance: à distribution normale χ 2(N1) (n 1)s2 σ2 s χ 2 2 (N1) σ2 (n 1) Le test du khi-carré (χ2) à 1 facteur de classification Principe: Comparaison des fréquences observées des différentes valeurs d’une variable discrète et des fréquences attendues définies soit par le hasard soit par un modèle pré- déterminé La formule N Oi Ei 2 i1 Ei χ 2dl où dl = k-1 D’où vient la formule du khicarré (χ2) Nous savons que χ 2(1) 2 X μ 2 z σ2 or, selon la binomiale, μ Np σ 2 Npq donc, en remplaçant, X Np 2 χ 2 (1) Np X Np 2 χ 2 (1) Npq N X Nq 2 Nq Solution du problème 6.3 Nombre de phrases répondues comme Pas du tout moi ... tout à fait moi 10 20 8 4 5 10 20 10 5 Oi Ei i 1 Ei 85 1010 2020 810 45 2 2 2 5 10 2 20 2 10 3 0 0 2 1 9 4 1 1,8 0,4 0,2 2,4 2 ... 8 N dl2 ... 5 2 10 2 20 2 10 2 5 5 10 5 2 5 Solution du problème 6.1 Nombre d’inscriptions au cours de/du 10H 11H Midi Prof. Henrion Prof. Ducarme Prof. Bouton 32 25 10 22,33 22,33 22,33 Solution du problème 6.1 N Oi Ei i 1 Ei dl2 3222,33 2522,33 1022,33 2 2 22,33 2 2 22,33 22,33 9 , 67 2 , 67 12 , 33 93,44 7,11 152,11 252,66 11,31 2 22,33 2 22,33 2 22,33 22,33 22,33 22,33 22,33 Autre exemple de tableau de contingence la distribution est elle pareille au hasard? les distributions sont-elles semblables? En faveur d’une loi sur les armes à feu Oui Non Mon groupe 47 23 Hasard 35 35 Extension aux tableaux de contingence Tableaux de contingence: tableau où est fait le rapport entre les classes de deux variables Gars Filles connaît la chanson 10 10 ne la connaît pas 10 10 Le test du khi-carré (χ2) dans les tableaux de contingence La même … formule N χ 2 dl i1 Oi Ei 2 où dl = (l-1)(c-1) Ei 2 différences: les fréquences attendues sont définies par Li xC j Eij N un dl différent, dl = (l-1)(c-1) Solution du problème 6.14 Choc inévitable évitable aucun Rejet 8 19 18 45 pas de rejet 22 11 15 48 30 30 33 93 Solution du problème 6.14 30 45 10 45 450 E11 93 31 31 14,5 E12 30 45 10 45 450 E 21 93 31 31 14,5 E 22 30 48 10 48 480 15,5 93 31 31 33 45 11 45 495 E 31 93 31 31 16 E 32 33 48 11 48 528 17 93 31 31 30 48 10 48 480 15,5 93 31 31 Solution du problème 6.14 Choc inévitable Rejet pas de rejet évitable aucun 814,5 19 18 45 16 14,5 22 11 1517 48 30 30 33 15,5 15,5 93 Solution du problème 6.14 N Oi Ei 2 i 1 Ei 2 dl 814,5 2215,5 1914,5 1115,5 1816 1517 2 2 14,5 15,5 2 2 14,5 15,5 2 2 16 17 6,5 6,5 4,5 4,5 2 2 42,25 42,25 20,25 20,25 4 4 2 2 2 2 14,5 15,5 14,5 15,5 16 2,91 2,72 1,40 1,31 0,25 0,23 8,83 2 2 17 14,5 15,5 14,5 15,5 16 17 Solution du problème 6.15 nombre d’observateurs Aide recherchée oui non 0 11 2 13 1 16 10 26 4 4 9 13 31 21 52 Solution du problème 6.15 31 13 31 E11 52 4 7,75 E 21 31 26 31 15,5 52 2 31 13 31 E 31 52 4 7,75 E12 21 13 21 5,25 52 4 E 22 21 26 21 10,5 52 2 E 32 21 13 21 5,25 52 4 Solution du problème 6.15 nombre d’observateurs 0 Aide recherchée oui non 11 2 13 16 10 26 4 9 13 21 52 7,75 1 15,5 4 7,75 31 5,25 10,5 5,25 Solution du problème 6.15 N Oi Ei 2 i 1 Ei 2 dl 117,75 25,25 1615,5 1010,5 47,75 95,25 2 7,75 2 2 5,25 2 15,5 2 10,5 2 7,75 5,25 3,25 3,25 0,5 0,5 3,75 3,75 10,56 10,56 0,25 0,25 14,06 14,06 2 2 2 7,75 5,25 15,5 10,5 1,36 2,01 0,02 0,02 1,81 2,68 7,90 2 2 7,75 2 5,25 7,75 5,25 15,5 10,5 7,75 5,25 Remarques générales (1) sur le khi-carré (χ2) 2 conditions d’application: indépendance des observations et des classes du tableau de contingence Eij > 5 N est maintenant rapporté Remarques générales (2) sur le khi-carré (χ2) χ2 indique l’existence d’un lien, Φ le quantifie χ2 : somme de carrés orthogonaux, peut se décomposer