4.10: Théorème de Tchebychev pour interpréter l’écart-type

Chebyshev’s Theorem to Interpret Standard Deviation
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Chebyshev’s Theorem to Interpret Standard Deviation
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April 30, 2023

Overview

Le

théorème de Tchebychev, également connu sous le nom d’inégalité de Tchebychev, stipule que la proportion des valeurs d’un ensemble de données pour K écart-type est calculée à l’aide de l’équation :

Ici, K est tout entier positif supérieur à un. Par exemple, si K est égal à 1,5, au moins 56 % des valeurs de données se situent à moins de 1,5 écart type de la moyenne d’un ensemble de données. Si K est égal à 2, au moins 75 % des valeurs de données se trouvent à moins de deux écarts-types de la moyenne de l’ensemble de données, et si K est égal à 3, au moins 89 % des valeurs de données se trouvent à moins de trois écarts-types de la moyenne de cet ensemble de données.

Il est intéressant de noter que le théorème de Tchebychev estime la proportion de données qui tomberont à l’intérieur (proportion minimale) et à l’extérieur (proportion maximale) d’un nombre donné d’écarts-types. Si K est égal à 2, la règle suggère la possibilité que 75 % des valeurs de données se trouvent à l’intérieur de deux écarts-types de la moyenne et que 25 % de la valeur des données se trouvent à l’extérieur des deux écarts-types de la moyenne. Il est important de comprendre que ce théorème ne fournit que des approximations et non des réponses exactes.

L’un des avantages de ce théorème est qu’il peut être appliqué à des ensembles de données ayant des distributions normales, inconnues ou asymétriques. En revanche, la règle empirique ou règle des trois sigma ne peut être utilisée que pour les ensembles de données avec une distribution normale.

Transcript

Le théorème de Tchebychev aide à interpréter la valeur d’un écart-type. Il s’applique à presque tous les jeux de données avec des distributions normales, inconnues ou asymétriques.

En revanche, la règle empirique ne s’applique qu’aux données normalement distribuées.

Considérons l’ensemble de données sur la durée de vie des animaux dans un zoo, avec une moyenne de 13 ans et un écart-type de 1,5 an.

Selon le théorème de Tchebychev, la proportion d’âges des animaux dans les écarts-types K est d’au moins un moins un divisé par K au carré. Ici, K est tout nombre positif supérieur à un.

Pour K égal à deux, au moins 75 % de l’âge des animaux se situent à moins de deux écarts-types de la moyenne. De même, pour K égal à trois, au moins 89 % des âges de l’animal se situent à l’intérieur de trois écarts-types de la moyenne.

Bien que le théorème de Tchebychev ait de nombreuses applications statistiques, il ne fournit que des approximations de limite inférieure pour les écarts-types supérieurs à un. Il est important de noter que le théorème de Tchebychev ne fournit que des approximations.

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