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Revenons à la médiane.

Je reviens à mon histoire de médiane. Je rappelle le problème : dans la question reproduite ci-dessous du sujet de mathématiques de DNB des centres étrangers, on demande LA médiane d’une petite série statistique. Or selon la définition choisie, deux réponse peuvent convenir.

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Comme je donne aux élèvesune définition procédurale (la valeur centrale d’une série ordonnée si son effectif est impair, la moyenne des deux valeurs centrales d’une série ordonnée si son effectif est pair) et que je considère comme une conséquence qu’au moins 50% des valeurs de la série lui sont inférieures, et pareil pour supérieures, je n’avais pas de souci en corrigeant l’exercice. Mais une collègue m’a fait remarquer qu’avec sa définition, à savoir qu’une médiane d’une série statistique est UNE valeur qui partage la série en deux sous-séries qui contiennent chacune au moins 50% des valeurs, la médiane n’est pas unique, et dans ce cas précis 5,5 et 6 conviennent. On aurait aussi pu proposer n’importe quelle valeur entre 5 et 6.

Voilà qui pose deux problèmes, à deux niveaux différents : comment sera corrigée cette question, et y a-t-il consensus sur un sens, sinon une définition, de la médiane ?

Sur Euler, on trouve ceci :

Capture d’écran 2019-06-23 à 20.52.23

J’ai ouvert mes manuels, en me limitant aux manuels cycle. Voici ce que j’y ai trouvé :

Dans le Delta :

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La définition ne pose pas de problème puisqu’elle annonce « une » valeur. Nous sommes donc dans un cas apparemment assumé de non unicité de la médiane. Les exemples sont cohérents : dans le premier cas, seule la valeur 15 convient selon la définition. Pour l’exemple 2, la définition est aussi respectée  il n’y a pas unicité et l’algorithme est donné comme une méthode que l’élève peut automatiser.

Dans le Maths Monde :

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La définition est équivalente, donnée en effectif plutôt qu’en fréquence. C’est bien UN nombre qui… Et les exemples sont traitées de façon cohérente, avec la précision encore plus explicite que dans le Delta : tu as le choix, mais voilà comment tu peux faire si tu veux automatiser. L’importance d’ordonner pour y voir plus clair est évoquée, sans lui donner un caractère indispensable.

Dans le Livre scolaire :

Capture d’écran 2019-06-26 à 18.06.27

La définition est plus algorithmique : on part d’une série dans l’ordre croissant et on n’évoque pas la comparaison des valeurs de la série à la médiane. C’est une définition assez visuelle, mais moins basée sur la compréhension.

Dans le Kiwi :

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Ici, on a fait finalement le choix de la définition algorithmique. Mais on part de la médiane qui est UN nombre pour définir LA médiane. On glisse ce qui picote sous le tapis, là. C’est le problème avec la définition algorithmique, en fait.

Dans le Dimensions :

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Le choix du Dimensions est celui du Livre scolaire, mais le développement de l’exemple 2  explicite la non-unicité clairement. Et il ajoute la reformulation qui donne plus de sens, en comparant les valeurs à la médiane choisie.

Dans le Transmaths :

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Cette fois, la définition propose de comparer les valeurs de la série à la médiane, et précise inutilement qu’il faut ordonner les valeurs de la série dans l’ordre croissant. Comme dans le Kiwi, l’exemple 2 impose une méthode sans donner de choix. L’exemple rend la médiane unique.

Dans le Myriade :

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Comme dans le précédent manuel, imposer de commencer à ordonner n’est pas utile au vu de la définition donnée. En revanche le personnage développe la non-unicité de la médiane d’une série d’effectif pair.

Au final, je vais changer de définition. Pourtant hier encore je pensas qu’elle était la plus pratique. Pratique je ne sais pas mais signifiante, non. Je préfère la version de Maths Monde, pour le coup : elle es courte et les remarques qui l’enrichissent sont à leur juste place, je trouve.

Sur le site de l’académie de Strasbourg, on trouve un intéressant document d’Etienne Meyer qui aborde explicitement la question. Dans les programmes actuels, on ne trouve aucune définition relative à la médiane :

Capture d’écran 2019-06-26 à 18.33.30.png

Etienne Meyer avait décortiqué les anciens programmes de troisième et de seconde pour éclaircir les choses.

définitions algorithmiques des quantiles et de la médiane

On peut prévoir des difficultés de compréhension chez les élèves de la définition des quantiles en raison de la structure de la phrase française « le plus petit élément q des valeurs des termes de la série  tel qu’au moins  25% des données soient inférieures ou égales à q ». L’ordre d’énonciation dans la langue française n’est pas congruent avec  l’ordre des opérations successives qu’il faut effectuer pour trouver la valeur du quartile .

Pour les élèves il est peut-être préférable de donner des définitions algorithmiques des quantiles. La définition donne ainsi le moyen de calculer le quantile correspondant.

Il écrit aussi :

Si vous êtes amenés à corriger un exercice dans lequel un calcul de quantiles est demandé, acceptez toute réponse conforme à la notion de quantile

Si vous composez vous même un énoncé, évitez si possible de poser brutalement la question : «quelle est la médiane ? » ou « quel est le premier décile ?», mais demandez le calcul d’une valeur répondant à une propriété explicitement formulée dans le contexte de l’exercice.

Il conseille la définition que j’utilisais et que j’ai décidé de ne plus utiliser comme définition, parce qu’elle est univoque.

Il n’empêche qu’il y a un souci et que cette question de DNB le met clairement en évidence. Les deux réponses 5,5 et 6 sont acceptables. Ou alors il faut imposer la définition algorithmique.

5 réflexions au sujet de « Revenons à la médiane. »

  1. La définition de Math Monde pose un problème quand la série comporte plusieurs valeurs identiques. Pour une série comme 8 ; 10 ; 10, la médiane est 10, mais il n’y a pas autant de valeurs supérieures ou égales à la médiane (deux) que de valeurs inférieures ou égales à la médiane (trois).

    Et dans le Myriade, tu as pris la page de méthode, mais il y a une définition dans le cours, quelques pages avant (p. 142).

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    1. Yep.

      « Une médiane d’une série de données est une valeur telle qu’il y a :
      – au moins la moité des valeurs inférieures ou égales à cette médiane ;
      – au moins la moité des valeurs supérieures ou égales à cette médiane. »

      Note que si la définition parle bien de « une médiane », l’exemple en dessous et tous les exercices parlent ensuite de « la médiane ».

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