Mathématiques complémentaires · Terminale générale

Distinguer corrélation, prédiction et causalité

Une corrélation décrit une association entre deux variables dans des données. Une droite de régression résume et prédit sous conditions ; elle ne prouve pas qu’agir sur x fera changer y. La causalité exige un mécanisme et une méthode qui écartent les explications concurrentes.

  1. Qualifier le protocole.
  2. Choisir la loi ou la représentation.
  3. Calculer ou simuler.
  4. Interpréter et chercher les limites.
  • 4activités avec l'accès complet
  • 8questions avec l'accès complet
  • 6cartes avec l'accès complet
  • 2sources citées

Objectifs du parcours

Ce que tu vas savoir faire

  • Lire un nuage avant d’ajuster.
  • Interpréter pente et résidus.
  • Utiliser une droite pour interpoler.
  • Repérer le risque d’extrapolation.
  • Distinguer corrélation, causalité et variable cachée.
Le chapitre en bref

Une corrélation décrit une association entre deux variables dans des données. Une droite de régression résume et prédit sous conditions ; elle ne prouve pas qu’agir sur x fera changer y. La causalité exige un mécanisme et une méthode qui écartent les explications concurrentes.

1. Lire le nuage avant le coefficient

Place une variable en abscisse et l’autre en ordonnée. Décris le sens de l’association, sa forme, sa dispersion et les points atypiques. Une relation courbe peut être forte tout en étant mal résumée par une droite.

Le point moyen G(x̄;ȳ) résume le centre du nuage. Toute droite des moindres carrés de y en x passe par G, mais ce fait ne garantit pas un bon ajustement.

2. Comprendre la droite des moindres carrés

La droite ŷ=ax+b minimise la somme des carrés des résidus verticaux yᵢ−ŷᵢ. La pente a mesure la variation prédite de y lorsque x augmente d’une unité, dans les unités du problème.

Un résidu positif signifie que la valeur observée est au-dessus de la prédiction. Examine leur dispersion : une structure dans les résidus signale qu’un modèle linéaire manque une forme.

3. Séparer interpolation et extrapolation

Interpoler consiste à prédire entre des valeurs observées de x. Extrapoler consiste à sortir de cet intervalle. L’extrapolation est plus fragile car la relation peut changer de forme, atteindre une limite ou rencontrer un autre régime.

Annonce la zone des données et un indicateur d’incertitude si disponible. Une droite ne rend pas plausible un score supérieur à 100 ni une grandeur physique négative.

4. Chercher une explication concurrente

Une corrélation peut venir de x qui agit sur y, de y qui agit sur x, d’une variable z qui agit sur les deux, d’un biais de sélection ou du hasard. La droite ne tranche pas entre ces mécanismes.

Pour soutenir une causalité, on utilise selon le contexte une expérience contrôlée, une variation quasi expérimentale, une chronologie précise ou des modèles qui traitent les variables concurrentes. Même alors, la conclusion reste liée au protocole.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

  • Décris sens, forme, dispersion et points atypiques.
  • La droite des moindres carrés minimise les résidus verticaux au carré.
  • La pente conserve les unités y par unité x.
  • Interpolation et extrapolation n’ont pas le même risque.
  • Corrélation ne prouve pas causalité.
  • Variable cachée, causalité inverse et sélection sont des explications concurrentes.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-15

  1. Programme de mathématiques complémentaires de Terminale générale, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-15.
  2. Annexe du programme de mathématiques complémentaires, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-15.

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