Intro Anal Donnees Minitab

7/24/2019 Intro Anal Donnees Minitab

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INTRODUCTION A LANALYSE DES DONNEES PAR

LE LOGICIEL MINITAB SOUS WINDOWS

L.VAN BELLE(1)

ET J.J.CLAUSTRIAUX(2)

RESUME

Ce document est une initiation lutilisation de MINITAB 11.2 sous WINDOWS.

SUMMARY

This paper is an initiation to the use of MINITAB 11.2 for WINDOWS.

1. INTRODUCTION

MINITAB est un logiciel statistique mis au point, lorigine, par le Dpartement

de Statistique de lUniversit de Pennsylvanie (U.S.A.). Il est particulirement bien

adapt lanalyse statistique de petits tableaux de donnes bien structurs : statistique

descriptive, analyse de la variance, mthodes relatives la corrlation et la

rgression simple et multiple, sries chronologiques, tests dindpendance, mthodes

non paramtriques, analyse en composantes principales, analyse discriminante,

contrle statistique de la qualit, plans exprimentaux, etc.

Linterface graphique WINDOWS apporte ce logiciel une plus grande souplesse

dutilisation et une meilleure prsentation des rsultats. Lemploi des botes de

dialogue, via la barre de menus, vite lutilisateur de devoir connatre la syntaxe

____________________________

(1) Assistant la Facult des Sciences agronomiques de Gembloux (Unit deStatistique et Informatique).

(2) Professeur la Facult des Sciences agronomiques de Gembloux (Unit de

Statistique et Informatique).

des centaines de commandes disponibles [CLAUSTRIAUX,DELVAUX,1994].


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Ce document prsente brivement la version 11.2 de MINITAB sous WINDOWS.

Des informations complmentaires peuvent tre trouves dans le manuel de rfrence[X, 1996a] et le manuel de lutilisateur [X, 1996b]. Un manuel de lutilisateur en

franais existe galement pour la version franaise 2.0 de MINITAB [X, 1996c].

Aprs cette introduction, le paragraphe2 prsente lenvironnement gnral de

MINITAB et dcrit les diffrents lments qui composent une feuille de travail. Le

paragraphe 3 est consacr lutilisation de la fentre SESSION et le paragraphe 4

traite de la manipulation des donnes via le tableur et les botes de dialogue. Le

paragraphe 5 aborde finalement la programmation laide dun langage propre

MINITAB.

2. PRESENTATION GENERALE

2.1. Ouverture et fermeture dune session

Pour dmarrer une session MINITAB sous lenvironnement WINDOWS, il suffit

de double-cliquer (appuyer deux fois rapidement sur le bouton gauche de la souris)

sur licne bleue MINITAB (figure 1).

Figure 1. Icne de MINITAB.

Pour fermer une session MINITAB, il faut drouler le menuFILE( cliquer

ou appuyer sur le bouton gauche de la souris) et choisir ( cliquer sur) la rubrique

EXIT. Dans ce document, la flche invite lutilisateur ouvrir le menucorrespondant. Le chemin suivi est reprsent dans ce document de la faon

symbolique suivante :

FILE EXIT.


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2.2. Description de lenvironnement

La fentre MINITAB principale (feuille de travail) ouverte prsente quatre sous-

fentres (figure 2): la fentre SESSION, la fentre DATA, la fentre INFO et la

fentre HISTORY. Les deux premires sous-fentres sont directement ouvertes, les

deux autres sont fermes et sont parfois caches derrire la fentre DATA. Toutes les

fentres et sous-fentres possdent une barre de titre sur fond bleu lorsquelle est

active et sur fond blanc lorsquelle est inactive. Il suffit de cliquer dans nimporte

quel espace dune fentre pour la rendre active. En haut de la fentre principale se

trouve une barre de menus qui permet de choisir et dexcuter les diffrentes

commandes de MINITAB.

Au dmarrage du logiciel, la fentre SESSION renseigne le nombre maximum dedonnes pouvant tre contenue dans la feuille de travail par la phrase suivante :

Worksheet size: 100 000 cells. Celle-ci est suivie de linvite MTB

>. La feuille de travail est limite par dfaut 100.000 lments de donnes. Elle

peut contenir au maximum jusqu 1000 colonnes, 100 matrices. La taille de la feuille

de travail peut tre modifie, car la seule limite de celle-ci est la mmoire disponible

sur le systme supportant MINITAB, et ce jusqu' concurrence de 4.000.000 lments

de donnes. Cest dans la fentre SESSION que sont aussi systmatiquement affichs

les diffrentes commandes et sous-commandes ainsi que leurs rsultats.

La fentre DATA est un tableur divis en lignes et en colonnes qui accueille les

donnes encodes, importes ou calcules. La colonne de gauche reprend les numros

des lignes et la ligne suprieure dsigne les diffrentes colonnes (C1, C2, etc.). La

ligne suivante peut tre utilise pour nommer chaque colonne (maximum 31

caractres). Les autres lignes contiennent les donnes proprement dites.

La fentre INFO dcrit ou rsume la feuille de travail courante. Cest un inventaire

(nom, type, nombre de valeurs et nombre de valeurs manquantes) des colonnes

(symboles C1,C2, etc.), des matrices (symboles M1, M2, etc.) et des constantes

(symboles K1, K2, etc.) utilises. Cette fentre permet lutilisateur de se reprer

rapidement lorsque le nombre de colonnes, de matrices ou de constantes devient

important.

La fentre HISTORY affiche toutes les commandes de session excutes et toutes

les donnes encodes depuis la fentre SESSION. Cette fentre prsente une vue

densemble de tout ce qui a t fait depuis louverture de la session MINITAB.

Il existe galement des fentres graphiques qui sont cres lors de lutilisation de

certaines commandes.


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2.3. Description des menus

Lutilisation des commandes de MINITAB peut se faire de deux manires

diffrentes. La premire consiste crire, directement dans la fentre SESSION, les

commandes excuter [CLAUSTRIAUX, DELVAUX ; 1994]. La deuxime manire

utilise les barres de menu et les botes de dialogue associes. Les menus principaux

sont dcrits ci-aprs.

FILE: ce menu concerne louverture, la sauvegarde et la fermeture des feuillesde travail ; il permet louverture de fentres graphiques et limportation

de donnes venant dautres types de fichier (EXCEL, LOTUS 1-2-3,

etc.) ; il permet galement limpression des fentres SESSION, DATA

ou autres.

EDIT: ce menu comprend des rubriques que lon retrouve classiquement dansla plupart des applications WINDOWS telles que : couper, coller,

supprimer, remplacer, annuler la dernire action, slectionner tout ; ce

menu se modifie lgrement en fonction de la fentre active (fentre

SESSION ou fentre DATA).

MANIP: ce menu reprend lensemble des oprations de manipulation delignes ou de colonnes (tri, calcul de rangs, empiler ou dcouper

des colonnes, convertir une colonne numrique en

alphanumrique, etc.).

CALC: ce menu comprend quatre subdivisions ; la premire concerne lescalculs arithmtiques et statistiques simples (logarithmes, moyenne,

etc.) et permet diffrentes standardisations ou rductions des

colonnes ; la deuxime permet de gnrer des colonnes indices ; la

troisime concerne la gnration de nombres alatoires et le calcul de

probabilits suivant certaines distributions ; la dernire concerne le

calcul matriciel (transpose, valeurs propres, etc.).

STAT: ce menu est entirement statistique ; il est constitu dune rubrique cocher et de 12 sous-menus couvrant les domaines suivants:

- statistique descriptive (structuration des moyennes, galit des

variances, etc.) ;

- rgression (mthode pas pas, etc.) ;

- analyse de la variance (modle linaire gnralis, etc.) ;

- plans exprimentaux ;

- cartes de contrle (cartes des moyennes, des amplitudes, etc.) ;


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- contrle statistique des procds (analyse de capabilit,

diagramme cause-effet, etc.) ;- analyse des distributions et des fonctions de rpartition

(distributions normales, lognormales, de Weibull et

exponentielles) ;

- analyse multivarie (classification numrique, etc.) ;

- tude des sries temporelles (autocorrlations, ARIMA, etc.) ;

- tables de contingence (test Chi-carr, etc.) ;

- tests non paramtriques (test de Friedman, etc.) ;

- analyse prliminaire des donnes (donnes aberrantes, etc.).

GRAPH: ce menu regroupe tous les types de reprsentations graphiquesdisponibles sur MINITAB (nuage de points, diagramme de sries

chronologiques, histogrammes, boxplot, graphiques en secteurs,graphiques tridimensionnels, etc.).

EDITOR: ce menu permet de faire essentiellement de la mise en page ; grce ce menu, on peut modifier, dans la fentre SESSION, la police

des caractres, rechercher ou remplacer certaines chanes de

caractres, retirer la protection de lecture seule de la fentre

SESSION ; pour la fentre DATA, ce menu permet de modifier le

format des colonnes et de faciliter le dplacement lintrieur du

tableau de donnes (rechercher une cellule bien prcise).

WINDOW: ce menu sert uniquement modifier la prsentation gnrale deMINITAB (rarrangement de la disposition des fentres).

HELP: ce menu daide permet dobtenir des informations soit via une tabledes matires, soit en entrant un nom dans une liste de mots-cls ; il

existe galement un recueil des questions les plus courantes (exemples

: comment insrer une colonne?, comment annuler une macro?, etc.) ;

il existe galement une aide sur lutilisation de laide.

2.4. Utilisation des menus et des botes de dialogue

Pour excuter une commande, il faut dans un premier temps cliquer sur la

menu principal appropri ( CALC, STAT, etc. ) afin de faire apparatre les

diffrentes rubriques (figure 3). Les rubriques suivies du symbole 8 reprsentent

des sous-menus. Il suffit de cliquer sur celles-ci pour faire apparatre les rubriques

quelles contiennent. Toutes les rubriques suivies par des points de suspensions ...

ouvrent des botes de dialogue. Les autres rubriques excutent directement une action,

sans ouvrir de bote de dialogue (exemples : couper, coller, quitter, etc. ). La figure 3

illustre prcisment ces notions.


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Figure 3. Description des menus et des diffrents types de rubriques.

Les botes de dialogue sont constitues des diffrents lments suivants :

- les zones de texte ;

- les boutons doptions ;

- les cases cocher ;

- les boutons de menus (menus instantans, listes droulantes, listes

modifiables) ;

- les boutons de commande.

Les zones de texte (figure 4) permettent dencoder du texte ou de choisir des

colonnes, des constantes ou des matrices rpertories dans une zone de liste toujours

situe gauche dans la bote de dialogue. Les colonnes, les constantes, les matrices

doivent tre spares par des espaces. Une tendue de colonnes, de constantes ou de

matrices peut tre abrge en utilisant un tiret (exemple : C3-C7 est la forme abrge

de C3 C4 C5 C6 C7). La plupart des noms de colonne, de constante, de matrice

peuvent tre encods dans les zones de texte sans les dlimiter par des apostrophes.

Celles-ci doivent imprativement dlimiter les noms de colonne qui commencent par

un caractre qui nest pas une lettre, les noms de colonne qui contiennent un caractre

autre quune lettre ou un chiffre, comme par exemple un espace ou un tiret, et lesnoms de colonne constitus de la lettre C, K ou M suivie de plusieurs chiffres.

Sous-menu

Rubrique directement

excutable

Rubrique ouvrant

sur une bote de

dialogue


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Figure 4. Les zones de texte dans les botes de dialogue.

Les boutons doptions (figure 5) permettent de faire un choix parmi un certain

nombre doptions. Un ensemble de boutons doptions est toujours group en un

champ.

Figure 5. Les boutons doptions dans les botes de dialogue.

Les cases cocher (figure 6) permettent galement de slectionner une option. Il

est possible de slectionner plus dune case la fois, contrairement aux boutons

doptions.

Figure 6. Les cases cocher dans les botes de dialogue.

Les boutons de menu (figures 7 et 8) activent des menus ou des options. Ils se

prsentent soit seuls, soit lintrieur de tableaux.


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Figure 7. Les boutons de menu dans les botes de dialogue.

Figure 8. Les boutons de menu dans les botes de dialogue.

Les boutons de commande (figure 9) excutent directement laction lorsque lon

clique dessus.

Figure 9. Les boutons de commande dans les botes de dialogue.

Remarquons enfin que La touche F1 du clavier est un raccourci qui permet

tout moment douvrir laide sur la bote de dialogue active.

Une bote de dialogue incomplte ou incorrectement remplie fera gnralement

apparatre un message derreur prcisant la correction apporter (figure 10).

Figure 10. Exemple de message derreur.


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3. FENETRE SESSION

3.1. Modification de la prsentation

Par dfaut, la fentre SESSION est en lecture seule, cest--dire quil est

impossible de modifier la prsentation des rsultats affichs dans la fentre SESSION

(exemples : couper du texte, insrer des commentaires). Seule la police des caractres

peut encore tre modifie (EDITOR SELECT FONTS). Pour effacer du texte (

EDIT DELETE, EDIT CUT), ou pour insrer des commentaires, cest--dire utiliser la fentre SESSION comme un diteur classique (via le clavier), la

protection lecture seule (Read-only) de la fentre SESSION doit tre

pralablement supprime par la commande suivante :

EDITOR MAKE OUTPUT EDITABLE

3.2. Enregistrement et impression des rsultats

La sauvegarde de la fentre session se fait en crant un fichier de type .TXT. Le

chemin suivre est le suivant :

FILE SAVE WINDOW AS ...

Le chemin ainsi dcrit permet de sauvegarder la fentre active ( cliquer au

pralable sur la barre de titre de la fentre SESSION).

Le contenu ou une partie slectionne de la fentre active peut galement tre

imprime :

FILE PRINT WINDOW ...

4. FENETRE DATA

4.1. Importation

MINITAB est capable dimporter des donnes provenant de versions antrieuresde MINITAB (depuis la version 7), mais galement dun certain nombre dautres

logiciels (EXCEL , BORLAND QUATTRO PRO, dBASE, LOTUS 1-2-3 et les textes

en format ASCII), cest--dire les fichiers aux extensions suivantes : .MTW, .MTP,

.XLS, .WB1, .WQ1, .DBF, .WK1-.WK4, .WKS, .WR1, .WRK, .TXT, .DAT. Les

autres types de fichiers risquent par contre de ne pas tre imports correctement. Il est

important que les donnes importes soient bien prsentes en colonnes. Il faut


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galement veiller bien configurer lordinateur, notamment en ce qui concerne le

sparateur de dcimales (un point), afin que les donnes relles soient reconnuescomme telles et non comme des donnes alphanumriques. Pour rappel, les donnes

peuvent tre encodes ou modifies directement partir du tableur de la fentre

DATA. La donne manquante est symbolise par ltoile ou lastrisque ( *).

FILE OPEN WORKSHEET ...

La bote de dialogue ouverte par le chemin ci-dessus permet de slectionner le

fichier qui doit tre ouvert. Deux boutons de commande (OPTIONS et PREVIEW)permettent lutilisateur de modifier quelque peu la prsentation de ses donnes,

notamment en ce qui concerne la prsence ou non dun titre aux colonnes ou le type

associ aux donnes de chacune des colonnes (numrique ou alphanumrique).

4.2. Principales manipulations

Le menu EDITcontient quelques commandes classiques telles que couper, coller,supprimer, insrer. Ces commandes agissent sur des plages de cellules slectionnes

prcdemment dans le tableau de la fentre DATA.

Les commandes du menu MANIP agissent sur des lignes ou des colonnes dedonnes et non plus sur quelques cellules.

Ce menu permet par exemple de trier par ordre croissant ou dcroissant (

SORT, figure 11), de calculer les rangs dune srie de donnes ( RANK, figure

12), de supprimer une ligne ( DELETE ROWS), de supprimer une colonne ( ERASE VARIABLES), de copier une colonne ( COPY COLUMNS), de copier

une colonne en changeant certaines valeurs ( CODE, figure 13), de fusionner ou

empiler plusieurs colonnes ( STACK, figure 14), de dcouper ou dsempiler une

colonne en plusieurs colonnes ( UNSTACK, figure 14) et de concatner plusieurs

colonnes alphanumriques en une seule colonne ( CONCATENATE, figure 15).

Figure 11. Tri de donnes par ordre croissant.

C1 C2

1 1

5 MANIPSORT ... 3

9 5

7 MTB > Sort C1 C2; 7

3 SUBC> By C1. 9


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Figure 12. Calcul des rangs dune srie de donnes.

Figure 13. Copie dune colonne en remplaant 1 par 10 et 5 par 15.

Figure 14. Empilement de deux colonnes avec cration dindices et

dcoupage dune colonne en deux suivant les indices dune

autre colonne.

Figure 15. Concatnation de deux colonnes alphanumriques.

Enfin, le menu CALC permet doprer des expressions mathmatiques sur lescolonnes et sur les lignes dans une moindre mesure. Il y a tout dabord les oprations

arithmtiques (addition (+), soustraction (-), division (/), multiplication (*), lvation

une puissance (**)), les oprations de comparaison (gal (EQ), nest pas gal

C1 C3

1 1

5 MANIPRANK ... 3

9 5

7 MTB > Rank C1 C3. 4

3 2

C1 C2

1 10

5 MANIPCODE 15

9 9

7 MTB > Code (1) 10 (5) 15 C1 C2 7

3 3

C1 C2 C4 C5

1 10 1 1

5 15 MANIPSTACK/UNSTACKSTACK ... 5 1

9 9 9 1

7 7 MTB > Stack (C1) (C2) (C4); 7 1

3 3 SUBC> Subscripts C5. 3 1

10 2

MANIPSTACK/UNSTACKUNSTACK ... 15 2

9 2

MTB > Unstack (C4) (C1) (C2); 7 2

SUBC> Subscripts C5. 3 2

C1-A C2-A C3-A

Grard Menfroid Grard Menfroid

Marc Hassin MANIPCONCATENATE ... Marc Hassin

Roger Chauti Roger Chauti

Marc Dupont MTB > Concatenate C1 C2 C3. Marc Dupont

Guillaume Durand Guillaume Durand


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(NE), plus petit que (LT), plus grand que (GT), plus petit ou gal (LE), plus grand

ou gal (GE)), les oprations logiques (AND, OR, NOT), les fonctions (racinecarre, logarithme, sinus, cosinus (figure 16), etc.) et les paramtres statistiques

suivant les lignes ou les colonnes (moyenne, mdiane, minimum, maximum, etc.).

C1 C5

1 0.540302

2 CALC CALCULATOR ... 0.416147

3 -0.989992

4 MTB > Cosine C1 C5. -0.653644

5 0.283662

Figure 16. Fonction cosinus (C5 = Cosinus de C1).

4.3. Enregistrement et impression des donnes

Lenregistrement des donnes (colonnes, constantes et matrices de la fentre

DATA) et lenregistrement des sorties ou rsultats des commandes (fentre

SESSION) doit se faire sparment.

La sauvegarde des donnes (fentre DATA) se fait en crant un fichier de type

.MTW. Il suffit de suivre lun des deux chemins suivant selon que lon veuille ou non

modifier le nom de la feuille de travail enregistre :

FILE

SAVE WORKSHEET AS... (nouveau_nom).

FILE SAVE WORKSHEET

La bote de dialogue ainsi ouverte, permet de nommer et de positionner le fichier dans

le rpertoire que lon dsire.

Il est galement possible de sauvegarder la fentre DATA sous le type .TXT, en

suivant le mme chemin, mais la condition que la fentre active soit la fentre

DATA ( cliquer au pralable sur la barre de titre de la fentre DATA) :

FILE SAVE WINDOW AS...

Quant limpression des donnes de la fentre DATA, elle suit le mme chemin

que pour la fentre SESSION. Lorsque la fentre est active, il est possible dimprimer

soit lentiret des donnes du tableau soit une partie slectionne du tableau :

FILE PRINT WINDOW ...


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5. PROGRAMMES MINITAB

Les programmes MINITAB aussi appels macros, regroupent une srie de

procdures qui peuvent tre excutes par un simple appel via la fentre SESSION.

Lintrt de ces macros, se marque surtout lorsque lutilisateur est amen rpter un

grand nombre de fois un certain nombre doprations. Le temps pass la

programmation est alors rapidement compens par le temps gagn lors de lexcution.

Il existe trois types de programmes : les macros globales, les macros locales et les

programmes excutables appels Execs . Ces derniers sont les anctres des

macros. Moins souples et moins puissants, ils ne seront pas abords au cours de cettenote. Les macros globales sont plus simples programmer que les macros locales car

elles travaillent directement et uniquement avec les variables de la feuille de travail

(par exemple : C15, K10, K22, M11, M34, ...). Plus complexes au dpart, les macros

locales sont cependant plus souples dutilisation grce lutilisation de variables dites

locales qui nexistent que durant lexcution de la macro.

5.1. Structure dune macro

Toute macro, commence par le mot GMACRO pour les macros globales ou par le

mot MACRO pour les macros locales et se termine par le mot ENDMACRO. Un

intitul ou modle reprend ensuite le nom et les arguments de la macro. Le corps de la

macro reprend toutes les commandes et procdures de calculs. Contrairement auxmacros globales, les macros locales ncessitent une dclaration des variables

puisquelles travaillent avec des variables locales. De cette faon, les variables de la

feuille de travail reprises dans les arguments de la macro sont associs des variables

locales. La figure 17 schmatise la structure des macros globales et locales.

Figure 17. Sturctures dune macro globale et dune macro locale.

5.2. Cration et appel dune macro

Macro globale Macro locale

GMACRO MACRO

Intitul ou modle Intitul ou modle

Dclaration des variables

Corps de la macro Corps de la macro

ENDMACRO ENDMACRO


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La macro est encode suivant la structure dfinie prcdemment, via nimporte

quel diteur ou par le logiciel Word. Le programme est enregistr en format texte eten lui donnant lextension .MAC. Pour des raisons de clart, il est prfrable que

lintitul et le fichier contenant la macro portent le mme nom.

Lappel de la macro se fait par lintermdiaire de la fentre SESSION en prcisant

le chemin daccs du fichier et les arguments ncessaires la macro si elle est locale.

Le symbole % prcde le nom de la macro comme le montre lexemple ci-dessous.

MTB > %C:\TPSTAT\ANALYSE

MTB > %C:\TPSTAT\ANALYSE.TXT

MTB > %C:\TPSTAT\EXEMPLE.TXT C1 C3 K2

Par cet exemple, nous voyons que des programmes ne portant pas lextension

.MAC peuvent tre excuts, condition de spcifier le type de fichier (ici : .TXT).

Les macros, aussi bien locales que globales permettent lemploi dinstructions de

dcision (IF), de rptition (DO, WHILE) ou encore de renvoi (GOTO). Afin

dillustrer clairement les diffrences quil y a entre une macro globale et une macro

locale, les figures 18 et 19 prsentent le calcul du moment centr dordre 3 par une

macro globale et par une macro locale.

Figure 18. Calcul du moment dordre 3 par une macro globale.

GMACRO

MOMENT3

COUNT C1 K1

SUM C1 K2

SSQ C1 K3LET K4 = 0

DO K10=1:k1

LET K4=K4+C1(K10)**3

ENDDO

LET K5=(K4-((3*K2*K3)/K1)+((2*(K2**3))/K1**2))/K1

NOTE Le moment d'ordre 3 vaut:

PRINT K5

ENDMACRO


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Figure 19.Calcul du moment dordre 3 par une macro locale.

BIBLIOGRAPHIE

CLAUSTRIAUX J.J., DELVAUX A. [1994]. Traitement de donnes par le logiciel

Minitab.Notes Stat. Inform.(Gembloux) 94/1, 20 p.

X [1994].Minitab reference manual.PA State College, Minitab, 1056 p.

X [1996a].Minitab reference manual.PA State College, Minitab, 1058 p.

X [1996b].Minitab users guide.PA State College, Minitab, 392 p.

X [1996c].Minitab, manuel de lutilisateur.PA State College, Minitab, 485 p.

MACRO

MOMENT3 ECHANT RESULT

MCONSTANT OBS TOTAL SOMCAR SOMCUB RESULT K10

MCOLUMN ECHANT

COUNT ECHANT OBS

SUM ECHANT TOTAL

SSQ ECHANT SOMCAR

LET SOMCUB = 0

DO K10=1:OBS

LET SOMCUB=SOMCUB+ECHANT(K10)**3

ENDDO

LET RESULT=(SOMCUB-((3*TOTAL*SOMCAR)/OBS)+((2*(TOTAL**3))/OBS**2))/OBS

NOTE Le moment d'ordre 3 vaut:

PRINT RESULT

ENDMACRO

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