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ESTATÍSTICA Parte II, Notas de estudo de Desvio

Desvio Médio para dados agrupados: SEM intervalo de classes: Quando temos dados agrupados, a frequência simples representa o número de vezes que esse valor.

Tipologia: Notas de estudo

2022

Compartilhado em 07/11/2022

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Escola Técnica Estadual Getúlio Vargas – ESTATÍSTICA II – Prof. Me. Alessandro da Silva Saadi
Escola Técnica Estadual Getúlio Vargas – ESTATÍSTICA II – Prof. Me. Alessandro da Silva Saadi
ESTATÍSTICA
Parte II
PARA OS CURSOS
TÉCNICOS
Material Didático Elaborado por:
Alessandro da Silva Saadi
MESTRE EM MATEMÁTICA
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ESTATÍSTICA

Parte II

PARA OS CURSOS

TÉCNICOS

Material Didático Elaborado por:

Alessandro da Silva Saadi

MESTRE EM MATEMÁTICA
Capítulo 1
Medidas de Posição

As medidas de posição mais importantes são as medidas de tendência central , que recebem

esse nome pelo fato de os dados observados tenderem, em geral, a se agrupar em torno dos valores

centrais. As medidas que vamos estudar são:

  1. a média : é utilizada quando:

a) desejamos obter a medida de posição que possui a maior estabilidade;

b) houver necessidade de um tratamento algébrico posterior.

  1. a mediana: é utilizada quando:

a) desejamos obter o ponto que divide a distribuição em partes iguais;

b) há valores extremos que afetam de uma maneira acentuda a média;

c) a variável em estudo é salário.

  1. a moda: é utilizada quando:

a) desejamos obter uma medida rápida e aproximada de posição;

b) a medida de posição deve ser o valor mais típico da distribuição.

Medidas de Posição para Dados Não- Agrupados

Média ̄

x

É o quociente da divisão da soma dos valores da variável pelos número deles. Para conhecermos

a média dos dados não- agrupados, determinamos a média aritmética simples.

x =

x

i

n

Exemplo 1.1) Seja a produção leiteira diária da vaca A, durante uma semana: 10, 14, 13, 15, 16, 18 e 12

litros. Calcule a produção média da semana.

Mediana (Me)

É o valor que divide um conjunto ordenado de n elementos em duas partes iguais.

1) Quando n é ímpar: a mediana será o termo de ordem

(

n+ 1

2

)

.

Exemplo 1.2) Os dados a seguir se referem ao tempo de espera de quinze paciente a serem atendidos

em um consultório médico, em minutos: 15,12, 22, 20, 14, 30, 21,12, 10, 18, 13, 23, 18, 12, 25. Encontre

o tempo mediano de espera.

2) Quando n é par: a mediana será a média aritmética dos termos de ordem

(

n

2

)

e

(

n

2

  • 1

)

.

Exemplo 1.3) Os dados a seguir se referem ao tempo de espera de oito pessoas em uma fila do

Supermercado Alfa, em minutos: 2, 21, 18, 13, 6, 7, 10, 12. Encontre o tempo mediano de espera.

2º) COM Intervalo de Classes

Vamos estudar em um exemplo a média, a mediana e a moda quando temos dados agrupados.

Exemplo 1.6) Considere a tabela das estaturas de 40 pessoas.

Estaturas F x i

= Pm x i

.F Fa

150|--154 4

154|--158 9

158|--162 11

162|--166 8

166|--170 5

170|--174 3

Total 40

Encontre a média, a mediana e a moda.

a) A média é dada pela fórmula:

x

i

. F

F

e x i

é o ponto médio, logo, a média é:

b) No caso da mediana, vamos encontrar a classe mediana, e a seguir, calcular a mediana através da

fórmula:

Me = L

i

[

F

2

Faant

Me

]

× h

F

Me

onde:

Li é o limite inferior da classe mediana

Fa(ant) Me

é a frequência acumulada anterior à da classe

mediana

F Me

é frequência da classe mediana

h é a amplitude do intervalo

Logo a mediana é:

c) E por último, temos a moda que é encontrada através da fórmula

Mo =

LiLs

2

onde Li e Ls são os

limites inferior e superior da classe modal. Logo a moda é:

Exercícios

1) Considerando os seguintes conjuntos de dados referentes a números de pacientes atendidos em

consultórios médicos por dia, encontre a média, a mediana e a moda:

a) Consultório A

3 5 2 6 5 9 5 2 8 6

b) Consultório B

20 9 7 2 12 7 20 15 7

c) Consultório C

15 18 20 13 10 16 14

  1. Sejam as massas de 7 crianças medidas em kg, encontre a média, a mediana e a moda (se tiver):

51,6 48,7 50,3 49,5 48,9 35,5 41,

  1. Os salários-hora de cinco funcionários de uma companhia são: R$75 R$90 R$83 R$142 R$88,

determine:

a) a média dos salários-hora

b) o salário-hora mediano

  1. As notas de um candidato, em seis provas de um concurso, foram: 8,4 9,1 7,2 6,8 8,7 7,2.

Determine:

a) a nota média

b) a nota mediana

c) a nota modal.

  1. A seguir, estão os valores mensais referentes ao consumo de energia elétrica (em kwh) medidos em

uma residência durante 12 meses.

50 267 279 262 226 298

294 272 297 257 244 50

a) Qual foi o consumo médio do período?

b) Qual foi o consumo mediano?

c) Qual dessas duas medidas você acha que representa melhor o consumo de energia nessa casa?

  1. Em uma classe de 50 alunos, as notas obtidas formaram a seguinte distribuição:

NOTAS Nº DE

ALUNOS

2 1

3 3

4 6

5 10

6 13

7 8

8 5

9 3

10 1

Total 50

Calcule:

a) a nota média.

b) a nota mediana.

c) a nota modal.

Capítulo 2
Medidas de Dispersão ou Variabilidade

Introdução

Uma breve reflexão sobre as medidas de tendência central permite-nos concluir que elas não são

suficientes para caracterizar totalmente uma sequência de dados.

Veja os seguintes dados:

A) 10, 1, 18, 20, 35, 3, 7, 15, 11, 10

B) 12, 13, 13, 14, 12, 14, 12, 14, 13, 13

C) 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13, 13

Qual é a média desses dados?

Concluímos que a média das sequências é …...........

Podemos notar que as sequências são completamente distintas do ponto de vista da variabilidade

dos dados.

O que podemos constatar sobre a dispersão dos dados em relação à média?





Medidas de Dispersão Absoluta

As principais medidas de dispersão absolutas são: amplitude total, desvio médio, variância e

desvio padrão.

Amplitude Total

Para uma rápida medida de variabilidade, podemos calcular a amplitude total que é a diferença

entre o maior e o menor valor de uma distribuição.

AT = V max

  • V mín

A amplitude total considera apenas os valores extremos de um conjunto de dados. Tais valores

podem ser ser atípicos.

Exemplo 2.1)

a) Calcule a amplitude total das notas dos alunos da turma B da Escola Beta:

4 4,5 5 5 5 5 5,5 6

b) Em um orfanato tem crianças de várias idade conforme tabela de distribuição de frequência. Determine

a amplitude total da série.

Idade Nº de crianças

2 1

3 6

5 10

7 3

Total 20

c) A seguinte distribuição mostra as notas de 44 alunos da Escola Alfa. Determine a amplitude total da

série.

Notas Frequência

0|--2 5

2|--4 10

4|--6 20

6|--8 7

8|--10 2

Total 44

Observação: A amplitude total é muito fácil de se obter, mas esse tipo de medida tem um

inconveniente pois depende apenas de dois valores da série estatística. Muitas vezes é possível modificar

completamente a dispersão ou a concentração dos elementos em torno da média, sem alterar a amplitude

total.

Desvio Médio

A dispersão dos dados em relação à média de uma série estatística pode ser avaliada através dos

desvios de cada elemento da série em relação a média.

Para levar em conta todos os valores da distribuição, além dos extremos, subtrai-se a média

aritmética de cada elemento do conjunto de dados e somam-se as diferenças, calculando, dessa forma, o

desvio de cada elemento em relação à média.

Como essa soma é sempre igual a zero, pois alguns valores são negativos e outros positivos,

considera-se apenas o módulo das diferenças. Portanto, o desvio médio é definido como a média

aritmética dos desvios em módulo.

Desvio Médio para dados brutos ou rol

DM =

i = 1

N

x

i

− x

N

Exemplo 2.2) Determine o desvio médio para as notas dos 8 alunos da turma A da Escola Gama:

0 2 4 5 5 6 8 10

Interpretação: ______________________________________________________________________


Desvio Médio para dados agrupados:

SEM intervalo de classes:

Quando temos dados agrupados, a frequência simples representa o número de vezes que esse valor

figura na série. Logo, haverá repetições de desvios iguais de cada elemento distinto da série para a média

da série.

por  x

i

− x

2

obtemos essa nova medida de dispersão ou variabilidade chamada de variância, que é

definida como a média aritmética dos quadrados dos desvios.

O desvio padrão é a raiz quadrada positiva da variância e significa, em média, quanto cada

elemento de uma série está afastado da média da série.

A variância é representada pela letra grega σ

2

(sigma) ao quadrado e o desvio padrão por σ.

Cálculo da Variância e Desvio Padrão para dados brutos ou rol

σ

2

=

x

i

− 

x 

2

n

e σ =

 x

i

−x 

2

n

Exemplo 2.5) Calcule a variância e o desvio padrão das seguintes notas de 8 alunos que terminaram a

disciplina de Estatística e interprete o resultado:

5 8 5,5 7 7,5 6,5 9,5 10

Cálculo da Variância e Desvio Padrão para dados agrupados

σ

2

=

x

i

− 

x 

2

. f

i

f

i

e σ =

x

i

− 

x 

2

. f

i

f

i

Exemplo 2.6) (SEM intervalo de classe)

Calcule a variância e o desvio padrão da seguinte distribuição relativa ao tempo de espera na fila de um

banco e interprete o resultado:

Tempo de

espera

Frequência

f i

2 3

3 5

4 8

5 4

Total 20

Exemplo 2.7) (COM intervalo de classe)

A seguinte distribuição é uma tabela de salários recebidos em uma empresa de informática com sua

devidas faixas salariais. Calcule a variância e o desvio padrão interpretando o resultado.

Faixa

Salarial

Frequência

f i

0|-- 4 1

4|-- 8 3

8|-- 12 5

12|-- 16 1

Total 10

Coeficiente de Variação

O coeficiente de variação (CV) é uma medida de dispersão relativa que mede a dispersão dos

dados em relação à média. É calculado dividindo-se o desvio padrão pela média e multiplicando por 100,

para expressar o resultado em porcentagem, em vez de se utilizar a unidade de medida da variável em

análise. Assim:

CV=

σ

̄

X

⋅ 100

Para facilitar a interpretação do coeficiente de variação, usaremos os seguintes intervalos:

CV≥ 30 % Alta dispersão

15 % < CV < 30 % Média dispersão

CV≤ 15 % Baixa dispersão

Exemplo 2.8) Na tabela abaixo são apresentados os valores do desvio-padrão e da média da altura e

peso de um grupo de pessoas. Através do coeficiente de variação encontre a variável que tem a maior

dispersão relativa.

Média Desvio-padrão

Altura 174 cm 7 cm

Peso 78 kg 12 kg

Exercícios

  1. Calcule a amplitude total (AT) das seguintes séries:

a) X: 2, 8, 10, 15, 20, 22, 30

b) Y: 12, 9, 15, 40, 22, 34, 8

c)

x i

f i

3 4

8 7

12 9

15 10

20 3

  1. Considerando as séries X e Y das letras a e b , qual delas apresenta maior dispersão absoluta?

  2. Nas seguintes séries, calcule o desvio médio (DM) e interprete o resultado:

a) 3, 8, 12, 3, 9, 7 b) 2; 2,5; 3,5; 7; 10; 14,5; 20

  1. Calcule a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação para a distribuição de valores de 54

notas fiscais emitidas na mesma data, selecionadas em uma loja de departamentos e interprete os

resultados.

Consumo por nota R$ Nº de notas

0|-- 50 10

50|-- 100 28

100|-- 150 12

150|-- 200 2

200|-- 250 1

250|-- 300 1

  1. Calcule a variância e o desvio-padrão para as alturas de 70 alunos de uma classe:

Alturas(cm) Nº de alunos

150|-- 160 2

160|-- 170 15

170|-- 180 18

180|-- 190 18

190|-- 200 16

200|-- 210 1

Capítulo 3
Introdução à Probabilidade

Introdução

Há certos fenômenos (ou experimentos) que, embora sejam repetidos várias vezes e sob mesmas

condições, não apresentam os mesmos resultados. Por exemplo, no lançamento de uma moeda perfeita,

o resultado é imprevisível; não se pode determiná-lo antes de ser realizado. Esses fenômenos ou

experimentos são chamados de aleatórios.

Experimento Aleatório

É todo experimento (ou fenômeno) que, repetido várias vezes sob condições idênticas, apresentar

resultados imprevisíveis, isto é, depender exclusivamente do acaso.

Exemplo 3.1)

a) lançamento de um dado ou de uma moeda;

b) o sorteio de uma loteria de números;

c) selecionar uma amostra da produção de um certo artigo para o controle de sua qualidade;

d) escolher uma ou mais pessoas para uma pesquisa de mercado.

O cálculo das probabilidades nos permite encontrar um número que mostra a chance de

ocorrência do resultado desejado num experimento aleatório.

Espaço Amostral ( S )

É o conjunto de todos os resultados possíveis de um experimento. O número de elementos desse

conjunto é indicado por n(S).

Exemplos 3.2) Encontre o espaço amostral e o número de elementos em cada caso:

a) ao lançarmos um dado, os resultados possíveis, ou seja, o espaço amostral é o conjunto:

b) ao lançarmos uma moeda, o espaço amostral é o conjunto:

c) no sorteio de uma dezena da Megasena, o espaço amostral é o conjunto:

d) ao sortearmos um estado da região Sul do Brasil, o espaço amostral é:

Evento

É o conjunto dos resultados desejados num experimento. Em geral, indicamos um evento por uma

letra maiúscula.

Exemplo 3.3)

a) ocorrência de números menores do que 4: A = { }

b) ocorrência de números ímpares: B = { }

c) ocorrência de números maiores do que 1: C = { }

(Note que a ocorrência desse evento é muito provável, mas não garante que ele irá acontecer sempre)

d) ocorrência de números maior do que 5: D = { }

(É pouco provável a ocorrência desse evento. Quando o evento é um conjunto unitário, dizemos que é

simples ou elementar )

e) ocorrência de números menores do que 7: E = S = { }

(A ocorrência desse evento é certa, pois qualquer número do espaço amostral é menor do que 7.

Dizemos que um evento é certo quando o espaço amostral é igual a ele).

f) ocorrência de um número maior do que 6: F =

(A ocorrência desse evento é impossível, pois qualquer número do espaço amostral é menor do que ou

igual a 6. Nesse caso o evento é impossível ).

Exemplo 3.4)

Ao lançarmos um dado, o espaço amostral é S = {1,2,3,4,5,6}. Alguns eventos que podemos citar

em relação a esse espaço amostral são:

Exercícios

  1. No lançamento de um dado, determine o evento para obter:

a) um número maior do que 4.

b) um número primo.

  1. Considerando o experimento SORTEIO DE UM NÚMERO DE 1 A 20, determine o evento para obter

um número:

a) múltiplo de 3.

b) múltiplo de 5

  1. Considere o experimento aleatório NASCIMENTO DE TRÊS FILHOS DE UM CASAL, determine o

evento de obter o nascimento:

a) de exatamente uma menina.

b) de no máximo uma menina.

c) de no mínimo duas meninas.

  1. Um dado e uma moeda são lançados, e os resultados obtidos são registrados. Determine o conjunto do

espaço amostral do experimento.

  1. Um time de futsal irá disputar um campeonato regional. Para isso, foram chamados 5 jogadores que

jogam na defesa. Nomeando esses jogadores de A, B, C, D e E, determine o espaço amostral das duplas

de defesa que podem ser formadas com esses jogadores.

  1. Uma caixa contém 10 bolas idênticas numeradas de 1 a 10. São retiradas dessa caixa,

sucessivamente, 2 bolas sem reposição. Sendo A o evento em que a soma dos números sorteados é par

e B o evento em que o produto dos números sorteados é menor do que 20, determine A∩B.

Capítulo 4
Probabilidade de um Evento

Seja um evento A de um espaço amostral S. A probabilidade P(A) de o evento A ocorrer é a razão

entre o número de elementos de A pelo número de elementos de S, isto é :

P( A)=

n( A)

n( S)

=

n úm e r o d e c a s o s f a v o r á v e i s

n ú me r o de c a s o s p o s s í v e i s

Exemplo 4.1) Lançado um dado honesto qual a probabilidade de:

a) se obter um número ímpar na face voltada para cima?

b) se obter um número menor do que 3 na face voltada para cima?

c) se obter um número maior do que 6 na face voltada para cima?

d) se obter um número primo na face voltada para cima?

Exemplo 4.2) Rafael tem 6 cupons de uma promoção, cujo prêmio é um almoço em uma churrascaria.

Qual a probabilidade de Rafael ganhar o prêmio, sabendo que foram distribuídos 320 cupons no total?

Exemplo 4.3) Uma moeda é lançada 3 vezes. Qual a probabilidade de se obter :

a) duas caras e uma coroa?

b) pelo menos duas coroas?

Teorema da Soma

No desenho está representado um espaço amostral S contendo dois eventos, A e B. Sabemos, da

teoria de conjuntos que:

n( A∪B)=n( A )+ n(B)−n( A∩B)

Para a probabilidade de ocorrência do evento união de A e B, temos:

P( A∪B)=P( A )+P(B)−P( A∩B)

Eventos Complementares

Sabemos que um evento pode ocorrer ou não. Sendo p a probabilidade de que ele ocorra

(sucesso) e q a probabilidade de que ele não ocorra (insucesso), para um mesmo evento existe sempre a

relação:

p + q = 1q = 1 – p

Exemplo 4.7) Se a probabilidade de se realizar um evento é p=

1

5

qual a probabilidade de que ele não

ocorra?

Exemplo 4.8) Sabemos que a probabilidade de tirar o 4 no lançamento de um dado é p=

1

6

. Qual a

probabilidade de não tirar o 4 no lançamento de um dado?

Eventos Independentes

Dizemos que dois eventos são independentes quando a realização ou a não-realização de um

dos eventos não afeta a probabilidade da realização do outro e vice-versa.

Exemplo 4.9) Quando lançamos dois dados, o resultado obtido em um deles __________________

(depende/ independe) do resultado obtido no outro.

Se dois eventos são independentes, a probabilidade de que eles se realizem simultaneamente é

igual ao produto das probabilidades de realização dos dois eventos.

Assim, sendo p 1

a probabilidade de realização do primeiro evento e p 2

a probabilidade de

realização do segundo evento, a probabilidade de que tais eventos se realizem simultaneamente é dada

por:

p = p 1 x p 2

Exemplo 4.10) Lançado dois dados simultaneamente, qual a probabilidade de se obter 1 no primeiro

dado e 5 no segundo dado?

Eventos Mutuamente Exclusivos

Dizemos que dois ou mais eventos são mutuamente exclusivos quando a realização de um

exclui a realização do(s) outro(s).

Exemplo 4.11) No lançamento de uma moeda, o evento “ tirar cara ” e o evento “ tirar coroa ” _________

(são/ não são) mutuamente exclusivos, já que, ao se realizar um deles, o outro ______________ (se realiza/ não se

realiza).

Se dois eventos são mutuamente exclusivos, a probabilidade de que um ou outro se realize é

igual à soma das probabilidades de que cada um deles se realize:

p = p 1

+ p 2

Exemplo 4.12) Lançado um dado, qual a probabilidade de se tirar o 3 ou o 5?

Mais Exemplos

Para resolver os problemas envolvendo baralhos, saiba que:

  1. um baralho tem 52 cartas no total.

  2. um baralho tem quatro naipes:

a) ouro;

b) copa;

c) pau;

d) espada.

  1. cada naipe tem 13 cartas.

Exemplo 4.13) Qual a probabilidade de sair o ás de ouros quando retiramos uma carta de um baralho de

52 cartas?

Exemplo 4.14) Qual a probabilidade de sair um rei quando retiramos uma carta de um baralho de 52

cartas?

Exemplo 4.15) Em um lote de 12 peças, 4 são defeituosas. Sendo retirada uma peça, calcule:

a) a probabilidade de essa peça ser defeituosa.

b) a probabilidade de essa peça não ser defeituosa.