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Plano de Ensino Aula 01 – introdução Panorama histórico Método estatístico Fases do método estatístico Luciana Vieira Estatística Plano de ensino 1. Estatística: histórico e evolução; aplicabilidade; classificação de dados; tipos de coleta; definição de termos: fonte de dados, população e amostra; tipos de variáveis: discretas e contínuas. Planejamento de experimentos. 2. Representação de dados estatísticos: tabelas estatísticas; séries; gráficos - tipos (dispersão, barra, coluna, setor, histograma, polígono de frequência e ogiva); séries estatísticas do IBGE. Ferramentas computacionais de análise estatística. 3. Variáveis: definições; tipos - quantitativa e qualitativa. Dados brutos e rol de dados. Tipos de frequências: absoluta, relativa e acumulada. Distribuições de frequência de variáveis discretas em histogramas e polígono de frequência. 4. Distribuição de frequências - variável contínua: conceito e cálculo de intervalos e classes - regra de Sturges para identificação de classes; distribuição em classes; limites de intervalo; gráficos - histograma, polígono de frequência e ogiva. 5. Medidas de tendência central: definição; tipos de medida (média, média ponderada, moda e mediana de dados agrupados e nãO agrupados). Separatrizes: definição; tipos (quartil, decil e percentil de dados agrupados e não agrupados). 6. Medidas de Dispersão: conceitos de variação; amplitude, desvio médio absoluto, desvio padrão, variância e coeficiente de variação; coeficiente de variação de Pearson - homogeneidade e heterogeneidade. Estudo da assimetria da distribuição. Box plot. 7. Probabilidade: definição; conceitos de evento e espaço amostral; notação e cálculo; aproximação da probabilidade pela frequência relativa; eventos complementares.; regra da adição. Diagrama de Venn para solução de problemas. Plano de ensino 8. Probabilidade condicional e eventos independentes: conceito, definições e notações; regra da multiplicação - aplicações em diversas áreas. Teorema de Bayes para cálculo de probabilidades condicionais. 9. Distribuição discreta de probabilidade. Variável aleatória discreta e contínua. Requisitos para uma distribuição de probabilidade. Média, variância e desvio padrão. Evento raro. Valor esperado. Distribuição binomial e de Poisson. 10. Distribuição de probabilidade contínua: distribuição uniforme, distribuição Normal: definição e propriedades; curva e função densidade; média e desvio padrão; área de uma curva; integral da função densidade. 11. Distribuição normal padrão: definição, propriedades, escore Z, uso da tabela. Determinação do escore Z a partir da área; transformação da variável padronizada Z em um valor x. Aplicações da distribuição normal. 12. Distribuição de amostragem e o teorema do limite central: definição de distribuição amostral, tipos e usos de estimadores, médias amostrais e distribuição amostral da proporção. Aplicações da distribuição amostral. 13. Estimativas e tamanho amostral: estimação da proporção populacional; intervalos de confiança - nível de confiança e significância; margem de erro; estimativa da média populacional com desvio padrão conhecido e desconhecido. 14. Correlação e regressão linear: definição; coeficiente de correlação linear - análise do grau. Diagramas de dispersão - esboço. Equação de regressão linear - método dos mínimos quadrados (estimativas). Outliers. Origem e Evolução da Estatística � Estatística – mesma raiz latina da palavra Estado (organização política): status. � Originalmente, as estatísticas eram colhidas para as finalidades relacionadas com o Estado (com objetivos militares, tributários, recenseamentos, entre outros). Origem e Evolução da Estatística � ANTIGUIDADE: os povos já registravam o número de habitantes, nascimentos, óbitos. � Bíblia: � Referências do censo dos Hebreus. � Devido às inundações do Nilo, se efetuavam anualmente trabalhos cadastrais para a repartição de terras férteis no Egito. Estatística � Estatística: o que é ? Estatística pode ser pensada como a ciência de aprendizagem a partir de dados. No nosso cotidiano, precisamos tomar decisões, muitas vezes rápidas. Em linhas gerais, a Estatística fornece métodos que auxiliam o processo de tomada de decisão. Estatística � É a ciência (matemática aplicada) que se preocupa com: i. Organização; ii. Descrição; iii. Análises; iv. Interpretações. Estatística Descritiva Estatística Indutiva ou Estatística inferencial Aplicabilidade da Estatística � Amostragem e planejamento de experimentos: mecanismo de coleta de dados; � Estatística descritiva: organização, apresentação e sintetização de dados; � Estatística inferencial: métodos de análise de dados visando a tomada de decisões. Utiliza alguns resultados da teoria das probabilidades (a qual tem por objetivo quantificar a incerteza existente em determinada situação). Aplicabilidade da Estatística � A estatística é muito importante para diversas áreas do conhecimento e atividades humanas, com ela é possível realizar: � pesquisas de novos medicamentos, � controle de qualidade de produção, � análises políticas, � senso da população a fim de conhecer suas características e etc... Definições dos termos da estatística � Dados: Consiste em informações que vêm de observações, contagens, medições ou respostas. � População: – É uma coleção de todos os resultados, respostas, medições ou contagens que são de interesse. – É o conjunto de elementos com pelo menos uma característica em comum. – Esta característica comum deve delimitar claramente quais os elementos que pertencem à população e quais os elementos que não pertencem. Ex: Números de funcionários de uma empresa Definições dos termos da estatística � Amostra: Subgrupo de uma população. � Os dados amostrais podem ser usados para formar conclusões sobre a população, devem ser coletados usando o método apropriado tal como seleção aleatória, caso contrário não terá valor. Ex: Números de funcionários homens de uma empresa � Parâmetro e estatística: Parâmetro é a descrição numérica de uma característica populacional, estatística é a descrição numérica de uma característica amostral. Definições dos termos da estatística � Variável: É aquilo que se deseja observar para se tirar algum tipo de conclusão, geralmente as variáveis para estudo são selecionadas por processos de amostragem. Os símbolos utilizados para representar as variáveis são as letras maiúsculas do alfabeto, tais como X, Y, Z, ... que pode assumir qualquer valor de um conjunto de dados. Ramos da estatística � Estatística Descritiva: É o Ramo da estatística que envolve a organização, resumo e apresentação dos dados. � Estatística Inferencial: É o ramo da estatística que envolve o uso de uma amostra para chegar a conclusões sobre uma população. Ferramenta básica da Estatística Inferencial é a probabilidade. Classificação dos Dados � Tipo de dados � A natureza dos dados determinará qual procedimento estatístico será adotado, por tanto é importante conhecer os tipos existentes para melhores tomadas de decisão, eles podem ser: � Qualitativos: Atributos, rótulos e entradas não numéricas. Exemplo: cor do cabelo das pessoas, ou se determinado imóvel possui ou não vista para o mar. � Quantitativos: Consiste de medidas numéricas ou contagens. Classificação dos Dados ou Variáveis Classificação dos Dados ou Variáveis � Qualitativas (ou atributos): � Nominal: são utilizados símbolos, ou números, para representar determinado tipo de dados, mostrando, assim, a qual grupo ou categoria eles pertencem. � Ex: Um dado como “sexo”' pode ser categorizada em duas respostas possíveis: masculino ou feminino. Classificação dos Dados ou Variáveis � Qualitativas (ou atributos): � Ordinal ou por postos: quando uma classificação for dividida em categorias ordenadas em graus convencionados, havendo uma relação entre as categorias do tipo “maior do que”, “menor do que”, “igual a”, osdados por postos consistem de valores relativos atribuídos para denotar a ordem de primeiro, segundo, terceiro e, assim, sucessivamente. � Ex: o nível educacional de um estudante (ensino fundamental, ensino médio, graduação e pós- graduação) Classificação dos Dados ou Variáveis � Quantitativas: � Discretas: são aquelas variáveis que pode assumir somente valores inteiros num conjunto de valores. É gerada pelo processo de contagem. � Ex: como o número de veículos que passa em um posto de gasolina, o número de estudantes nesta sala de aula. Classificação dos Dados ou Variáveis � Quantitativas: � Contínuas: são aquelas variáveis que podem assumir um valor dentro de um intervalo de valores. É gerada pelo processo de medição. � Ex: o volume de água em um reservatório ou o peso de um pacote de cereal. Coleta de dados � A coleta de dados pode ser dividida em contínuas, periódicas ou ocasionais. � Coleta de dados contínua: quando os eventos que acontecem durante determinado estudo, são registrados à medida que ocorrem; Ex: Temperatura em uma estufa automatizada. � Coleta de dados periódica: acontecem de ciclo em ciclo; Ex: o censo do Brasil; � Coleta de dados ocasional: são aqueles realizados sem a preocupação de continuidade ou periodicidade; Ex: pesquisa de satisfação. Planejamento de Experimentos Fases do Método Estatístico 1. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA 2. PLANEJAMENTO 3. COLETA DE DADOS 4. APURAÇÃO DOS DADOS 5. APRESENTAÇÃO DOS DADOS 6. ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS Fases do Método Estatístico 1. DEFINIÇÃO DO PROBLEMA: Saber exatamente aquilo que se pretende pesquisar é o mesmo que definir corretamente o problema. Fases do Método Estatístico 2. PLANEJAMENTO: Como levantar informações? Que dados deverão ser obtidos? Qual levantamento a ser utilizado? Censitário? Por amostragem? E o cronograma de atividades? Os custos envolvidos? Etc. Fases do Método Estatístico 3. COLETA DE DADOS : Fase operacional. É o registro sistemático de dados, com um objetivo determinado. Fases do Método Estatístico 4. APURAÇÃO DOS DADOS : Resumo dos dados através de sua contagem e agrupamento. É a condensação e tabulação de dados. Fases do Método Estatístico 5. APRESENTAÇÃO DOS DADOS : Há duas formas de apresentação, que não se excluem mutuamente: � A apresentação tabular: apresentação numérica dos dados em linhas e colunas distribuídas de modo ordenado segundo regras práticas fixadas pelo Conselho Nacional de Estatística. � A apresentação gráfica: os dados numéricos constituem uma apresentação geométrica permitindo uma visão rápida e clara do fenômeno. Fases do Método Estatístico 6. ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS: A última fase do trabalho estatístico é a mais importante e delicada. Está ligada essencialmente ao cálculo de medidas e coeficientes, cuja finalidade principal é descrever o fenômeno (estatística descritiva). Na estatística indutiva a interpretação dos dados se fundamenta na teoria da probabilidade. EXERCÍCIO
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