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CURSO: BACHARELADO EM PSICOLOGIA 3º PERÍODO SEMESTRE: 2020/1 COMPONENTE CURRICULAR: PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA PROFESSOR ESP. MÁRCIO SANTANA CARGA HORÁRIA: 80 HORAS www.escolainteracao.com.br COLINAS DO TOCANTINS, 2020. Medidas de dispersão Medidas de dispersão são parâmetros estatísticos usados para determinar o grau de variabilidade dos dados de um conjunto de valores. A utilização desses parâmetros tornam a análise de uma amostra mais confiável, visto que as variáveis de tendência central (média, mediana, moda) muitas vezes escondem a homogeneidade ou não dos dados. Por exemplo, vamos considerar que um animador de festas infantis selecione as atividades de acordo com a média das idades das crianças convidadas para uma festa. Vamos considerar as idades de dois grupos de crianças que irão participar de duas festas diferentes: Festa A: 1 ano, 2 anos, 2 anos, 12 anos, 12 anos e 13 anos Festa B: 5 anos, 6 anos, 7 anos, 7 anos, 8 anos e 9 anos Em ambos os casos, a média é igual a 7 anos de idade. Entretanto, ao observar as idades dos participantes podemos admitir que as atividades escolhidas sejam iguais? Portanto, neste exemplo, a média não é uma medida eficiente, pois não indica o grau de dispersão dos dados. As medidas de dispersão são utilizadas para indicar o grau de variação dos elementos de um conjunto numérico em relação à sua média. Nesse texto trataremos de quatro medidas de dispersão: amplitude, desvio, variância e desvio padrão. Amplitude Essa medida de dispersão é definida como a diferença entre a maior e a menor observação de um conjunto de dados, isto é: A = Xmaior - Xmenor Por ser uma medida que não leva em consideração como os dados estão efetivamente distribuídos, não é muito utilizada. Tomando como exemplo as idades nas festas citadas, temos: Festa A: A = 13 – 1 = 12 Festa B: A = 9 – 5 = 4 Apesar de que as duas festas tiveram a mesma média de idades observa-se a amplitude da primeira é bem maior que a da segunda. Desvio A partir dessa medida é possível saber a “distância” de cada uma informações numéricas até a média aritmética delas. O desvio é obtido a partir do módulo da subtração de cada um dos valores de um conjunto da média aritmética, assim obtém-se sempre um valor positivo, pode também efetuar a diferença entre a média e variável, caso a média seja maior. Exemplo: Ao final do ano letivo, os estudantes Joana e Marcos tiveram a mesma média final em matemática, 7. Em cada uma das quatro unidades as notas desses estudantes foram: Joana: 8,0; 7,0; 7,0 e 6,0. Marcos: 4,0; 5,0; 9,0 e 10,0. A amplitude da nota de Joana foi: 8 (maior nota) - 6 (menor nota) = 2. Enquanto a amplitude da nota de Marcos foi: 10 (maior nota) - 4 (menor nota) = 6 Somente com essa medida não é possível saber qual dos dois estudantes teve obteve o melhor desempenho anual. Mas a partir dela, podemos notar que a variação das notas de Joana é menor do que a de Marcos. Vamos considerar as notas de Joana para realizar o cálculo do desvio: d1 = 8,0 – 7,0 = 1,0 d2 = 7,0 – 7,0 = 0,0 d3 = 7,0 – 7,0 = 0,0 d4 = 7,0 – 60 = 1,0 Desvio médio O desvio médio é dado pela média entre todos os desvios. 𝒅𝒎 = 𝒅𝟏 + 𝒅𝟐 + 𝒅𝟑 + 𝒅𝟒 + ⋯ + 𝒅𝒏 𝒏 Usando o exemplo temos: 𝒅𝒎 = 𝟏+𝟎+𝟎+𝟏 𝟒 = 0,5 Variância Indica o quão distante está cada valor dos números do valor central. Dito isso, quanto menor a variância, mais próximos os valores da média; quanto maior a variância, mais distantes os valores estão da média. A medida de variância é calculada a partir da média aritmética dos quadrados dos desvios ou, ainda, pela diferença entre a média aritmética dos quadrados e o quadrado da média aritmética. Para achar o seu valor, os seguintes passos devem ser realizados: 1. Realizar o cálculo da média das amostras; 2. Realizar o cálculo das diferenças de todos elementos em relação à média, ou seja, o desvio; 3. Elevar ao quadrado as diferenças, sejam elas positivas ou negativas; 4. Realizar a soma de todas as diferenças elevadas ao quadrado e então dividir pelo número de elementos da amostra. Exemplo: Considere o conjunto numérico: 10, 12, 14, 16, 18 e 20. A média aritmética de tais elementos é obtida a partir do cálculo: �̅� = (𝟏𝟎 + 𝟏𝟐 + 𝟏𝟒 + 𝟏𝟔 + 𝟏𝟖 + 𝟐𝟎) 𝟔 = 𝟗𝟎 𝟔 = 𝟏𝟓 A próxima etapa consiste em encontrar o desvio: d1 = 15 – 10 = 5 d2 = 15 – 12 = 3 d3 = 15 – 14 = 1 d4 = 16 – 15 = 1 d5 = 18 – 15 = 3 d6 = 20 – 15 = 5 Por último, a variância é: V = 𝟓𝟐+𝟑𝟐+𝟏𝟐+𝟏𝟐+𝟑𝟐+𝟓𝟐 𝟔 = 𝟐𝟓+𝟗+𝟏+𝟏+𝟗+𝟐𝟓 𝟔 = 𝟕𝟎 𝟔 = 𝟏𝟏, 𝟔𝟕 Desvio padrão O desvio padrão nada mais é que a raiz quadrada positiva da variância. 𝒅𝒑 = √𝑽 Exemplo: Com base no exemplo anterior, o desvio padrão corresponde à raiz quadrada de 11,67: 𝒅𝒑 = √𝟏𝟏, 𝟔𝟕 𝒅𝒑 = 𝟑, 𝟒𝟐 Quanto menor for a variância e o desvio padrão, mais homogêneo será um conjuntos de dados. Voltando para características de uma população ou amostra, podemos dizer que quanto menor o desvio padrão, mais características comuns esses indivíduos possuem. Referências https://www.educamaisbrasil.com.br/ https://www.todamateria.com.br/medidas-de-dispersao/ SILVA, Luiz Paulo Moreira. "Medidas de dispersão: amplitude e desvio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/medidas-dispersao-amplitude- desvio.htm. Acesso em 28 de abril de 2020. Problemas: Medidas de tendência central e dispersão. 1- Em um dia de verão as temperaturas registradas em uma cidade ao longo de um dia estão apresentadas na tabela abaixo: Com base na tabela, indique o valor da amplitude e moda térmica registrada neste dia. 2- O treinador de uma equipe de voleibol resolveu medir a altura dos jogadores da sua equipe e encontrou os seguintes valores: 1,86 m; 1,97 m; 1,78 m; 2,05 m; 1,91 m; 1,80 m. Em seguida, calculou o desvio padrão e a variância das alturas. Determine os valores aproximados que ele encontrou. 3- O gráfico apresenta a taxa de desemprego (em %) para o período de março de 2008 a abril de 2009, obtida com base nos dados observados nas regiões metropolitanas de Recife, Salvador, Belo Horizonte, Rio de Janeiro, São Paulo e Porto Alegre. A mediana dessa taxa de desemprego, no período de março de 2008 a abril de 2009, foi de a) 8,1% b) 8,0% c) 7,9% d) 7,7% e) 7,6% 4- A respeito das medidas estatísticas denominadas amplitude e desvio, assinale a alternativa correta: a) Em estatística, não existem diferenças entre desvio e desvio padrão, exceto pelo nome. b) A amplitude é uma medida de tendência central usada para encontrar um único valor que representa todos os valores de um conjunto. c) O desvio é um número relacionado à dispersão total de um conjunto de valores. d) A amplitude é uma medida de tendência central calculada pela diferença entre o maio e o menor valor de um conjunto de informações. e) O desvio é uma medida de dispersão calculada sobre cada um dos valores de um conjunto de informações. 5- Dados valores 2, 16, 10, 12, 6, 10, determine: a) Amplitude; b) Média; c) Moda; d) Mediana; e) Desvio; f) Desvio médio; g) Variância: h) Desvio padrão; 6- Um professor fez uma pesquisa de idades em uma turma do ensino médio, composta por 15 alunos, e obteve os seguintes resultados: 13, 15, 15, 19, 16, 16, 16, 14, 16, 13, 16, 17, 17, 19, 18. Qual é a amplitude, moda e mediana das idades dos alunos dessa sala de aula? 7- Dado conjunto {9, 11, 10, 12, 8}, calcule a o desvio padrão. 8- As notas de dois alunos na disciplina de matemática estão representadas abaixo: Aluno A: 6,0 - 5,0 - 6,0 - 5,0 Aluno B: 8,0 - 2,0 - 6,0 - 6,0 A média anual desse escola é 7.0 pontos, então o conselho decidiu, caso nenhum dessesalunos alcançasse a média, passar o aluno que apresentou mais regularidade durante o ano letivo. A medida de tendência ou dispersão que melhor representa essa regularidade é: a) Moda; b) Média; c) Amplitude; d) Desvio padrão. e) Desvio médio.
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