Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
33 3 Su m á ri o d o C a p ítu lo 11 -1 M od el os E m pí ri co s 11 -2 R eg re ss ão L in ea r Si m pl es 11 -3 P ro pr ie da de s do s E st im ad or es d e M ín im os Q ua dr ad os 11 -4 T es te s de H ip ót es es n a R eg re ss ão L in ea r Si m pl es 1 1- 4. 1 U so d e Te st es t 1 1- 4. 2 A bo rd ag em d e A ná lis e de V ar iâ nc ia p ar a T es ta r a S ig ni câ nc ia d a R eg re ss ão 11 -5 In te rv al os d e C on an ça 1 1- 5. 1 In te rv al os d e C on an ça p ar a os C oe ci en te s L in ea r e A ng ul ar 1 1- 5. 2 In te rv al o de C on an ça p ar a a R es po st a M éd ia 11 -6 P re vi sã o de N ov as O bs er va çõ es 11 -7 C ál cu lo d a A de qu aç ão d o M od el o de R eg re ss ão 1 1- 7. 1 A ná lis e R es id ua l 1 1- 7. 2 C oe ci en te d e D et er m in aç ão (R 2 ) 11 -8 C or re la çã o 11 -9 R eg re ss ão p ar a V ar iá ve is T ra ns fo rm ad as 11 -1 0 R eg re ss ão L og ís ti ca 11 Re g re ss ã o L in ea r Si m p le s e C o rre la çã o O a ci de nt e do ô ni bu s es pa ci al C ha ll en ge r, o co rr id o em ja ne ir o de 1 98 6, fo i o re su lt ad o da f al ha e m O -r in gs u sa do s pa ra s el ar j un ta s no m ot or do fo gu et e. E ss a fa lh a oc or re u po r c au sa d e te m pe ra tu ra s ex tr em am en te ba ix as d o am bi en te n a ho ra d o la nç am en to . A nt es d o la nç am en to , h av ia da do s so br e a oc or rê nc ia d e fa lh a no O -r in g e so br e a te m pe ra tu ra c or - re sp on de nt e pa ra o s 24 l an ça m en to s an te ri or es o u so br e fo go e st át ic o do m ot or . N es te c ap ítu lo , v er em os c om o co ns tr ui r um m od el o es ta tís - ti co r el ac io na nd o a pr ob ab il id ad e de f al ha n o O -r in g e a te m pe ra tu ra . E ss e m od el o fo rn ec e um a m ed id a do r is co a ss oc ia do a o la nç am en to d o ôn ib us a b ai xa s te m pe ra tu ra s, o co rr id o qu an do C ha ll en ge r fo i l an ça do . O b je tiv o s d a A p re nd iz a g em D e p o is d e u m c u id a d o so e st u d o d e st e c a p ítu lo , v o cê d e ve s e r c a p a z d e : 1. U sa r r e g re ss ã o li n ea r s im p le s p a ra c o n st ru ir m o d e lo s em p íri c o s p a ra d a d o s c ie n tí c o s e d e en g e nh a ria 2. En te n d e r c o m o o m é to d o d e m ín im o s q u a d ra d o s é u sa d o p a ra e st im a r o s p a râ m e tro s e m u m m o d e lo d e re g re ss ã o li n ea r 3. A n a lis a r r e sí d u o s p a ra d e te rm in a r s e o m o d e lo d e re g re ss ã o é u m a ju st e a d e q u a d o p a ra o s d a d o s o u p a ra v er se q u a is q u e r su p o si çõ es e m fo c o s ã o v io la d a s 4. Te st a r h ip ó te se s e st a tís tic a s e c o ns tr u ir in te rv a lo s d e c o n a n ç a p a ra o s p a râ m e tro s d e re g re ss ã o 5. U sa r o m o d el o d e re g re ss ã o p a ra p re ve r u m a o b se rv a çã o fu tu ra e c o n st ru ir u m in te rv a lo a d eq u a d o d e p re vi sã o p a ra a o b se rv a ç ã o fu tu ra 6. A p lic a r o m o d e lo d e c o rre la ç ã o 7. U sa r t ra n sf o rm a ç õ e s si m p le s p a ra e n c o n tra r u m m o d e lo d e re g re ss ã o li n ea r 11 -1 M o d el o s Em p íri c o s M ui to s pr ob le m as e m e ng en ha ri a e ci ên ci as e nv ol ve m e xp lo ra r as r el a- çõ es e nt re d ua s ou m ai s va ri áv ei s. P or e xe m pl o, a p re ss ão d e um g ás em u m r ec ip ie nt e es tá r el ac io na da c om a te m pe ra tu ra , a v el oc id ad e da ág ua e m u m c an al a be rt o es tá r el ac io na da c om a l ar gu ra d o ca na l, e o © E d St o ck / iS to ck p ho to C ap ít ul o 1 1 33 4 co n o qu al c ad a pa r (x i, y i ) é re pr es en ta do c om o um p on to p lo ta do e m um s is te m a bi di m en si on al d e co or de na da s. A in sp eç ão d es se d ia gr am a de d is pe rs ão i nd ic a qu e, e m bo ra n en hu m a cu rv a si m pl es p as se e xa ta - m en te a tr av és d e to do s os p on to s, h á um a fo rt e in di ca çã o de q ue o s po n- to s re po us am a le at or ia m en te d is pe rs os e m to rn o de u m a lin ha r et a. P or co ns eg ui nt e, é p ro va ve lm en te r az oá ve l c on si de ra r q ue a m éd ia d a va ri á- ve l a le at ór ia Y e st ej a re la ci on ad a co m x p el a se gu in te r el aç ão li ne ar : E Y x x Y x ( ) | = μ = β + β 0 1 em q ue o s co e ci en te s an gu la r e li ne ar d a li nh a sã o ch am ad as d e co e - ci en te s de r eg re ss ão . E nq ua nt o a m éd ia d e Y é u m a fu nç ão li ne ar d e x, o va lo r re al o bs er va do , y , n ão c ai e xa ta m en te n a li nh a re ta . A m an ei ra ap ro pr ia da d e ge ne ra li za r is so p ar a um m od el o li ne ar p ro ba bi lí st ic o é co ns id er ar q ue o v al or e sp er ad o de Y s ej a um a fu nç ão li ne ar d e x, m as qu e, p ar a um v al or xo d e x, o v al or r ea l de Y s ej a de te rm in ad o pe la fu nç ão d o va lo r m éd io ( o m od el o lin ea r) m ai s um t er m o de e rr o al e- at ór io , Y x = β + β + 0 1 � (1 1- 1) se nd o � o te rm o de e rr o al ea tó ri o. C ha m ar em os e ss e m od el o de m od el o de r eg re ss ão li ne ar s im pl es , p or qu e el e te m a pe na s um a va ri áv el in de - pe nd en te o u re gr es so r. A lg um as v ez es , um m od el o co m o es se a pa - re ce rá a p ar ti r de u m a re la çã o te ór ic a. E m o ut ra s ve ze s, n ão t er em os co nh ec im en to t eó ri co e nt re x e y , e a es co lh a do m od el o é ba se ad a na in sp eç ão d e um d ia gr am a de d is pe rs ão , ta l co m o aq ue le q ue ze m os co m o s da do s de p ur ez a do o xi gê ni o. P en sa m os e nt ão n o m od el o de re gr es sã o co m o um m od el o em pí ri co . Pa ra g an ha r m ai s co nh ec im en to d o m od el o, s up on ha q ue p os sa m os xa r o va lo r de x e o bs er ve o v al or d a va ri áv el a le at ór ia Y . A go ra , se o va lo r de x f or xa do , o co m po ne nt e al ea tó ri o � no l ad o di re it o do m od el o na E qu aç ão 1 1- 1 de te rm in a as p ro pr ie da de s de Y . S up on ha q ue a m éd ia e a v ar iâ nc ia d e � se ja m 0 e " 2 , re sp ec tiv am en te . E nt ão , E Y x E x x E x | ( )= β + β + ( ) + β + ( )= β + β 0 1 0 1 0 1 � � = β N ot e qu e es sa é a m es m a re laçã o qu e es cr ev em os in ic ia lm en te d e fo rm a em pí ri ca , a p ar ti r d a in sp eç ão d o di ag ra m a de d is pe rs ão d a F ig ur a 11 -1 . A v ar iâ nc ia d e Y , d ad o x, é V Y x V x V x V | ( )= β + β + ( )= β + β ( )+ ( )= + σ = σ 0 1 0 1 2 2 0 ∈ ∈ A ss im , o m od el o ve rd ad ei ro d e re gr es sã o, � Y |x = � 0 + � 1x , é u m a lin ha de v al or es m éd io s; o u se ja , a al tu ra d a lin ha d e re gr es sã o em q ua l- qu er v al or d e x é ap en as o v al or e sp er ad o de Y p ar a aq ue le x . O c oe - ci en te a ng ul ar , � 1, po de s er i nt er pr et ad o co m o a m ud an ça n a m éd ia d e Y p ar a um a m ud an ça u ni tá ri a em x . A lé m d is so , a va ri ab ili da de d e Y , em u m v al or p ar tic ul ar d e x, é d et er m in ad a pe la v ar iâ nc ia d o er ro " 2 . Is so im pl ic a qu e há u m a di st ri bu iç ão d e va lo re s de Y e m c ad a x e qu e a va ri ân ci a de ss a di st ri bu iç ão é a m es m a em c ad a x. de sl oc am en to d e um a pa rt íc ul a em c er to t em po e st á re la ci on ad o co m su a ve lo ci da de . N es se ú lti m o ex em pl o, s e d 0 f or o d es lo ca m en to d a pa r- tí cu la a p ar ti r da o ri ge m n o te m po t = 0 e v f or a v el oc id ad e, e nt ão o de sl oc am en to n o te m po t é d t = d 0 + v t. E ss e é um e xe m pl o de u m a re la - çã o lin ea r de te rm in ís ti ca , p or qu e (s em c on si de ra r os e rr os d e m ed id a) o m od el o pr ev ê pe rf ei ta m en te o d es lo ca m en to . E nt re ta nt o, e xi st em m ui ta s si tu aç õe s e m q ue a re la çã o en tr e va ri áv ei s nã o é de te rm in ís ti ca . P or e xe m pl o, o c on su m o de e ne rg ia e lé tr ic a (y ) d e um a ca sa e st á re la ci on ad o co m o ta m an ho d a ca sa ( x, e m p é qu ad ra do ), m as é i m pr ov áv el q ue s ej a um a re la çã o de te rm in ís tic a. S im il ar m en te , o co ns um o de c om bu st ív el ( y) d e um a ut om óv el e st á re la ci on ad o co m o pe so ( x) d o ve íc ul o, m as a r el aç ão n ão é d et er m in ís ti ca . E m a m bo s os e xe m pl os , o va lo r da r es po st a de i nt er es se y ( co ns um o de e ne rg ia , co ns um o de c om bu st ív el ) nã o po de s er p re vi st o pe rf ei ta m en te a p ar tir do c on he ci m en to d o x co rr es po nd en te . É p os sí ve l, pa ra d if er en te s au to - m óv ei s, h av er c on su m os d if er en te s de c om bu st ív el , m es m o qu e el es te nh am o m es m o pe so , e é p os sí ve l qu e di fe re nt es c as as u se m d if er en - te s qu an ti da de s de e le tr ic id ad e, m es m o se e la s tê m o m es m o ta m an ho . A c ol eç ão d e fe rr am en ta s es ta tís tic as q ue s ão u sa da s pa ra m od el ar e ex pl or ar r el aç õe s en tr e va ri áv ei s qu e es tã o re la ci on ad as d e m an ei ra n ão de te rm in ís tic a é ch am ad a de a ná lis e de r eg re ss ão . Pe lo f at o de p ro - bl em as d es se t ip o oc or re re m t ão f re qu en te m en te e m m ui to s ra m os d a en ge nh ar ia e d a ci ên ci a, a a ná lis e de r eg re ss ão é u m a da s fe rr am en ta s es ta tís tic as m ai s ut ili za da s. N es te c ap ítu lo , ap re se nt ar em os a s itu aç ão em q ue h á so m en te u m a va ri áv el in de pe nd en te o u pr ed ito r x e a re la çã o co m a re sp os ta y é c on si de ra da li ne ar . E m bo ra is so p ar eç a se r u m c en ár io si m pl es , e xi st em m ui to s pr ob le m as p rá tic os q ue c ae m n es sa e st ru tu ra . P or e xe m pl o, e m u m p ro ce ss o qu ím ic o, s up on ha q ue o r en di m en to do p ro du to e st ej a re la ci on ad o co m a t em pe ra tu ra d e op er aç ão d o pr o- ce ss o. A a ná lis e de r eg re ss ão p od e se r us ad a pa ra c on st ru ir u m m od el o pa ra p re ve r o re nd im en to e m u m d ad o ní ve l de t em pe ra tu ra . E ss e m od el o po de ta m bé m s er u sa do p ar a ot im iz aç ão d e pr oc es so s, ta l c om o en co nt ra r o ní ve l de t em pe ra tu ra q ue m ax im iz a o re nd im en to , o u pa ra na lid ad es d e co nt ro la r um p ro ce ss o. C om o ilu st ra çã o, c on si de re o s da do s na T ab el a 11 -1 . N es sa ta be la , y é a pu re za d o ox ig ên io p ro du zi do e m u m p ro ce ss o qu ím ic o de d es ti la - çã o e x é a pe rc en ta ge m d e hi dr oc ar bo ne to s pr es en te s no c on de ns ad or pr in ci pa l da u ni da de d e de st ila çã o. A F ig ur a 11 -1 a pr es en ta u m d ia - gr am a de d is pe rs ão d os d ad os n a Ta be la 1 1- 1. E ss e é ap en as u m g rá - M od el o d e R eg re ss ão L in ea r Si m pl es N ú m er o da O bs er va çã o N ív el d e H id ro ca rb on et o x( % ) P ur ez a y( % ) 1 0, 99 90 ,0 1 2 1, 02 89 ,0 5 3 1, 15 91 ,4 3 4 1, 29 93 ,7 4 5 1, 46 96 ,7 3 6 1, 36 94 ,4 5 7 0, 87 87 ,5 9 8 1, 23 91 ,7 7 9 1, 55 99 ,4 2 10 1, 40 93 ,6 5 11 1, 19 93 ,5 4 12 1, 15 92 ,5 2 13 0, 98 90 ,5 6 14 1, 01 89 ,5 4 15 1, 11 89 ,8 5 16 1, 20 90 ,3 9 17 1, 26 93 ,2 5 18 1, 32 93 ,4 1 19 1, 43 94 ,9 8 20 0, 95 87 ,3 3 11 -1 N ív ei s de O xi gê ni o e de H id ro ca rb on et os FI G U R A 1 1- 1 D ia gr am a de d is pe rs ão d a pu re za d e ox ig ên io v er su s ní ve l d e hi dr oc ar bo ne to s da Ta be la 1 1- 1. 90 88 86 0, 95 0, 85 9294969810 0 Pureza (y) 1, 05 1, 15 1, 25 1, 35 1, 45 1, 55 N ív el d e hi dr oc ar bo ne to (x ) R eg re ss ão L in ea r S im pl es e C or re la çã o 33 5 FI G U R A 1 1- 2 A d is tri bu iç ão d e Y pa ra c er to v al or d e x, p ar a os da do s da p ur ez a do o xi gê ni o- hi dr oc ar bo ne to s. 0 + 1 ( 1 ,2 5 ) x = 1 ,2 5 x = 1 ,0 0 � � 0 + 1 ( 1 ,0 0 ) � � Li nh a ve rd ad ei ra d e re gr es sã o � Y | x = � 0 + � 1 x = 7 5 + 1 5 x y (P u re za d o ox ig ên io ) x ( N ív el d e hi dr oc ar bo ne to ) P or e xe m pl o, s up on ha q ue o v er da de ir o m od el o de re gr es sã o, re la - ci on an do a p ur ez a do o xi gê ni o co m o n ív el d e h id ro ca rb on et o, se ja � Y |x = 75 + 1 5x e s up on ha q ue a v ar iâ nc ia s ej a " 2 = 2 . A F ig ur a 11 -2 il us tr a es sa s it ua çã o. N ot e qu e us am os u m a di st ri bu iç ão n or m al p ar a de s- cr ev er u m a va ri aç ão a le at ór ia e m " 2 . U m a ve z qu e " 2 é a so m a de um aco ns ta nt e � 0 + � 1x ( a m éd ia ) e um a va ri áv el a le at ór ia d is tr ib uí da al ea to ri am en te , Y é u m a va ri áv el a le at ór ia d is tr ib uí da n or m al m en te . A v ar iâ nc ia " 2 d et er m in a a va ri ab il id ad e na s ob se rv aç õe s Y d a pu re za de o xi gê ni o. A ss im , q ua nd o " 2 f or p eq ue na , o s va lo re s ob se rv ad os d e Y c ai rã o pe rt o da l in ha , e q ua nd o " 2 fo r gr an de , os v al or es o bs er va - do s de Y p od er ão s e de sv ia r co ns id er av el m en te d a li nh a. E m r az ão de " 2 se r co ns ta nt e, a v ar ia bi li da de e m Y , em q ua lq ue r va lo r de x , é a m es m a. O m od el o de r eg re ss ão d es cr ev e a re la çã o en tr e a pu re za d e ox i- gê ni o Y e o n ív el d e hi dr oc ar bo ne to x . D es se m od o, p ar a qu al qu er va lo r do n ív el d e hi dr oc ar bo ne to , a p ur ez a do o xi gê ni o te m u m a di s- tr ib ui çã o no rm al , c om m éd ia 7 5 + 1 5x e v ar iâ nc ia 2 . P or e xe m pl o, s e x = 1 ,2 5, e nt ão Y t em u m v al or m éd io � Y |x = 75 + 1 5( 1, 25 ) = 9 3, 75 e va ri ân ci a 2. N a m ai or ia d os p ro bl em as r ea is , o s va lo re s do s co e ci en te s an gu la r e li ne ar ( � 0,� 1) e a v ar iâ nc ia d o er ro " 2 nã o se rã o co nh ec id os e d ev em se r es ti m ad os a p ar tir d os d ad os d a am os tr a. E nt ão , es sa e qu aç ão ( ou m od el o) a ju st ad a de r eg re ss ão é t ip ic am en te u sa da n a pr ev is ão d e ob se rv aç õe s fu tu ra s de Y o u pa ra e st im ar a r es po st a m éd ia e m u m n ív el pa rt ic ul ar d e x. P ar a ilu st ra r, um e ng en he ir o qu ím ic o po de e st ar in te re s- sa do e m e st im ar a p ur ez a m éd ia d e ox ig ên io p ro du zi do , q ua nd o o ní ve l de h id ro ca rb on et o fo r x = 1 ,2 5% . E st e ca pí tu lo d is cu tir á ta is p ro ce di - m en to s e ap li ca çõ es p ar a o m od el o de re gr es sã o lin ea r s im pl es . O C ap í- tu lo 1 2 di sc ut ir á os m od el os d e re gr es sã o lin ea r m úl tip la , q ue e nv ol ve m m ai s de u m re gr es so r. 11 -2 Re g re ss ã o L in e a r S im p le s FI G U R A 1 1- 3 D es vi os d os d ad os e m re la çã o ao m od el o es tim ad o de re gr es sã o. x y Va lo re s ob se rv ad os ( y) Li nh a es ti m ad a de r eg re ss ão O c as o de re gr es sã o li ne ar s im pl es c on si de ra u m ú ni co re gr es so r o u pr e- di to r x e u m a va ri áv el d ep en de nt e ou v ar iá ve l d e re sp os ta Y . S up on ha qu e a re la çã o ve rd ad ei ra e nt re Y e x s ej a um a li nh a re ta e q ue a o bs er - va çã o Y e m c ad a ní ve l de x s ej a um a va ri áv el a le at ór ia . C om o no ta do pr ev ia m en te , o v al or e sp er ad o de Y p ar a ca da v al or d e x é E Y x x | ( )= β + β 0 1 se nd o o co e ci en te li ne ar � 0 e o c oe ci en te a ng ul ar � 1 c oe ci en te s de s- co nh ec id os d a re gr es sã o. C on si de ra m os q ue c ad a ob se rv aç ão , Y , p os sa se r de sc ri ta p el o m od el o Y x = β + β + 0 1 � (1 1- 2) em q ue � é u m e rr o al ea tó ri o co m m éd ia z er o e va ri ân ci a (d es co nh e- ci da ) " 2 . O s er ro s al ea tó ri os c or re sp on de nd o a di fe re nt es o bs er va çõ es sã o ta m bé m c on si de ra do s va ri áv ei s al ea tó ri as n ão c or re la ci on ad as . S up on ha q ue t en ha m os n p ar es d e ob se rv aç õe s (x 1,y 1) , (x 2,y 2) , … , (x n,y n) . A F ig ur a 11 -3 m os tr a um d ia gr am a tí pi co d e di sp er sã o do s N o ta H is tó ric a Si r F ra nc is G al to n fo i o pr im ei ro a u sa r o te rm o an ál is e d e re gr es - sã o em u m e st ud o da s al tu ra s de p ai s (x ) e lh os ( y) . G al to n aj us to u um a li nh a de m ín im os q ua dr ad os e a u so u pa ra p re ve r a al tu ra d os lh os a p ar ti r da a lt ur a do s pa is . E le e nc on tr ou q ue , s e a al tu ra d os pa is f os se a ci m a da m éd ia , a al tu ra d os lh os s er ia t am bé m a ci m a da m éd ia , m as n ão t an to q ua nt o a al tu ra d os p ai s. U m e fe it o si m i- la r fo i ob se rv ad o pa ra a lt ur as a ba ix o da m éd ia . O u se ja , a al tu ra do s lh os “ re gr ed iu ” em d ir eç ão à m éd ia . C on se qu en te m en te , G al - to n se r ef er iu à l in ha d os m ín im os q ua dr ad os c om o um a li nh a d e re gr es sã o. A b u so s d a R e g re ss ã o A r eg re ss ão é l ar ga m en te u ti li za da e f re qu en te m en te m al -e m pr eg ad a; vá ri os a bu so s co m un s na r eg re ss ão s er ão b re ve m en te m en ci on ad os aq ui . D ev e- se t om ar c ui da do n a se le çã o de v ar iá ve is q ue s er ão u sa - da s pa ra c on st ru ir e qu aç õe s de r eg re ss ão e p ar a de te rm in ar a fo rm a do m od el o. É p os sí ve l de se nv ol ve r re la çõ es e st at ís tic as e nt re a s va ri áv ei s qu e nã o es te ja m c om pl et am en te r el ac io na da s em u m s en ti do c au sa l. P or e xe m pl o, d ev em os t en ta r re la ci on ar a t en sã o ci sa lh an te d e po n- to s de s ol da c om o n úm er o de e sp aç os v az io s em u m e st ac io na m en to pa ra v is it an te s. U m a lin ha r et a po de m es m o ap ar ec er p ar a fo rn ec er um b om a ju st e do s da do s, m as a r el aç ão n ão é r az oá ve l pa ra c on ar . V oc ê nã o po de a um en ta r a te ns ão n a so ld a bl oq ue an do o s es pa ço s pa ra e st ac io na r. U m a fo rt e as so ci aç ão o bs er va da e nt re a s va ri áv ei s nã o im pl ic a ne ce ss ar ia m en te q ue e xi st a um a re la çã o de c au sa e nt re a qu e- la s va ri á v ei s. E ss e ti po d e ef ei to é e nc on tr ad o de f or m a ra zo av el m en te fr eq ue nt e em a ná lis e de d ad os d e re tr os pe ct iv a e m es m o em e st ud os de o bs er va çã o. P la ne ja m en to d e ex pe ri m en to s é a ún ic a m an ei ra d e de te rm in ar r el aç õe s de c au sa e e fe it o. R el aç õe s de re gr es sã o sã o vá lid as s om en te p ar a va lo re s do re gr es so r de nt ro d a fa ix a do s da do s or ig in ai s. A r el aç ão li ne ar q ue te m os te nt ad o co ns id er ar p od e se r vá lid a so br e to da a f ai xa o ri gi na l de x , m as p od e se r im pr ov áv el q ue e la s ej a m an ti da s e extr ap ol ar m os , is to é , se u sa r- m os v al or es d e x al ém d aq ue la f ai xa . E m o ut ra s pa la vr as , à m ed id a qu e no s m ov em os a lé m d a fa ix a de v al or es d e x pa ra a q ua l o s da do s fo ra m co le ta do s, t or na m o- no s m en os c er to s ac er ca d a va lid ad e do m od el o ad ot ad o. M od el os d e re gr es sã o nã o sã o ne ce ss ar ia m en te v ál id os p ar a na li da de s de e xt ra po la çã o. A go ra , is so n ão s ig ni ca n un ca e xt ra po le . H á m ui ta s si tu aç õe s co m p ro bl em as e m c iê nc ia e e m e ng en ha ri a em q ue a e xt ra po la çã o de u m m od el o de r eg re ss ão é a ú ni ca m an ei ra d e ab or da r o pr ob le m a. N o en ta nt o, h á um a gr an de a dv er tê nc ia p ar a se r ca ut el os o. U m a ex tr ap ol aç ão m od es ta p od e se r pe rf ei ta m en te c er ta e m m ui to s ca so s, po ré m u m a gr an de e xt ra po la çã o qu as e se m pr e nã o pr od uz ir á re su l- ta do s ac ei tá ve is . C ap ít ul o 1 1 33 6 d ad os o bs er va do s e um a ca nd id at a pa ra a l in ha e st im ad a de r eg re ss ão . A s es ti m at iv as d e � 0 e � 1 de ve m r es ul ta r em u m a lin ha q ue s ej a (e m al gu m s en tid o) o “ m el ho r aj us te ” pa ra o s da do s. O c ie nt is ta a le m ão K ar l G au ss ( 17 77 -1 85 5) p ro pô s es tim ar o s pa râ m et ro s � 0 e � 1 n a E qu a- çã o 11 -2 d e m od o a m in im iz ar a s om a do s qu ad ra do s do s de sv io s ve r- ti ca is n a F ig ur a 11 -3 . C ha m am os e ss e cr ité ri o pa ra e st im ar o s co e ci en te s de r eg re ss ão d e m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os . U sa nd o a E qu aç ão 1 1- 2, p od em os ex pr es sa r as n o bs er va çõ es n a am os tr a co m o y x , i , , ,n i i i = β + β + = 0 1 1 2 � … (1 1- 3) se nd o a so m a do s qu ad ra do s do s de sv io s da s ob se rv aç õe s em r el aç ão à li nh a ve rd ad ei ra d e re gr es sã o da da p or L y x i in i i in = = − β − β ( ) = = ∑ ∑ �2 1 0 1 2 1 (1 1- 4) O s es tim ad or es d e m ín im os q ua dr ad os d e � 0 e � 1, is to é , � 0 e � 1, tê m de s at is fa ze r ∂ ∂β = − − β − β ( )= ∂ ∂β = − − β β β = β β ∑ L y x L yi i in , i 0 0 1 1 1 0 1 0 1 2 0 2 ˆ ,ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ 00 1 1 0 − β ( ) = =∑ ˆ x x i i in (1 1- 5) A s im pl i ca çã o de ss as d ua s eq ua çõ es r es ul ta e m n x y x x y x i in i in i in in i i in i ˆ ˆ ˆ ˆ β + β = β + β = = = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ 0 1 1 1 0 1 1 2 1 1 (1 1- 6) A s E qu aç õe s 11 -6 s ão c ha m ad as d e eq ua çõ es n or m ai s do s m ín im os qu ad ra do s. A s ol uç ão p ar a as e qu aç õe s no rm ai s re su lt a no s es ti m ad o- re s de m ín im os q ua dr ad os � 0 e � 1. A s es ti m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar n o m od el o de r eg re ss ão lin ea r s im pl es s ão ˆ ˆ β = − β 0 1 y x β̂ = − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ − ⎛ = = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ 1 1 1 1 2 1 1 y x y x n x x in in in in in i i i i i i ⎝⎝⎜ ⎞ ⎠⎟2 n (1 1- 7) (1 1- 8) em q ue y n y x n x i in i in = ( ) = ( ) . = = ∑ ∑ 1 1 1 1 / / e E st im at iv as d e M ín im os Q ua dr ad os A li nh a de r eg re ss ão a ju st ad a ou e st im ad a é, c on se qu en te m en te , ˆ ˆ ˆ y x = β + β 0 1 (1 1- 9) N ot e qu e ca da p ar d e ob se rv aç õe s sa tis fa z a re la çã o y x e , i , , ,n i i i = β + β + = … ˆ ˆ 0 1 1 2 se nd o e i = y i – y i c ha m ad o de r es íd uo . O r es íd uo d es cr ev e o er ro n o aj us te d o m od el o pa ra a i- és im a ob se rv aç ão y i. M ai s ad ia nt e ne st e ca pí - tu lo , u sa re m os o s re sí du os p ar a fo rn ec er in fo rm aç ão a ce rc a da a de qu a- çã o do m od el o aj us ta do . E m te rm os d e no ta çã o, é o ca si on al m en te c on ve ni en te d ar s ím bo lo s es pe ci ai s ao n um er ad or e d en om in ad or d a E qu aç ão 1 1- 18 . Te nd o os da do s (x 1, y 1 ), (x 2, y 2 ), … , ( x n , y n) , s ej a S x x x x n xx i in i in i in = − ( ) = − = = = ∑ ∑ ∑ 2 1 2 1 1 2 (1 1- 10 ) e S y y x x x y x y n xy i i i i i in i in in in = − − = − = = = = ∑ ∑ ∑ ( )( ) 1 1 1 1∑∑ (1 1- 11 ) Pu re za d e Ox ig ên io A ju st ar em os u m m od el o de re gr es sã o lin ea r s im pl es a os d ad os d e pu re za d e ox ig ên io d a Ta be la 11 -1 . A s se gu in te s gr an de za s po de m s er c om pu ta da s: n x y x y i i i i = = = = = = = ∑ ∑ 20 23 92 1 84 3 21 1 19 60 92 16 05 1 20 1 20 , . , , , y . x i i i i 2 1 20 2 1 20 17 0 04 4 53 21 29 28 92 = , = , = =∑ ∑ x y . i i i = , =∑ 2 21 4 65 66 1 20 S x x xx i i i i = − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = , − , ( ) = = ∑ ∑ 2 1 20 1 20 2 2 20 29 28 92 23 92 20 = 0, 68 08 88 Ex em pl o 11 -1 R eg re ss ão L in ea r S im pl es e C or re la çã o 33 7 So ft w ar es s ão l ar ga m en te u sa do s no s m od el os d e re gr es sã o. E ss es pr og ra m as c on si de ra m , t ip ic am en te , m ai s ca sa s de ci m ai s no s cá lc ul os . A T ab el a 11 -2 m os tr a um a pa rt e de u m a sa íd a de u m s of tw ar e pa ra es se p ro bl em a. A s es tim at iv as � 0 e � 1 es tã o re al ça da s. N as s eç õe s su b- se qu en te s, d ar em os e xp li ca çõ es p ar a as o ut ra s in fo rm aç õe s fo rn ec id as ne ss a sa íd a do c om pu ta do r. e S x y x y . xy i i i i i i i = − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ = , − = = = ∑ ∑ ∑ 1 20 1 20 1 20 20 2 21 4 65 66 223 92 1 84 3 21 20 10 17 74 4 , ( ) , ( ) = , . L og o, a s es tim at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar s ão β̂ = = , , = , 1 10 17 74 4 0 68 08 8 14 94 74 8 S S xy xx ˆ ˆ β = − β = , − , ( ) , = , 0 1 92 16 05 14 94 74 8 1 19 6 74 28 33 1 y x e O m od el o aj us ta do d a re gr es sã o lin ea r si m pl es ( co m o s co e ci en te s te nd o tr ês c as as d ec im ai s) é ŷ x = , + , 74 28 3 14 94 7 E ss e m od el o é pl ot ad o na F ig ur a 11 -4 , ju nt am en te c om o s da do s da am os tr a. In te rp re ta çã o P rá tic a: U sa nd o o m od el o de r eg re ss ão d o E xe m pl o 11 -1 , e sp er ar ía m os u m a pu re za d o ox ig ên io d e y = 8 9, 23 % , q ua nd o o ní ve l d e hi dr oc ar bo ne to f os se x = 1 ,0 0% . A p ur ez a de 8 9, 23 % p od e se r in te rp re ta da c om o um a es ti m at iv a da p ur ez a m éd ia d a po pu la çã o ve rd ad ei ra , q ua nd o x = 1 ,0 0% , o u co m o um a es tim at iv a de u m a no vao bs er - va çã o, q ua nd o x = 1 ,0 0% . E ss as e st im at iv as e st ão , n at ur al m en te , s uj ei ta s a er ro s; o u se ja , é im pr ov áv el q ue u m a fu tu ra o bs er va çã o da p ur ez a se ja e xa ta m en te 8 9, 23 % , q ua nd o o ní ve l d e hi dr oc ar bo ne to f or 1 ,0 0% . N as s eç õe s su bs eq ue nt es , v er em os c om o us ar in te rv al os d e co n an ça e de p re vi sã o pa ra d es cr ev er o e rr o na e st im aç ão p ro ve ni en te d e um m od el o de r eg re ss ão . FI G U R A 1 1- 4 D ia gr am a de d is pe rs ão d a pu re za d o ox ig ên io , y , ve rs us o n ív el d e hi dr oc ar bo ne to , x , e o m od el o de re gr es sã o y = 74 ,2 83 + 1 4, 94 7x . 9 0 8 7 9 3 9 6 9 9 1 0 2 0 ,8 7 1 ,0 7 1 ,2 7 1 ,4 7 1 ,6 7 N ív el d e hi dr oc ar b on et o, x ( % ) Pureza do oxigênio, y (%) E P d o C oe ci en te T P G L S Q SQ E M Q F P 1 18 To ta l 19 A ju st e E P d o A ju st e IC d e 95 % IP d e 95 % P ur ez a = 7 4, 3 + 1 4, 9 N H P re di to r C oe ci en te C on st an te 74 ,2 83 1, 59 3 46 ,6 2 0, 00 0 N ív el d e hi dr oc ar bo ne to 14 ,9 47 1, 31 7 11 ,3 5 0, 00 0 S = 1 ,0 87 R 2 = 8 7, 7% R 2 a ju st ad o = 8 7, 1% A ná lis e de V ar iâ nc ia F on te R eg re ss ão 15 2, 13 15 2, 13 12 8, 86 0, 00 0 E rr o re si du al 21 ,2 5 1, 18 17 3, 38 V al or es P re vi st os p ar a as N ov as O bs er va çõ es N ov as ob se rv aç õe s 95 ,0 % 95 ,0 % 1 89 ,2 31 0, 35 4 (8 8, 48 6, 89 ,9 75 ) (8 6, 83 0, 91 ,6 32 ) V al or es d os P re di to re s pa ra a s N ov as O bs er va çõ es N ov as ob se rv aç õe s N ív el d e hi dr oc ar bo ne to 1 1, 00 11 -2 S aí da d o So ftw ar e pa ra o s Da do s de P ur ez a do O xi gê ni o no E xe m pl o 11 -1 C ap ít ul o 1 1 33 8 E st im a nd o " 2 H á re al m en te o ut ro p ar âm et ro d es co nh ec id o em n os so m od el o de re gr es sã o, " 2 (a v ar iâ nc ia d o te rm o do e rr o �) . O s re sí du os , e i = y i – y i , s ão u sa do s no c ál cu lo d a es ti m at iv a de " 2 . A s om a do s qu ad ra do s do s re sí du os , f re qu en te m en te c ha m ad a de s om a d os q u ad ra d os d os er ro s, é SQ e y y E i in i i in = = − ( ) = = ∑ ∑ 2 1 2 1 ˆ (1 1- 12 ) P od em os m os tr ar q ue o v al or e sp er ad o da s om a do s qu ad ra do s do s er ro s é E (S Q E ) = (n – 2 ) " 2 . P or c on se gu in te , u m e st im ad or n ão t en - de nc io so d e " 2 é E st im ad or d e V ar iâ nc ia σ 2 2 = −SQ n E (1 1- 13 ) = − SQ SQ S E T xy β̂ 1 (1 1- 14 ) C al cu la r SQ E u sa nd o a E qu aç ão 1 1- 12 s er ia r az oa ve lm en te t ed io so . U m a fó rm ul a m ai s co nv en ie nt e de c ál cu lo p ar a SQ E p od e se r en co n- tr ad a su bs tit ui nd o- se y i = � 0 + � 1x i n a E qu aç ão 1 1- 12 e s im pl i ca nd o. A fó rm ul a re su lt an te d e cá lc ul o é em q ue S Q E = n i= 1( y i – y– )2 = n i= 1 y i2 – n y– 2 é a s om a to ta l d os q ua dr ad os da v ar iá ve l r es po st a y. F ór m ul as c om o es sa s ão a pr es en ta da s na S eç ão 11 -4 . A s om a do s qu ad ra do s do s er ro s e a es tim at iv a de " 2 p ar a os d ad os de p ur ez a do o xi gê ni o, " 2 = 1 ,1 8, s ão r ea lç ad as n a sa íd a do s of tw ar e na T ab el a 11 -2 . Ex e rc íc io s PA R A A S EÇ Ã O 1 1- 2 11 -1 . D ia be te s e ob es id ad e sã o pr eo cu pa çõ es s ér ia s de s aú de n os E st ad os U ni do s e na m ai or ia d o m un do d es en vo lv id o. A m ed id a do te or de g or du ra d e um a pe ss oa é u m a m an ei ra d e m on it or ar o p ro gr es so d e co nt ro le d e pe so ; po ré m , m ed i- lo a cu ra da m en te e nv ol ve e qu ip am en to ca ro d e ra io s X o u um a pi sc in a pa ra e m be be r o in di ví du o. E m v ez d es se ín di ce , u sa -s e fr eq ue nt em en te o í nd ic e de m as sa c or po ra l ( IM C ) co m o um r ep re se nt an te d e go rd ur a co rp or al p or qu e é m ai s fá ci l de m ed ir : IM C = m as sa ( kg )/ (a lt ur a( m )) 2 = 70 3 m as sa ( lb )/ (a lt ur a( po le ga da )) 2 . E m u m e st ud o de 2 50 h om en s da U ni ve rs id ad e de B in gh am Y ou ng , o IM C e a g or du ra c or po ra l fo ra m m ed id os . P es qu is ad or es e nc on tr ar am as s eg ui nt es e st at ís ti ca s: x x y y i in i in i in i in= = = =∑ ∑ ∑ ∑ = = = = 1 2 1 1 2 1 63 22 28 16 26 74 18 47 57 90 1 , , , 007 67 9 27 12 54 71 10 1 , , x y i i in =∑ = (a ) C al cu le a s es ti m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e lin ea r. Fa ça u m g rá co d a li nh a de r eg re ss ão . (b ) U se a e qu aç ão d a li nh a aj us ta da p ar a pr ev er q ue g or du ra c or po ra l se ri a ob se rv ad a, e m m éd ia , p ar a um h om em c om u m I M C d e 30 . (c ) Su po nh a qu e a go rd ur a co rp or al d e um h om em c om u m I M C d e 25 se ja 2 5% . E nc on tr e o re sí du o pa ra e ss a ob se rv aç ão . (d ) O I M C ig ua l a 2 5 no it em ( c) f oi s up er es ti m ad o ou s ub es tim ad o? 11 -2 . E m m éd ia , a s pe ss oa s ga nh am p es o à m ed id a qu e en ve lh ec em ? U sa nd o os d ad os d o m es m o es tu do d o E xe rc íc io 1 1- 1, f or ne ce m os al gu m as e st at ís tic as p ar a a id ad e e o pe so . x x y y i in i in i in i in= = = =∑ ∑ ∑ ∑ = = = 1 2 1 1 2 1 11 21 1 00 54 35 03 00 44 52 0 80, , , = = =∑ 81 10 40 5 02 19 96 90 4 15 1 , , x y i i in (a ) C al cu le a s es ti m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e lin ea r. Fa ça u m g rá co d a li nh a de r eg re ss ão . (b ) U se a e qu aç ão d a lin ha a ju st ad a pa ra p re ve r o pe so q ue s er ia o bs er - va do , e m m éd ia , p ar a um h om em d e 25 a no s. (c ) Su po nh a qu e o pe so o bs er va do d e um h om em d e 25 a no s se ja 1 70 li br as . E nc on tr e o re sí du o pa ra e ss a ob se rv aç ão . (d ) A p re vi sã o pa ra o h om em d e 25 a no s no it em ( c) f oi s up er es ti m ad a ou s ub es tim ad a? 11 -3 . U m a rt ig o em C on cr et e R es ea rc h [“ N ea r S ur fa ce C ha ra ct er is - ti cs o f C on cr et e: I nt ri ns ic P er m ea bi li ty ” (V ol . 41 , 19 89 )] a pr es en to u da do s so br e re si st ên ci a à co m pr es sã o, x , e p er m ea bi lid ad e in tr ín se ca , y , de v ár ia s m is tu ra s e cu ra s de c on cr et o. U m s um ár io d as g ra nd ez as é : n = 14 , y i= 5 72 , y2 i = 2 3. 53 0, x i = 4 3, x2 i = 1 57 ,4 2 e x i y i = 1 .6 97 ,8 0. C on si de re q ue a s du as v ar iá ve is e st ej am r el ac io na da s po r um m od el o de r eg re ss ão li ne ar s im pl es . (a ) C al cu le a s es tim at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e lin ea r. E st im e " 2 . Fa ça u m g rá co d a li nh a de re gr es sã o. (b ) U se a e qu aç ão d a li nh a aj us ta da p ar a pr ev er q ue v al or d e pe rm ea bi - li da de s er ia o bs er va do , s e a re si st ên ci a à co m pr es sã o fo ss e x = 4 ,3 . (c ) D ê um a es ti m at iv a da p er m ea bi li da de m éd ia , q ua nd o a re si st ên ci a à co m pr es sã o fo r x = 3 ,7 . (d ) Su po nh a qu e o va lo r ob se rv ad o da p er m ea bi li da de e m x = 3 ,7 s ej a y = 4 6, 1. C al cu le o v al or d o re sí du o co rr es po nd en te . 11 -4 . M ét od os d e re gr es sã o fo ra m u sa do s pa ra a na li sa r da do s pr ov e- ni en te s de u m e st ud o de in ve st ig aç ão d a re la çã o en tr e a te m pe ra tu ra ( x) da s up er fí ci e da e st ra da e a d e ex ão (y ) do p av im en to . U m s um ár io d as gr an de za s é: n = 2 0, y i = 1 2, 75 , y2 i = 8 ,8 6, = 1 .4 78 , x2 i = 1 43 .2 15 ,8 e x i y i = 1 .0 83 ,6 7. (a ) C al cu le a s es tim at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu - la r e li ne ar . F aç a um g rá co d a li nh a de re gr es sã o. E st im e " 2 . (b ) U se a e qu aç ão d a li nh a aj us ta da p ar a pr ev er q ue v al or d a de ex ão do p av im en to s er ia o bs er va do , s e a te m pe ra tu ra d a su pe rf íc ie f os se x = 8 5° F. (c ) Q ua l s er á a de ex ão m éd ia d o pa vi m en to , q ua nd o a te m pe ra tu ra d a su pe rf íc ie f or 9 0° F ? R eg re ss ão L in ea r S im pl es e C or re la çã o 33 9 (d ) Q ue m ud an ça n a de ex ão m éd ia d o pa vi m en to s er ia e sp er ad a pa ra um a m ud an ça d e 1° F n a te m pe ra tu ra d a su pe rf íc ie ? 11 -5 . A T ab el a E 11 -1 a pr es en ta d ad os c on ce rn en te s a po nt os fe ito s pe lo pr in ci pa l j og ad or (q ua rt er ba ck ) d e at aq ue d o fu te bo l a m er ic an o du ra nt e o an o de 2 00 8 da L ig a N ac io na l d e Fu te bo l A m er ic an o (f on te : T he S po rt s N et w or k) . Su sp ei to u- se q ue a p on tu aç ão ( y) e st iv es se r el ac io na da c om o nú m er o m éd io d e ja rd as c on qu is ta da s po r te nt at iv a de p as sa ge m (x ). E 11 -1 D ad os d a LN FA Jo ga do r T im e Ja rd as p or T en ta ti va P on to s F ei to s P hi li p R iv er s S D 8, 39 10 5, 5 C ha d Pe nn in gt on M IA 7, 67 97 ,4 K ur t W ar ne r A R I 7, 66 96 ,9 D re w B re es N O 7, 98 96 ,2 P ey to n M an ni ng IN D 7, 21 95 A ar on R od ge rs G B 7, 53 93 ,8 M at t S ch au b H O U 8, 01 92 ,7 To ny R om o D A L 7, 66 91 ,4 Je ff G ar ci a T B 7, 21 90 ,2 M at t C as se l N E 7, 16 89 ,4 M at t R ya n A T L 7, 93 87 ,7 S ha un H il l S F 7, 10 87 ,5 S en ec a W al la ce S E A 6, 33 87 E li M an ni ng N Y G 6, 76 86 ,4 D on ov an M cN ab b PH I 6, 86 86 ,4 Ja y C ut le r D E N 7, 35 86 T re nt E dw ar ds B U F 7, 22 85 ,4 Ja ke D el ho m m e C A R 7, 94 84 ,7 Ja so n C am pb el l W A S 6, 41 84 ,3 D av id G ar ra rd JA C 6, 77 81 ,7 B re tt Fa vr e N Y J 6, 65 81 Jo e F la cc o B A L 6, 94 80 ,3 K er ry C ol li ns T E N 6, 45 80 ,2 B en R oe th li s- be rg er P IT 7, 04 80 ,1 K yl e O rt on C H I 6, 39 79 ,6 Ja M ar cu s R us se ll O A K 6, 58 77 ,1 Ty le r T hi gp en K C 6, 21 76 G us F re ot te M IN 7, 17 73 ,7 D an O rl ov sk y D E T 6, 34 72 ,6 M ar c B ul ge r S T L 6, 18 71 ,4 R ya n F it zp at ri ck C IN 5, 12 70 D er ek A nd er so n C L E 5, 71 66 ,5 (a ) C al cu le a s es ti m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar . Q ua l é a es ti m at iv a de " 2 ? F aç a um g rá co d o m od el o de r eg re ss ão . (b ) E nc on tr e um a es tim at iv a da p on tu aç ão m éd ia , s e o jo ga do r pr in ci - pa l ze r um a m éd ia d e 7, 5 ja rd as p or te nt at iv a. (c ) Q ue m ud an ça n a po nt ua çã o m éd ia e st á as so ci ad a a um a di m in ui - çã o de u m a ja rd a po r te nt at iv a? (d ) Pa ra a um en ta r a po nt ua çã o m éd ia p or 1 0 po nt os , q ua l t em d e se r o au m en to g er ad o na s ja rd as m éd ia s po r te nt at iv a? (e ) D ad o qu e x = 7 ,2 1 ja rd as , e nc on tr e o va lo r a ju st ad o de y e o re sí du o co rr es po nd en te . 11 -6 . U m a rt ig o em T ec hn om et ri cs , de S . C . N ar ul a e J. F . W el lin g- to n [“ P re di ct io n, L in ea r R eg re ss io n, a nd a M in im um S um o f R el at iv e E rr or s” ( V ol . 19 , 19 77 )] , ap re se nt a da do s de p re ço s de v en da s e ta xa s an ua is p ar a 24 c as as . E ss es d ad os s ão m os tr ad os n a se gu in te ta be la . P re ço d e V en d a/ 1. 00 0 T ax as (L oc al , E sc ol a, M u ni cí pi o) /1 .0 00 25 ,9 4, 91 76 30 ,0 5, 05 00 29 ,5 5, 02 08 36 ,9 8, 24 64 27 ,9 4, 54 29 41 ,9 6, 69 69 25 ,9 4, 55 73 40 ,5 7, 78 41 29 ,9 5, 05 97 43 ,9 9, 03 84 29 ,9 3, 89 10 37 ,5 5, 98 94 30 ,9 5, 89 80 37 ,9 7, 54 22 28 ,9 5, 60 39 44 ,5 8, 79 51 35 ,9 5, 82 82 37 ,9 6, 08 31 31 ,5 5, 30 03 38 ,9 8, 36 07 31 ,0 6, 27 12 36 ,9 8, 14 00 30 ,9 5, 95 92 45 ,8 9, 14 16 T ax as (L oc al , E sc ol a, M u ni cí pi o) /1 .0 00 P re ço d e V en d a/ 1. 00 0 E 11 -2 D ad os d a Ca sa (a ) C on si de ra nd o qu e um m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es s ej a ap ro pr ia do , ob te nh a um a ju st e po r m ín im os q ua dr ad os , re la ci o- na nd o o pr eç o de v en da c om a s ta xa s pa ga s. Q ua l é a e st im at iv a de " 2 ? (b ) E nc on tr e o pr eç o m éd io d e ve nd a, d ad o qu e as ta xa s pa ga s sã o x = 7, 50 . (c ) C al cu le o v al or a ju st ad o de y c or re sp on de nd o a x = 5 ,8 98 0. E nc on - tr e o re sí du o co rr es po nd en te . (d ) C al cu le o v al or a ju st ad o y i p ar a ca da v al or d e x i u sa do p ar a aj us ta r o m od el o. C on st ru a en tã o um g rá co d e y i c on tr a o va lo r o bs er va do co rr es po nd en te , y i , e co m en te o q ue e ss e gr á co a pa re nt ar ia s e a re la çã o en tr e y e x fo ss e um a lin ha r et a de te rm in ís ti ca ( se m e rr o al ea tó ri o) . O g rá co o bt id o in di ca r ea lm en te q ue a s ta xa s pa ga s re pr es en ta m u m a va ri áv el e fe tiv a de re gr es sã o na p re vi sã o do pre ço de v en da ? 11 -7 . A q ua nt id ad e de li br as d e va po r us ad as p or m ês p or u m a pl an ta qu ím ic a es tá r el ac io na da c om a t em pe ra tu ra ( °F ) m éd ia a m bi en te p ar a aq ue le m ês . O c on su m o do a no p as sa do e a te m pe ra tu ra s ão m os tr ad os na s eg ui nt e ta be la : M ês T em pe ra tu ra C on su m o/ 1. 00 0 M ês T em pe ra tu ra Ja n. 21 18 5, 79 Ju l. 68 62 1, 55 F ev . 24 21 4, 47 A go . 74 67 5, 06 M ar . 32 28 8, 03 S et . 62 56 2, 03 A br . 47 42 4, 84 O ut . 50 45 2, 93 M ai o 50 45 4, 58 N ov . 41 36 9, 95 Ju n. 59 53 9, 03 D ez . 30 27 3, 98 C on su m o/ 1. 00 0 (a ) C on si de ra nd o qu e um m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es s ej a ap ro pr ia do , a ju st e o m od el o de r eg re ss ão r el ac io na nd o o co ns um o de v ap or ( y) c om a t em pe ra tu ra m éd ia ( x) . Q ua l é a es ti m at iv a de " 2 ? F aç a um g rá co d o m od el o de r eg re ss ão . (b ) Q ua l se rá a e st im at iv a do c on su m o es pe ra do d e va po r, qu an do a te m pe ra tu ra m éd ia f or d e 55 °F ? (c ) Q ue m ud an ça n o us o m éd io d e va po r s er á es pe ra da , q ua nd o a te m - pe ra tu ra m éd ia m en sa l v ar ia r d e 1° F? C ap ít ul o 1 1 34 0 (d ) Su po nh a qu e a te m pe ra tu ra m éd ia m en sa l se ja d e 47 °F . C al cu le o va lo r aj us ta do d e y e o re sí du o co rr es po nd en te . 11 -8 . A T ab el a E 11 -3 a pr es en ta o d es em pe nh o do c on su m o de g as o- li na e m a ut oe st ra da s e o de sl oc am en to d o pi st ão n o m ot or p ar a ve íc ul os D ai m le r- C hr ys le r, pa ra m od el os d o an o de 2 00 5 (f on te : A gê nc ia A m e- ri ca na d e Pr ot eç ão A m bi en ta l) . M od el os d e C ar ro s D es lo ca m en to d o P is tã o n o M ot or ( in 3 ) M il ha s po r G al ão (a u to es tr ad a) 30 0C /S R T- 8 21 5 30 ,8 C A R A V A N 2 W D 20 1 32 ,5 C R O S S F IR E R O A D S T E R 19 6 35 ,4 D A K O TA P IC K U P 2W D 22 6 28 ,1 D A K O TA P IC K U P 4W D 22 6 24 ,4 D U R A N G O 2 W D 34 8 24 ,1 G R A N D C H E R O K E E 2 W D 22 6 28 ,5 G R A N D C H E R O K E E 4 W D 34 8 24 ,2 L IB E R T Y / C H E R O K E E 2 W D 14 8 32 ,8 L IB E R T Y / C H E R O K E E 4 W D 22 6 28 N E O N /S R T- 4/ S X 2 .0 12 2 41 ,3 PA C IF IC A 2 W D 21 5 30 ,0 PA C IF IC A A W D 21 5 28 ,2 P T C R U IS E R 14 8 34 ,1 R A M 1 50 0 P IC K U P 2W D 50 0 18 ,7 R A M 1 50 0 P IC K U P 4W D 34 8 20 ,3 S E B R IN G 4 -D R 16 5 35 ,1 S T R A T U S 4 -D R 14 8 37 ,9 T O W N & C O U N T R Y 2W D 14 8 33 ,8 V IP E R C O N V E R T IB L E 50 0 25 ,9 W R A N G L E R /T J 4W D 14 8 26 ,4 E 11 -3 D ad os d e Co ns um o de G as ol in a (a ) U sa nd o m ín im os q ua dr ad os , aj us te u m m od el o lin ea r si m pl es r el a- ci on an do o d es em pe nh o do c on su m o de g as ol in a em a ut oe st ra da s po r ga lã o (y ) c om o d es lo ca m en to d o pi st ão (x ) e m p ol eg ad as c úb ic as . (b ) E nc on tr e um a es ti m at iv a do d es em pe nh o m éd io p ar a um c ar ro c om de sl oc am en to d e pi st ão d e 15 0 po le ga da s cú bi ca s. (c ) O bt en ha o v al or a ju st ad o de y e o r es íd uo c or re sp on de nt e pa ra u m ca rr o, o N eo n, q ue t em u m d es lo ca m en to d e pi st ão i gu al a 1 22 po le ga da s cú bi ca s. 11 -9 . U m a rt ig o em T ap pi J ou rn al ( m ar ço d e 19 86 ) ap re se nt ou d ad os so br e a co nc en tr aç ão ( em g ra m as p or li tr o) d o li co r ve rd e de N a 2 S e d a pr od uç ão (t on el ad as p or d ia ) de u m a m áq ui na d e pa pe l. O s da do s (l id os a pa rt ir d e um g rá co ) sã o m os tr ad os n a se gu in te ta be la : y 40 42 49 46 44 48 x 82 5 83 0 89 0 89 5 89 0 91 0 y 46 43 53 52 54 57 58 x 91 5 96 0 99 0 10 10 10 12 10 30 10 50 (a ) A ju st e um m od el o de re gr es sã o li ne ar s im pl es , r el ac io na nd o a co n- ce nt ra çã o do l ic or v er de d e N a 2 S , y, c om a p ro du çã o, x . E nc on - tr e um a es tim at iv a de " 2 . D es en he u m d ia gr am a de d is pe rs ão d os da do s e do m od el o re su lt an te d o aj us te p el o m ét od o do s m ín im os qu ad ra do s. (b ) E nc on tr e o va lo r aj us ta do y , c or re sp on de nt e a x = 9 10 , e o r es íd uo as so ci ad o. (c ) E nc on tr e a co nc en tr aç ão m éd ia d o li co r ve rd e de N a 2 S , qu an do a ta xa d e pr od uç ão fo r de 9 50 to ne la da s po r di a. 11 -1 0. U m a rt ig o em J ou rn al o f S ou nd a nd V ib ra ti on ( V ol . 1 51 , 1 99 1, pp . 38 3- 39 4) d es cr ev eu u m e st ud o in ve st ig an do a r el aç ão e nt re e xp o- si çã o ao b ar ul ho e h ip er te ns ão . O s se gu in te s da do s sã o re pr es en ta tiv os da qu el es r ep or ta do s no a rt ig o. y 1 0 1 2 5 1 4 6 2 3 x 60 63 65 70 70 70 80 90 80 80 y 5 4 6 8 4 5 7 9 7 6 x 85 89 90 90 90 90 94 10 0 10 0 10 0 (a ) D es en he u m d ia gr am a de d is pe rs ão d e y (a um en to d a pr es sã o sa n- gu ín ea ) ve rs us x ( ní ve l da p re ss ão s on or a) . P ar ec e ra zo áv el p ro po r um m od el o de r eg re ss ão li ne ar s im pl es p ar a es sa s itu aç ão ? (b ) A ju st e o m od el o de r eg re ss ão li ne ar s im pl es u sa nd o o m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os . E nc on tr e um a es ti m at iv a de " 2 . (c ) E nc on tr e o au m en to m éd io p re vi st o pa ra a p re ss ão s an gu ín ea , a ss o- ci ad o a um n ív el d e pr es sã o so no ra d e 85 d ec ib éi s. 11 -1 1. U m a rt ig o em W ea r (V ol . 15 2, 1 99 2, p p. 1 71 -1 81 ) ap re se nt a da do s so br e o de sg as te a br as iv o do a ço d oc e e a vi sc os id ad e do ó le o. D ad os r ep re se nt at iv os s ão m os tr ad os n a ta be la a s eg ui r, co m x = v is - co si da de d o ól eo e y = v ol um e de sg as ta do ( 10 –4 m il ím et ro s cú bi co s) . y 24 0 18 1 19 3 15 5 17 2 x 1, 6 9, 4 15 ,5 20 ,0 22 ,0 y 11 0 11 3 75 94 x 35 ,5 43 ,0 40 ,5 33 ,0 (a ) C on st ru a um d ia gr am a de d is pe rs ão d os d ad os . U m m od el o de re gr es sã o lin ea r si m pl es p ar ec e se r pl au sí ve l? (b ) A ju st e um m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es u sa nd o o m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os . E nc on tr e um a es tim at iv a de " 2 . (c ) Pr ev ej a o de sg as te a br as iv o, q ua nd o a vi sc os id ad e fo r ig ua l a 3 0. (d ) O bt en ha o v al or a ju st ad ode y q ua nd o x = 2 2, 0 e ca lc ul e o re sí du o co rr es po nd en te . 11 -1 2. U m a rt ig o em J ou rn al o f E nv ir on m en ta l E ng in ee ri ng ( V ol . 11 5, N o 3, 1 98 9, p p. 6 08 -6 19 ) re po rt ou o s re su lta do s de u m e st ud o a re sp ei to d a oc or rê nc ia d e só di o e cl or et o na s co rr en te s su pe r ci ai s de um r io n a pa rt e ce nt ra l d e R ho de I sl an d. O s da do s a se gu ir s e re fe re m à co nc en tr aç ão d e cl or et o (e m m il ig ra m as p or li tr o) , y , e à á re a (e m % ) da s en co st as e xp lo ra da s pa ra a ná lis e, x . y 4, 4 6, 6 9, 7 10 ,6 10 ,8 10 ,9 x 0, 19 0, 15 0, 57 0, 70 0, 67 0, 63 y 11 ,8 12 ,1 14 ,3 14 ,7 15 ,0 17 ,3 x 0, 47 0, 70 0, 60 0, 78 0, 81 0, 78 y 19 ,2 23 ,1 27 ,4 27 ,7 31 ,8 39 ,5 x 0, 69 1, 30 1, 05 1, 06 1, 74 1, 62 (a ) D es en he u m d ia gr am a de d is pe rs ão d os d ad os . U m m od el o de re gr es sã o lin ea r si m pl es p ar ec e ap ro pr ia do a qu i? (b ) A ju st e um m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es u sa nd o o m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os . E nc on tr e um a es tim at iv a de " 2 . R eg re ss ão L in ea r S im pl es e C or re la çã o 34 1 (c ) E st im e a co nc en tr aç ão m éd ia d e cl or et o pa ra 1 % d e ár ea d as e nc os - ta s ex pl or ad as . (d ) E nc on tr e o va lo r aj us ta do c or re sp on de nt e a x = 0 ,4 7 e o re sí du o as so ci ad o. 11 -1 3. U m m ot or d e um f og ue te é f ab ri ca do li ga nd o- se d oi s tip os d e pr op el en te s: u m in ic ia do r e u m m an te ne do r. Pe ns a- se q ue a te ns ão c is a- lh an te n a lig aç ão , y , s ej a um a fu nç ão li ne ar d a id ad e do p ro pe le nt e, x , qu an do o m ot or f or m ol da do . A T ab el a E 11 -4 f or ne ce 2 0 ob se rv aç õe s. N ú m er o da O bs er va çã o R es is tê nc ia , y, (p si ) Id ad e, x , (s em an as ) 1 21 58 ,7 0 15 ,5 0 2 16 78 ,1 5 23 ,7 5 3 23 16 ,0 0 8 ,0 0 4 20 61 ,3 0 17 ,0 0 5 22 07 ,5 0 5 ,0 0 6 17 08 ,3 0 19 ,0 0 7 17 84 ,7 0 24 ,0 0 8 25 75 ,0 0 2 ,5 0 9 23 57 ,9 0 7 ,5 0 10 22 77 ,7 0 11 ,0 0 11 21 65 ,2 0 13 ,0 0 12 23 99 ,5 5 3 ,7 5 13 17 79 ,8 0 25 ,0 0 14 23 36 ,7 5 9 ,7 5 15 17 65 ,3 0 22 ,0 0 16 20 53 ,5 0 18 ,0 0 17 24 14 ,4 0 6 ,0 0 18 22 00 ,5 0 12 ,5 0 19 26 54 ,2 0 2 ,0 0 20 17 53 ,7 0 21 ,5 0 E 11 -4 D ad os d o Pr op el en te (a ) D es en he u m d ia gr am a de d is pe rs ão d os d ad os . U m m od el o de re gr es sã o lin ea r si m pl es p ar ec e ap ro pr ia do a qu i? (b ) P el o m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os , e nc on tr e as e st im at iv as d os co e ci en te s an gu la r e lin ea r p ar a o m od el o de re gr es sã o li ne ar s im - pl es . E nc on tr e um a es tim at iv a de " 2 . (c ) E st im e a te ns ão c is al ha nt e m éd ia d e um m ot or f ei to a p ar ti r de u m pr op el en te c om 2 0 se m an as . (d ) O bt en ha o s va lo re s aj us ta do s, y i, qu e co rr es po nd em a c ad a va lo r ob se rv ad o y i . P lo te y i v er su s y i e c om en te o q ue e ss e gr á co p ar e- ce ri a se a r el aç ão l in ea r en tr e a te ns ão c is al ha nt e e a id ad e fo ss e pe rf ei ta m en te d et er m in ís ti ca ( se m e rr o) . E ss e gr á co i nd ic a qu e a id ad e se ja u m a es co lh a ra zo áv el d e re gr es so r ne ss e m od el o? 11 -1 4. U m a rt ig o em J ou rn al o f th e A m er ic an C er am ic S oc ie ty [“ R ap id H ot -P re ss in g of U ltr a ne P S Z P ow de rs ” (1 99 1, V ol . 74 , pp . 15 47 -1 55 3) ] co ns id er ou a m ic ro es tr ut ur a de p ó ul tr a no d e zi rc ôn ia pa rc ia lm en te e st ab ili za da c om o um a fu nç ão d a te m pe ra tu ra . O s da do s sã o m os tr ad os a s eg ui r: x = T em pe ra tu ra ( °C ): 11 00 12 00 13 00 11 00 15 00 12 00 13 00 y = P or os id ad e (% ): 30 ,8 19 ,2 6, 0 13 ,5 11 ,4 7, 7 3, 6 (a ) A ju st e um m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es , us an do o m ét od o do s m ín im os q ua dr ad os . E nc on tr e um a es tim at iv a pa ra " 2 . (b ) E st im e a po ro si da de m éd ia p ar a um a te m pe ra tu ra d e 1. 40 0o C . (c ) E nc on tr e o va lo r aj us ta do c or re sp on de nt e a y = 11 ,4 e o r es íd uo as so ci ad o. (d ) D es en he u m d ia gr am a de d is pe rs ão d os d ad os . U m m od el o de re gr es sã o lin ea r si m pl es p ar ec e ap ro pr ia do a qu i? E xp li qu e. 11 -1 5. U m a rt ig o em J ou rn al o f E nv ir on m en ta l E ng in ee ri ng D iv i- si on [ “L ea st S qu ar es E st im at es o f B O D P ar am et er s” ( 19 80 , V ol . 10 6, pp . 11 97 -1 20 2) ] to m ou u m a am os tr a do R io H ol st on a ba ix o de K in - gp or t, Te nn es se e, d ur an te o m ês d e ag os to d e 19 77 . O te st e de d em an da bi oq uí m ic a de o xi gê ni o (D B O ) fo i co nd uz id o du ra nt e um p er ío do d e te m po d ad o em d ia s. O s da do s re su lta nt es s ão m os tr ad os a s eg ui r: T em po ( di as ): 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 D B O ( m g/ li tr o) : 0, 6 0, 7 1, 5 1, 9 2, 1 2, 6 2, 9 3, 7 3, 5 3, 7 3, 8 (a ) C on si de ra nd o qu e um m od el o de r eg re ss ão li ne ar s ej a ap ro pr ia do , aj us te o m od el o de r eg re ss ão r el ac io na nd o D B O ( y) c om o t em po (x ). Q ua l é a e st im at iv a de " 2 ? (b ) Q ua l é a e st im at iv a do n ív el e sp er ad o de D B O p ar a um te m po d e 15 di as ? (c ) Q ue v ar ia çã o no D B O m éd io é e sp er ad a qu an do o te m po v ar ia p or tr ês d ia s? (d ) Su po nh a qu e o te m po u sa do s ej a de s ei s di as . C al cu le o v al or a ju s- ta do d e y e o re sí du o co rr es po nd en te . (e ) C al cu le y i aj us ta do p ar a ca da v al or d e x i u sa do p ar a aj us ta r o m od el o. C on st ru a en tã o um g rá co d e y i v er su s os v al or es o bs er va - do s co rr es po nd en te s y i e c om en te o q ue e ss e gr á co p ar ec er ia s e a re la çã o en tr e y e x fo ss e um a li nh a re ta d et er m in ís ti ca ( ne nh um e rr o al ea tó ri o) . O g rá co o bt id o re al m en te i nd ic a qu e o te m po é u m a va ri áv el re gr es so ra e fe tiv a na p re vi sã o de D B O ? 11 -1 6. U m a rt ig o em W oo d Sc ie nc e an d Te ch no lo gy [“ C re ep in C hi p- bo ar d, P ar t 3 : In iti al A ss es sm en t of t he I n ue nc e of M oi st ur e C on te nt an d L evel o f S tr es si ng o n R at e of C re ep a nd T im e to F ai lu re ” (1 98 1, V ol . 1 5, p p. 1 25 -1 44 )] e st ud ou a d e ex ão ( m m ) de p ap el ão a p ar tir d e ní ve is d e um id ad e re la tiv a. C on si de re q ue a s du as v ar iá ve is e st ej am re la ci on ad as d e ac or do c om o m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es . O s da do s sã o m os tr ad os a s eg ui r: = D e ex ão ( m m ): = D e ex ão ( m m ): x = N ív el d e te ns ão (% ): 54 54 61 61 68 y 16 ,4 73 18 ,6 93 14 ,3 05 15 ,1 21 13 ,5 05 x = N ív el d e te ns ão (% ): 68 75 75 75 y 11 ,6 40 11 ,1 68 12 ,5 34 11 ,2 24 (a ) C al cu le a s es ti m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar . Q ua l é a es ti m at iv a de " 2 ? F aç a um g rá co d o m od el o de r eg re ss ão c om o s da do s. (b ) E nc on tr e a es tim at iv a da d e ex ão m éd ia , se a u m id ad e re la tiv a pu de r s er li m it ad a pa ra 6 5% . (c ) E st im e a m ud an ça n a de ex ão m éd ia a ss oc ia da a u m a um en to d e 5% n a um id ad e re la tiv a. (d ) D e m od o a au m en ta r a de ex ão m éd ia e m 1 m ilí m et ro , qu al o au m en to q ue te m d e se r ge ra do n a um id ad e re la tiv a? (e ) D ad o qu e a um id ad e re la tiv a é de 6 8% , e nc on tr e o va lo r a ju st ad o da de ex ão e o r es íd uo c or re sp on de nt e. 11 -1 7. E m u m a rt ig o em S ta ti st ic s an d C om pu ti ng [ “A n It er at iv e M on te C ar lo M et ho d fo r N on co nj ug at e B ay es ia n A na ly si s” ( 19 91 , p p. 11 9- 12 8) ], C ar li n e G el fa nd in ve st ig ar am a i da de ( x) e o c om pr im en to (y ) de 2 7 va ca s do m ar ( du go ng s) c ap tu ra da s. x = 1 ,0 , 1, 5, 1 ,5 , 1, 5, 2 ,5 , 4, 0, 5 ,0 , 5, 0, 7 ,0 , 8, 0, 8 ,5 , 9, 0, 9 ,5 , 9, 5, 1 0, 0, 1 2, 0, 1 2, 0, 1 3, 0, 1 3, 0, 1 4, 5, 1 5, 5, 1 5, 5, 1 6, 5, 17 ,0 , 2 2, 5, 2 9, 0, 3 1, 5 C ap ít ul o 1 1 34 2 y = 1 ,8 0, 1 ,8 5, 1 ,8 7, 1 ,7 7, 2 ,0 2, 2 ,2 7, 2 ,1 5, 2 ,2 6, 2 ,4 7, 2 ,1 9, 2, 26 , 2, 40 , 2, 39 , 2, 41 , 2, 50 , 2, 32 , 2, 32 , 2, 43 , 2, 47 , 2, 56 , 2, 65 , 2 ,4 7, 2 ,6 4, 2 ,5 6, 2 ,7 0, 2 ,7 2, 2 ,5 7 (a ) E nc on tr e as e st im at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar p ar a o m od el o de r eg re ss ão li ne ar s im pl es . E nc on - tr e a es ti m at iv a de " 2 . (b ) E st im e o co m pr im en to m éd io d as v ac as d o m ar , q ua nd o el as t iv e- re m 1 1 an os . (c ) O bt en ha o s va lo re s aj us ta do s y i q ue c or re sp on de m a c ad a va lo r ob se rv ad o de y i. F aç a um g rá co d e y i v er su s y i e c om en te o q ue es se g rá co p ar ec er ia s e a re la çã o li ne ar e nt re o c om pr im en to e a id ad e fo ss e pe rf ei ta m en te d et er m in ís ti ca ( ne nh um e rr o) . E ss e gr á- co i nd ic a qu e a id ad e é um a es co lh a ra zo áv el d e va ri áv el r eg re s- so ra n es se m od el o? 11 -1 8. C on si de re o m od el o de re gr es sã o de se nv ol vi do n o Ex er cí ci o 11 -4 . (a ) Su po nh a qu e a te m pe ra tu ra f os se m ed id a em ° C e m v ez d e °F . E sc re va o n ov o m od el o de r eg re ss ão q ue r es ul ta . (b ) Q ue m ud an ça n o va lo r es pe ra do d a de ex ão d o pa vi m en to e st á as so ci ad a a um a m ud an ça d e 1° C n a te m pe ra tu ra d a su pe rf íc ie ? 11 -1 9. C on si de re o m od el o de r eg re ss ão d es en vo lv id o no E xe rc íc io 11 -8 . S up on ha q ue o d es lo ca m en to d o m ot or fo ss e m ed id o em c en tí m e- tr os c úb ic os e m v ez d e po le ga da s cú bi ca s. (a ) E sc re va o n ov o m od el o de re gr es sã o. (b ) Q ue v ar ia çã o no c on su m o de g as ol in a es tá a ss oc ia da a u m a va ri a- çã o de 1 c m 3 n o de sl oc am en to d o m ot or ? 11 -2 0. M os tr e qu e, e m u m m od el o de r eg re ss ão l in ea r si m pl es , o po nt o (x– , y– ) e st á ex at am en te s ob re a l in ha d e re gr es sã o do s m ín im os qu ad ra do s. 11 -2 1. C on si de re o m od el o de re gr es sã o li ne ar s im pl es : Y = � 0 + � 1x + �. S up on ha q ue o a na lis ta q ue ir a us ar z = x – x– c om o a va ri áv el r eg re s- so ra . (a ) U sa nd o os d ad os d o E xe rc íc io 1 1- 13 , co ns tr ua u m g rá co d e di s- pe rs ão d os p on to s (x i,y i) e en tã o um o ut ro d os p on to s (z i = x i – x– ,y i). U se o s do is g rá co s pa ra e xp li ca r in tu it iv am en te c om o os d oi s m od el os , Y = � 0 + � 1x + � e Y = � * 0 + � * 1 z + � , e st ão r el ac io na do s. (b ) E nc on tr e as e st im at iv as d e m ín im os q ua dr ad os d e � * 0 e � * 1 n o m od el o Y = � * 0 + � * 1z + � . C om o el as e st ão re la ci on ad as c om a s es ti- m at iv as d e m ín im os q ua dr ad os � 0 e � 1? 11 -2 2. S up on ha q ue d es ej em os a ju st ar u m m od el o de r eg re ss ão p ar a o qu al a v er da de ir a lin ha d e re gr es sã o pa ss a pe lo p on to ( 0, 0) . O m od el o ap ro pr ia do é Y = � x + �. C on si de re q ue te m os n p ar es d e da do s (x 1,y 1) , (x 2,y 2) , … , ( x n ,y n) . (a ) E nc on tr e a es ti m at iv a de m ín im os q ua dr ad os d e � . (b ) A ju st e o m od el o Y = � x + � e m r el aç ão a os d ad os d e co nc en tr a- çã o de c lo re to -á re a da e st ra da d o E xe rc íc io 1 1- 12 . Fa ça u m g rá - co d o m od el o aj us ta do e m u m d ia gr am a de d is pe rs ão d os d ad os e co m en te a a de qu aç ão d o m od el o. 11 -3 Pr o p rie d a d e s d o s Es tim a d o re s d e M ín im o s Q u a d ra d o s A s pr op ri ed ad es e st at ís ti ca s do s es ti m ad or es d e m ín im os q ua dr ad os , � 0 e � 1, po de m s er f ac il m en te d es cr it as . L em br e- se d e qu e te m os co ns id er ad o o te rm o do e rr o, � , no m od el o Y = � 0 + � 1x + � c om o um a va ri áv el a le at ór ia c om m éd ia z er o e va ri ân ci a " 2 . U m a ve z qu e os v al or es d e x sã o xo s, Y é u m a va ri áv el a le at ór ia c om m éd ia � Y |x = � 0 + � 1x e v ar iâ nc ia " 2 . C on se qu en te m en te , o s va lo re s de � 0 e � 1 de pe nd em d os v al or es o bs er va do s do s y’ s; a ss im , os e st im ad or es de m ín im os q ua dr ad os d osc oe ci en te s de r eg re ss ão p od em s er v is - to s co m o va ri áv ei s al ea tó ri as . I nv es ti ga re m os a t en de nc io si da de e a s pr op ri ed ad es d a va ri ân ci a do s es ti m ad or es d e m ín im os q ua dr ad os , � 0 e � 1. C on si de re p ri m ei ro � 1. Pe lo f at o de � 1 se r um a co m bi na çã o lin ea r da s ob se rv aç õe s Y i , po de m os u sa r as p ro pr ie da de s de e xp ec ta tiv a pa ra m os tr ar q ue o v al or e sp er ad o de � 1 é E β̂ ( )= β 1 1 (1 1- 15 ) D es se m od o, � 1 é u m e st im ad or n ão te nd en ci os o do c oe ci en te a ng u- la r ve rd ad ei ro � 1. C on si de re a go ra a v ar iâ nc ia d e � 1. Já q ue t em os s up os to V (� i) = " 2 , se gu e qu e V (Y i) = " 2 . Pe lo f at o de � 1 se r um a co m bi na çã o li ne ar d as ob se rv aç õe s Y i , os r es ul ta do s na S eç ão 5 -5 p od em s er a pl ic ad os p ar a m os tr ar q ue V S x x β̂ ( )= σ 1 2 (1 1- 16 ) Pa ra o c oe ci en te li ne ar , p od em os m os tr ar d e m an ei ra s im il ar q ue E V n x S x x ˆ ˆ β ( )= β β ( )= σ + ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ 0 0 0 2 2 1 e (1 1- 17 ) L og o, � 0 é um e st im ad or n ão t en de nc io so d o co e ci en te l in ea r � 0. A co va ri ân ci a da s va ri áv ei s al ea tó ri as � 0 e � 1 nã o é ze ro . P od e se r m os - tr ad o (v er E xe rc íc io 1 1- 98 ) qu e co v( � 0,� 1) = – " 2 x– / S xx . A e st im at iv a de " 2 po de ri a se r us ad a na s E qu aç õe s 11 -1 6 e 11 -1 7 pa ra f or ne ce r es ti m at iv as d a va ri ân ci a do s co e ci en te s an gu la r e li ne ar . C ha m am os a s ra íz es q ua dr ad as d os e st im ad or es d as v ar iâ nc ia s re su l- ta nt es d e er ro s- pa dr ão e st im ad os d os c oe ci en te s an gu la r e lin ea r, re sp ec tiv am en te . E m u m a re gr es sã o lin ea r si m pl es , o e rr o- pa dr ão e st im ad o do s co e ci en te s an gu la r e lin ea r sã o se S se n x S xx xx ˆ ˆ ˆ ˆ β 1 2 0 2 2 1 ( )= σ β ( )= σ + ⎡ ⎣⎢ ⎢ ⎤ ⎦⎥ ⎥ e re sp ec tiv am en te , e m q ue " 2 é c al cu la da a p ar ti r da E qu aç ão 1 1- 13 . E rr os -p ad rã o E st im ad os A s aí da d o so ft w ar e na T ab el a 11 -2 r ep or ta o s er ro s- pa dr ão e st im ad os d os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar s ob o tí tu lo d a co lu na E P d o C oe f. 11 -4 Te st e s d e H ip ó te se s n a R e g re ss ã o L in ea r Si m p le s U m a im po rta nt e pa rt e da v er i ca çã o da a de qu aç ão d e um m od el o de re gr es sã o lin ea r é a re al iz aç ão d e um t es te e st at ís tic o de h ip ót es es , em re la çã o ao s pa râ m et ro s do m od el o, e a c on st ru çã o de c er to s in te rv al os d e co n an ça . T es te s de h ip ót es es n a re gr es sã o lin ea r s im pl es s er ão d is cu tid os ne st a se çã o, e a S eç ão 1 1- 5 ap re se nt ar á m ét od os p ar a co ns tr ui r in te rv al os de c on an ça . P ar a te st ar a s hi pó te se s so br e os c oe ci en te s an gu la r e li ne ar do m od el o de r eg re ss ão , te m os d e fa ze r a su po si çã o ad ic io na l de q ue a co m po ne nt e do e rr o no m od el o, � , s ej a di st rib uí da n or m al m en te . A ss im , a s su po si çõ es c om pl et as s ão d e qu e os e rr os s ão n or m al e in de pe nd en te m en te di st ri bu íd os c om m éd ia z er o e va ri ân ci a " 2 , ab re vi ad am en te N (0 , " 2 ) . R eg re ss ão L in ea r S im pl es e C or re la çã o 34 3 11 -4 .1 U SO D E TE ST ES T S up on ha q ue d es ej em os t es ta r a hi pó te se d e o co e ci en te a ng ul ar s er ig ua l a u m a co ns ta nt e, c om o � 1, 0. A s hi pó te se s ap ro pr ia da s sã o H H , , 0 1 1 0 1 1 1 0 : : β = β β β ≠ (1 1- 18 ) em q ue c on si de ra m os u m a al te rn at iv a bi la te ra l. U m a ve z qu e os e rr os � i s ão N (0 , " 2 ) , se gu e di re ta m en te q ue a s ob se rv aç õe s Y i s ão N (� 0 + � 1x i," 2 ) . A go ra � 1 é um a co m bi na çã o lin ea r da s va ri áv ei s al ea tó ri as no rm ai s in de pe nd en te s e, c on se qu en te m en te , � 1 é N (� 1, " 2 / S x x) , u sa nd o pr op ri ed ad es te nd en ci os as e d e va ri ân ci a do c oe ci en te a ng ul ar , d is cu - ti da s na S eç ão 1 1- 3. E m a di çã o, (n – 2 )" 2 / " 2 t em u m a di st ri bu iç ão q ui - qu ad ra do , c om n – 2 g ra us d e lib er da de , s en do � 1 in de pe nd en te d e " 2 . C om o re su lt ad o da qu el as p ro pr ie da de s, a e st at ís ti ca E st at ís ti ca d e T es te T S , xx 0 1 1 0 2 = β − β σˆ ˆ / (1 1- 19 ) se gu e a di st ri bu iç ão t c om n – 2 g ra us d e lib er da de s uj ei to a H 0: � 1 = � 1, 0. R ej ei ta re m os H 0: � 1 = � 1, 0 s e t > t ,n 0 2 2 α − / (1 1- 20 ) se nd o t 0 c al cu la do a p ar ti r d a E qu aç ão 1 1- 19 . O d en om in ad or d a E qu a- çã o 11 -1 9 é o er ro -p ad rã o do c oe ci en te a ng ul ar ; e nt ão , p od em os e sc re - ve r a es ta tís tic a de te st e co m o T se , 0 1 1 0 1 = β − β β ( ) ˆ ˆ U m p ro ce di m en to s im ila r po de s er u sa do p ar a te st ar h ip ót es es s ob re o co e ci en te li ne ar . P ar a te st ar H H , , 0 0 0 0 1 0 0 0 : : β = β β β ≠ (1 1- 21 ) us ar em os a e st at ís ti ca T n x S se , xx , 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 1 = β − β σ + ⎡ ⎣⎢ ⎢ ⎤ ⎦⎥ ⎥ = β − β β ( ) ˆ ˆ ˆ ˆ (1 1- 22 ) e re je it ar em os a h ip ót es e nu la s e o va lo r ca lc ul ad o de ss a es ta tí st ic a de te st e, t 0 , fo r ta l qu e |t 0 | > t � /2 ,n -2 . N ot e qu e o de no m in ad or d a es ta tí s- ti ca d e te st e na E qu aç ão 1 1- 22 é o e rr o- pa dr ão d o co e ci en te li ne ar . U m c as o es pe ci al m ui to im po rt an te d as h ip ót es es d a E qu aç ão 1 1- 18 é H H 0 1 1 1 0 0 : : β = β ≠ (1 1- 23 ) E ss as h ip ót es es s e re la ci on am c om a s ig n i câ nc ia d a re gr es sã o. F al ha r em r ej ei ta r H 0: � 1 = 0 é e qu iv al en te a c on cl ui r qu e nã o há re la çã o li ne ar e nt re x e Y . E ss a si tu aç ão é i lu st ra da n a Fi gu ra 1 1- 5. N ot e qu e is so p od e im pl ic ar q ue x s ej a de p ou co v al or e m e xp li ca r a va ri aç ão e m Y e q ue o m el ho r es ti m ad or d e Y p ar a qu al qu er x s ej a y = Y– [ F ig ur a 11 -5 (a )] o u qu e a re la çã o ve rd ad ei ra e nt re x e Y n ão se ja l in ea r [F ig ur a 11 -5 (b )] . A lt er na tiv
Compartilhar