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Unidade I BIOESTATÍSTICA Profa. Dra. Carina Helena Wasem Fraga. Definições de estatística, população e amostra. Tipos de variáveis: quantitativas e qualitativas. Variáveis de posição: valores máximos, mínimos, moda, média e mediana. Medidas de variabilidade: variância, desvio-padrão e coeficiente de variação. Representações gráficas e elaboração de tabelas. Conteúdos desta unidade Envolve técnicas para coletar, organizar, descrever, analisar e interpretar dados provenientes de experimentos ou observações. Estatística População: conjunto de indivíduos ou objetos que apresentam pelo menos uma característica em comum. Amostra: redução representativa da população a dimensões menores, porém sem perda da característica. População e amostra O que fazer com as observações que coletamos? Primeira etapa: resumo dos dados. Utilizada para descrever, organizar e resumir os dados coletados. Grande quantidade de dados: métodos computacionais muito eficientes. Estatística descritiva Qualitativa: característica ou variável não-numérica. Ex.: forte, rápido. Quantitativa: variável expressa numericamente. Ex.: 2 km, 60 Kg. Tipos de variáveis Qualitativa Nominal Ordinal Ex.: cor dos olhos Ex.: grau de instrução Quantitativa Discreta Contínua Ex.: número de filhos Ex.: altura, idade Medidas de posição: mínimo, máximo, moda, média, mediana. Medidas de dispersão: variância, desvio-padrão, coeficiente de variação. Variáveis quantitativas Das variáveis abaixo, qual podemos classificar como quantitativa discreta: a) População: alunos de uma cidade Variável: cor dos cabelos b) População: alunos de uma academia Variável: sobrecarga de um exercício c) População: alunos de uma escola Variável: nota no semestre d) População: praticantes de hidroginástica Variável: peso do aluno e) População: equipamentos de uma academia Variável: quantidade de esteiras Interatividade Das variáveis abaixo, qual podemos classificar como quantitativa discreta: e) População: equipamentos de uma academia Variável: quantidade de esteiras Explicação: trata-se de uma variável correspondente a um número inteiro. Resposta Máximo (max): a maior observação. Mínimo (min): a menor observação. Exemplo: ângulos máximos e mínimos do quadril, joelho e tornozelo na marcha Medidas de posição ALLARD , 1995 P é a p la in a d o C o n ta to d o c a lc a n h a r A p o io m é d io R e ti ra d a d o c a lc a n h a r R e ti ra d a d o s d e d o s B a la n ç o M é d io C o n ta to d o c a lc a n h a r Moda (mo): é o valor mais freqüente. Uma distribuição pode ser unimodal, bimodal, multimodal ou amodal. Exemplos 5 5 5 3 1 5 1 4 3 5 1 2 2 2 3 4 5 6 6 6 7 9 1 2 3 6 7 8 9 10 Medidas de posição: moda COSTA, 1992 Exemplo: Em 6 avaliações de uma turma do curso de Educação Física 4 alunos obtiveram as seguintes notas: Aluno 1: 8, 6, 7, 9, 6, 7 Aluno 2: 4, 6, 5, 6, 6, 7 Aluno 3: 7, 8, 5, 9, 6,10 Aluno 4: 6, 8, 7, 7, 8, 6 Identifique a moda para cada aluno e classifique como unimodal, bimodal, multimodal ou amodal. Aluno 1: 6 e 7 bimodal; Aluno 2: 6 unimodal Aluno 3: amodal; Aluno 4: 6, 8 e 7 multimodal Medidas de posição: moda Média: Exemplo 1 Dados: 2, 5, 3, 7, 8 Medidas de posição:média Exemplo 2: cálculo da freqüência cardíaca (FC) média de 5 indivíduos: 1) 123 2) 136 3) 154 4) 108 5) 121 Média = (123+136+154+108+121)/5 FC média = 128,4 Exemplo 3: cálculo do peso médio (kg) de 10 alunos da turma: Pesos dos alunos: 64, 70, 59, 71, 67, 72, 70, 81, 83, 75. Peso Médio = (64, 70, 59, 71, 67, 72, 70, 81, 83, 75)/10 = 71,2 Medidas de posição: média Mediana: corresponde ao valor da variável que ocupa a posição central de um conjunto de n dados ordenados. Exemplo 1: número de variáveis impar. Dados: 2, 6, 3, 7, 8 n = 5 (ímpar) Dados ordenados: 2 3 6 7 8 Posição da Mediana Md = 6 Medidas de posição: mediana 3 2 15 Exemplo 2: número de variáveis par. Dados: 4, 8, 2, 1, 9, 6 n = 6 (par) Dados ordenados: 1 2 4 6 8 9 Posição da Mediana Md = (4 + 6) / 2 = 5 Medidas de posição: mediana 5,3 2 16 As notas de um aluno do curso de Educação Física em seis avaliações durante o semestre foram: 8,4; 9,1; 7,2; 6,8; 8,7 e 7,2. Determine a nota média, a nota mediana e a nota modal. a) média: 7,2; mediana: 7,9; moda: 7,8. b) média: 7,9; mediana: 7,2; moda: 7,8. c) média: 7,9; mediana: 7,8; moda: 7,2. d) média: 7,8; mediana: 7,2; moda: 7,9. e) média: 7,8; mediana: 7,8; moda: 7,8. Interatividade Determine a nota média, a nota mediana e a nota modal dos valores 8,4; 9,1; 7,2; 6,8; 8,7 e 7,2. Média: (8,4 + 9,1 + 7,2 + 6,8 + 8,7 + 7,2) / 6 Média = 7,9 Mediana: Valores ordenados: 6,8 7,2 7,2 8,4 8,7 9,1 Posição: (6+1)/ 2 = 3,5 Mediana = (7,2 + 8,4) / 2 = 7,8 Moda: valor mais freqüente Moda = 7,2 Alternativa “c” Resposta Se a natureza fosse sempre estável (as mesmas causas produzissem os mesmos efeitos), não teríamos desenvolvido a noção de variação. Importantes medidas de variabilidade: variância, desvio-padrão e coeficiente de variação. Medidas de dispersão: medidas de variabilidade Fonte: COSTA, 1992 Temos 2 conjuntos de atiradores (A e B): Conjunto A: 8 atiradores Acertos individuais: 8,9,10,8,6,11,7,13 Total de acertos: 72 Conjunto B: 8 atiradores Acertos individuais: 7,3,10,6,5,13,18,10 Total de acertos: 72 Qual dos grupos é mais estável, ou seja, tem menor variação de desempenho? Medidas de variabilidade: variância e desvio-padrão A média aritmética não resolve o problema pois os conjuntos seriam iguais. Média= 72/8 = 9 acertos Conjunto A Acertos variam de 6 a 13 Amplitude total de variação = 13-6 = 7 Conjunto B Acertos variam de 3 a 18 Amplitude total de variação = 18-3 = 15 Medidas de variabilidade: variância e desvio-padrão Para afirmar que algo variou precisa-se de um ponto de referência média E tapas para cálculo da variância e DP. 1. Subtrair de cada valor a média aritmética do conjunto ao qual pertence 2. Elevar cada diferença encontrada ao quadrado 3. Somar os quadrados 4. Dividir a soma dos quadrados pelo número de parcelas Medidas de variabilidade: variância e desvio-padrão (DP) Conjunto A → x variância de x = 36/8 = 4,5 acertos2 Medidas de variabilidade: variância 1 2 3 4 Conjunto B → y variância de y 164/8 = 20,5 acertos2 Medidas de variabilidade: variância 1 2 3 4 Para calcular o DP deve-se extrair a raiz quadrada das variâncias Desvio padrão pode ser interpretado como uma medida capaz de medir variação em torno da média. O conjunto A teve variação de 2,1 acertos O conjunto B teve variação de 4,5 acertos Medidas de variabilidade: desvio-padrão (S) Resumindo... Medidas de variabilidade: variância e desvio-padrão Quanto maior a variância, maior a heterogeneidade Quanto maior a variância, maior o desvio padrão No exemplo, o conjunto A é mais homogêneo do que B. Medidas de variabilidade: variância e desvio-padrão Calcule a variância e o desvio-padrão da amostra de um grupo de 6 alunos com idades de 16, 42, 20, 22, 35 e 18 anos. a) variância 91,92 e desvio-padrão 9,59; b) variância 110,3 e desvio-padrão 10,5; c) variância 90,3 e desvio-padrão 10,5; d) variância 91,92 e desvio-padrão 10,5; e) variância 110,3 e desvio-padrão 9,59. Interatividade Variância = 551,5/6 = 91,92 Desvio padrão = √ 91,92 = 9,59 Alternativa “a” Resposta Uma pergunta que pode surgir é: o DP calculado é grande ou pequeno? Esta questão é relevante, por exemplo, na avaliação da precisão de métodos. Para responder esta questão, pode-se calcular o CV que é expresso pelo quociente entre o desvio-padrão e a média aritmética: CV = (DP/média)*100 Medidas de variabilidade: coeficiente de variação(CV) Quanto menor o CV, mais homogêneo será o conjunto de dados. No caso do exercício anterior, em que um grupo de 6 alunos tinham idades de 16, 42, 20, 22, 35 e 18 anos, calculamos: Média = 25,5 DP = 9,59 CV = (9,59/25,5)*100 = 37,61 % Pode ser difícil classificar um CV como baixo, médio, alto ou muito alto. Medidas de variabilidade: coeficiente de variação (CV) O CV é bastante útil na comparação de 2 variáveis ou 2 grupos que a princípio não são comparáveis (ex. unidades diferentes). Exemplo: resultados das medidas das estaturas e dos pesos de um mesmo grupo de indivíduos: Peso – média: 68 Kg DP: 2 Kg Estatura – média: 175 cm DP: 5 cm CVpeso: (2/68)*100 = 2,94 (maior dispersão) CVestatura: (5/175)*100 = 2,86 Medidas de variabilidade: coeficiente de variação (CV) Recurso indispensável à estatística Estratégia que permite visualizar comportamento de variáveis e interpretar seus resultados. Representações gráficas e elaboração de tabelas Representação gráfica de dados discretos na qual uma coluna (vertical) ou uma barra (horizontal) representa cada dado. Colunas: indicação - variações no tempo. Barras: indicação - comparar dados organizados por tamanho (ex. maior para menor). Gráfico de barras e colunas Similar ao gráfico de coluna, mas não deve existir espaço entre as colunas. Cada barra vertical indica uma freqüência dos dados definidos pelo eixo "x", ao contrário dos gráficos de barras, nos quais cada barra indica um valor pontual. Histograma Cada divisão representa uma categoria. Expressa proporções complementares (que somam 100%). Muito utilizados para fazer comparação entre grupos. Gráficos circulares (torta ou pizza) São representações usadas para visualizar o comportamento de um conjunto de dados contra uma medida de tendência central (geralmente média). Gráficos de pontos Representação gráfica de tendências, como mudanças em uma variável em função do tempo. Pode representar mais de uma variável ao mesmo tempo. Cuidados → escala muito pequena: interação que não existe pode aparecer; escala muito grande: ocultar interação. Gráficos de linhas Representa um conjunto de dados dispostos em número finito de colunas e número ilimitado de linhas. Permite a apresentação de dados individuais discriminados. Visão mais global dos resultados. Tabelas Fonte: FRAGA, 2010 Qual músculo abaixo possui menor tempo de ativação na fase de apoio durante a passada da corrida? a) Isquiotibiais b) Gastrocnêmio c) tibial anterior d) glúteo máximo e) quadríceps Interatividade Fonte: NOVACHECK, 1998 O gráfico permite visualizar que o glúteo máximo é o músculo que apresenta menor tempo de ativação na fase de apoio da corrida. Alternativa “d” Resposta ATÉ A PRÓXIMA!