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MATEMÁTICA NOÇÕES DE ESTATÍSTICA CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 2 O inteiro teor desta apostila está sujeito à proteção de direitos autorais. Copyright © 2022 Loja do Concurseiro. Todos os direitos reservados. O conteúdo desta apostila não pode ser copiado de forma diferente da referência individual comercial com todos os direitos autorais ou outras notas de propriedade retidas, e depois, não pode ser reproduzido ou de outra forma distribuído. Exceto quando expressamente autorizado, você não deve de outra forma copiar, mostrar, baixar, distribuir, modificar, reproduzir, republicar ou retransmitir qualquer informação, texto e/ou documentos contidos nesta apostila ou qualquer parte desta em qualquer meio eletrônico ou em disco rígido, ou criar qualquer trabalho derivado com base nessas imagens, texto ou documentos, sem o consentimento expresso por escrito da Loja do Concurseiro. Nenhum conteúdo aqui mencionado deve ser interpretado como a concessão de licença ou direito de qualquer patente, direito autoral ou marca comercial da Loja do Concurseiro. CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 3 NOÇÕES DE ESTATÍSTICA Olá pessoal! Para quem não me conhece sou o professor Allan Miranda, professor de Matemática, Matemática financeira, Estatística, Raciocínio Lógico e Raciocínio Crítico para Concursos. Você também pode me acompanhar pelo Instagram/facebook/youtube @prof_Allan_Miranda. 1. DEFINIÇÃO A Estatística é uma parte da Matemática que provê métodos de planejamento, coleta, apuração, exposição, análise e interpretação de dados relativos a um determinado fenômeno. 2. FASES DO TRABALHO ESTATÍSTICO O trabalho estatístico consiste basicamente de seis etapas: a) Definição do problema Nesta fase define-se o objetivo do trabalho estatístico, ou seja, o que se deseja estudar. b) Planejamento Esta etapa consiste na definição de quais características serão pesquisadas, na divisão de tarefas entre os indivíduos responsáveis pelo trabalho, na escolha da forma de coleta dos dados, etc... c) Coleta Nesta fase os dados relativos às características desejadas são obtidos através de pesquisas e são denominados dados brutos. d) Apuração É a classificação e contagem dos dados brutos. Antes ou de preferência simultaneamente com a apuração deve- se fazer a crítica dos dados, isto é, uma triagem de modo a eliminar erros grosseiros. e) Exposição Após a apuração, os dados são expostos em quadros, tabelas ou gráficos de modo a permitir a análise dos mesmos. f) Análise e interpretação dos dados É o objetivo final do trabalho estatístico e serve como base para a tomada de decisões relativas ao fenômeno estudado. 3. POPULAÇÃO, CENSO E AMOSTRA a) População Denomina-se população ou universo um conjunto de elementos com pelo menos uma característica em comum. Os habitantes de um país, os estudantes de uma universidade, os atletas de um clube, o rebanho bovino de um estado e a produção de lâmpadas de uma fábrica são exemplos de população. b) Censo O censo ou recenseamento é a contagem e classificação segundo uma ou mais características de todos os elementos de uma determinada população. Por exemplo, quando se faz o censo demográfico de um país, contam-se os habitantes de sua população e classificam- se os mesmos segundo sexo, idade, estado habitado, MATEMÁTICA NOÇÕES DE ESTATÍSTICA CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 4 faixa de renda familiar, etc... Quando é feito o censo agropecuário, são levadas em conta características diferentes das anteriores: número de elementos dos rebanhos bovinos, suínos, etc... área cultivada, produtos cultivados, etc... c) Amostra Quando se coletam dados relativos à determinadas características de uma população como por exemplo, os parafusos produzidos por uma fábrica num determinado dia, pode ser economicamente inviável até mesmo impossível examinar toda a população. Nestes casos, examinamos apenas uma parte da mesma denominada amostra. A técnica de como escolher os elementos da população para compor a amostra denomina-se amostragem. Como exemplo, suponhamos que uma fábrica produza 30 milhões de parafusos diariamente. Suponhamos ainda que um diretor quisesse saber qual a porcentagem de parafusos defeituosos em sua produção e para tal resolvesse examinar todos os elementos da população, isto é, os 30 milhões de parafusos, um por um. Se uma pessoa conseguisse classificar um parafuso em bom ou defeituoso em 1 segundo, seriam necessárias mais de 1000 pessoas trabalhando 8 horas para realizar tal trabalho em 1 dia, isto é, provavelmente seriam necessárias mais pessoas para contar do que para produzir de fato, o que é, obviamente, inviável economicamente. Em alguns casos, é até mesmo impossível realizar o estudo de todos os elementos de uma população. Suponhamos, por exemplo, que uma fábrica de lâmpadas queira saber a durabilidade das lâmpadas que produz. Para tal, realiza um teste que consiste em colocar a lâmpada num soquete, acendê-la e marcar o tempo que a mesma leva até queimar. É óbvio que tal teste é destrutivo, isto é, o elemento depois de testado, não pode ser vendido. Assim, se o fabricante resolvesse testar todas as lâmpadas de sua produção, o que iria vender? Portanto, a amostragem é mais rápida, mais barata e em alguns casos até mais precisa que o censo. 4. VARIÁVEIS Uma variável é um ente matemático que pode assumir qualquer valor de um conjunto de valores que lhe são atribuídos previamente. Por exemplo, a cor dos olhos de uma pessoa é uma variável que pode assumir os valores, azul, verde, castanho, preta, etc... O número de filhos de um casal é outra variável que pode assumir infinitos valores dentro de um intervalo considerado, como veremos a seguir. a) Qualitativas Quando seus valores forem atributos não numéricos, como por exemplo, a cor dos olhos de uma pessoa. b) Quantitativas Quando seus valores forem numéricos, como por exemplo, O número de filhos de um casal ou o peso de um indivíduo. Uma variável quantitativa ainda é classificada em discreta (quando existem valores que a variável não pode assumir entre dois valores possíveis da variável) ou contínua (quando pode assumir qualquer valor entre dois valores possíveis da variável, por mais próximos que estes estejam). Assim, o número de filhos de um casal só pode assumir os valores 0, 1, 2, 3,... mas jamais assumirá valores como 7,32 ou 2,17. É, portanto, uma variável discreta. Já o peso de um indivíduo pode assumir qualquer valor entre dois valores dados, por exemplo, entre 50 kg e 51 kg, podemos ter indivíduos pesando 50,3 kg ou 50,31 kg, etc. bastando apenas utilizar balanças de precisão cada vez maior. Em geral, as contagens ou enumerações dão origem a variáveis discretas enquanto as medições dão origem a variáveis contínuas. CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 5 QUESTÕES DE PROVAS 01. (CESPE / SEFAZ-AL) Julgue o seguinte item. Um censo consiste no estudo de todos os indivíduos da população considerada. ( ) Certo ( ) Errado 02. (CESPE / SEFAZ-AL) Julgue o seguinte item. Como a realização de um censo tipicamente é muito onerosa e(ou) demorada, muitas vezes é conveniente estudar um subconjunto próprio da população, denominado amostra. ( ) Certo ( ) Errado 03. (FCC - ARCE/CE) O processo estatístico que consiste em uma avaliação direta de um parâmetro, utilizando-se todos os componentes da população, denomina-se A) amostragem. B)estimação. C) censo. D) parametrização. E) correlação. 04. (FUNIVERSA) - TERRACAP/DF) Uma cidade possui 1.000 habitantes. Um estatístico, necessitando fazer uma determinada pesquisa, entrevistou 200 pessoas. É correto dizer que, nesse exemplo específico, de uma amostra de 1.000 pessoas, o estatístico entrevistou uma população de 200 indivíduos. ( ) CERTO ( ) ERRADO 05. (CESPE-TJAM) Em determinado município brasileiro, realizou-se um levantamento para estimar o percentual P de pessoas que conhecem o programa justiça itinerante. Para esse propósito, foram selecionados 1.000 domicílios por amostragem aleatória simples de um conjunto de 10 mil domicílios. Nos domicílios selecionados, foram entrevistados todos os residentes maiores de idade, que totalizaram 3.000 pessoas entrevistadas, entre as quais 2.250 afirmaram conhecer o programa justiça itinerante. De acordo com essa situação hipotética, julgue o seguinte item. A fração amostral do levantamento em tela foi superior a 0,5 ( ) CERTO ( ) ERRADO 06. (CESPE-TJAM) Em determinado município brasileiro, realizou-se um levantamento para estimar o percentual P de pessoas que conhecem o programa justiça itinerante. Para esse propósito, foram selecionados 1.000 domicílios por amostragem aleatória simples de um conjunto de 10 mil domicílios. Nos domicílios selecionados, foram entrevistados todos os residentes maiores de idade, que totalizaram 3.000 pessoas entrevistadas, entre as quais 2.250 afirmaram conhecer o programa justiça itinerante. De acordo com essa situação hipotética, julgue o seguinte item. A unidade amostral é o domicílio ( ) CERTO ( ) ERRADO 07. (CESPE-TJAM) Em determinado município brasileiro, realizou-se um levantamento para estimar o percentual P de pessoas que conhecem o programa justiça itinerante. Para esse propósito, foram selecionados 1.000 domicílios por amostragem aleatória simples de um conjunto de 10 mil domicílios. Nos domicílios selecionados, foram entrevistados todos os residentes maiores de idade, que totalizaram 3.000 pessoas entrevistadas, entre as quais 2.250 afirmaram conhecer o programa justiça itinerante. De acordo com essa situação hipotética, julgue o seguinte item. O tamanho da amostra foi igual a 3 mil pessoas maiores de idade. ( ) CERTO ( ) ERRADO CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 6 08. (CESPE-TJAM) Em uma fila para atendimento, encontram-se 1.000 pessoas. Em ordem cronológica, cada pessoa recebe uma senha para atendimento numerada de 1 a 1.000. Para a estimação do tempo médio de espera na fila, registram-se os tempos de espera das pessoas cujas senhas são números múltiplos de 10, ou seja, 10, 20, 30, 40, ..., 1.000. Considerando que o coeficiente de correlação dos tempos de espera entre uma pessoa e outra nessa fila seja igual a 0,1, e que o desvio padrão populacional dos tempos de espera seja igual a 10 minutos, julgue o item que se segue. Para a estimação do tempo médio de espera, a fração amostral adotada na referida situação será superior a 0,12. ( ) CERTO ( ) ERRADO 09. (CESPE – SEDF) Um estudo estatístico será realizado para avaliar a condição socioambiental de estudantes do 5.º ano do ensino fundamental das escolas da rede pública do DF. A partir de uma lista que contempla todas as turmas do 5.º ano do ensino fundamental das escolas da rede pública do DF, serão selecionadas aleatoriamente 50 turmas. Em seguida, os entrevistadores aplicarão questionários para todos os estudantes matriculados nessas 50 turmas. Com base nessas informações, julgue o seguinte item. A escola é considerada a unidade amostral desse estudo estatístico. ( ) CERTO ( ) ERRADO 10. (IMA - Prefeitura de Penalva - MA - Auxiliar Administrativo) Assinale a alternativa que apresenta o conceito de variável quantitativa discreta: A) É aquela que expressa o valor de uma contagem, por exemplo, idade, quantidade de televisores numa casa, quantidade de habitantes de uma cidade. B) É aquela que separa os indivíduos em classes com uma determinada ordem, por exemplo, nível de escolaridade: fundamental, médio e superior. C) É aquela que expressa uma medida como um valor real, por exemplo, peso e altura. D) É aquela que separa os indivíduos em classes, porém não é possível estabelecer uma ordem, por exemplo, sexo (masculino e feminino) e esporte praticado (futebol, basquete, ciclismo…). GABARITO: 01. CERTO 02. CERTO 03. C 04. ERRADO 05. ERRADO 06. CERTO 07. ERRADO 08. ERRADO 09. ERRADO 10. A CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 7 ORGANIZAÇÃO DE DADOS 1. DADOS BRUTOS Podemos considerar como dados estatísticos brutos aqueles dispostos da mesma forma como foram coletados, sem que se tenha sido estabelecido com eles qualquer ordenamento numérico. Ex.: Uma relação das idades de 20 estudantes de uma determinada turma, feita em ordem alfabética (não havendo organização de valores em ordem). (12, 11, 13, 14, 10, 8, 9, 7, 6, 8, 9, 10, 14, 8, 12, 10, 8, 9, 6, 7) 2. ROL Podemos considerar como ROL um conjunto de dados estatísticos organizados em ordem crescente ou decrescente de grandeza. Ex.: Uma relação das idades de 20 estudantes de uma determinada turma, feita em ordem crescente dos valores das idades. (6, 6, 7, 7, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 10, 10, 10, 11, 12, 12, 13, 14, 14) 3. QUADROS E TABELAS ESTATÍSTICAS As tabelas estatísticas podem ser definidas como conjuntos de dados estatísticos, associados a um fenômeno, dispostos numa ordem de classificação. São classificadas levando-se em conta três elementos essenciais que caracterizam o fato em observação: o fenômeno descrito; o local onde foi observado; a época a que se refere. 4. DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS A distribuição de frequências consiste na organização dos dados em uma tabela, de acordo com as ocorrências. A tabela consta de duas colunas, sendo a primeira reservada aos dados e, a segunda, ao número de ocorrências ou frequências de cada dado. O número de ocorrências pode ser representado de forma absoluta (número), relativa (porcentagem) ou ambas. A distribuição de frequências é o tipo de tabela mais importante para o estudo da Estatística Descritiva. A sua elaboração merece um cuidado todo especial, uma vez que todos os cálculos, tanto de medidas de posição ou dispersão, quanto de assimetria e curtose, dependerão desta tabela. 5. FREQUÊNCIA SIMPLES ABSOLUTA (f) A frequência simples absoluta (f) de uma classe é o número de elementos da mesma. Assim, se a classe C1 possui f1 elementos, a classe C2 possui f2 elementos e de maneira genérica, a classe Ci possui fi elementos, dizemos que f1, f2, ..., fi são as frequências simples absolutas das respectivas classes. A soma das frequências simples absolutas f1 + f2 + ... + fi é denominada frequência total e é geralmente representada por ft ou n. No nosso exemplo, as idades anotadas, representam a variável, isto é, a característica da população que pretendemos estudar. Para que a idade dos alunos da turma seja observada com maior facilidade, podemos dispor ordenadamente os valores dessa variável em uma tabela. Idade (anos) frequência (f) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2 4 3 3 1 2 1 2 n =20 A esse tipo de tabela chamamos de distribuição de frequência com dados agrupados. A frequência é a quantidade de vezes que cada valor aparece na população (nesse caso, o número de alunos). Exemplo: A classe C1 (6) tem frequência 2, isto é, 2 alunos da turma têm 6 anos. A classe C2 (7) tem frequência 2, isto é, 2 alunos da turma têm 7 anos. A classe C3 (8) tem frequência 4, isto é, 4 alunos da turma têm 8 anos. E assim por diante. CORPO DE BOMBEIROSMILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 8 No exemplo da tabela anterior temos: f1 = 2, f2 = 2, f3 = 4, f4 = 3, f5 = 3, f6 = 1, f7 = 2, f8 = 1, f9 = 2. n = f t = f 1 + f 2 + f 3 + f 4 + f 5 + f 6 + f 7 + f 8 + f 9 n = 20 6. FREQUÊNCIA SIMPLES RELATIVA (f’) A frequência simples relativa (f ' ) de uma classe é o quociente da frequência simples absoluta (f) desta classe pela frequência total (n), isto é: É geralmente expressa em porcentagem. Assim a frequência simples relativa é no mínimo igual a 0 (zero) ou 0% e no máximo igual a 1 (um) ou 100%. A soma de todas as frequências simples relativas de uma distribuição é igual a 1 (um) ou 100%. No exemplo, para calcularmos as frequências simples relativas basta tomar as frequências simples absolutas e dividir pela frequência total que, no caso, vale 20. Teremos então: f1’= f1_= 2 = 0,10 = 10% n 20 f2’= f2 = 2 = 0,10 = 10% n 20 f3 = f3_= 4 = 0,20 = 20% n 20 f4 = f4 = 3 = 0,15 = 15% n 20 f5’ = f5 = 3 = 0,15 = 15% n 20 f6’= f6_ = 1 = 0,05 = 5% n 20 f7’ = f7_= 2 = 0,10 = 10% n 20 f8’ = f6_ = 1 = 0,05 = 5% n 20 f9’ = f7 = 2 = 0,10 = 10% n 20 Assim, podemos acrescentar mais uma coluna à tabela dada: Idade (anos) f f’ 6 7 8 9 10 11 12 2 2 4 3 3 1 2 10% 10% 20% 15% 15% 5% 10% 13 14 1 2 5% 10% n =20 100% 7. FREQUÊNCIA ACUMULADA ABSOLUTA (F) A frequência acumulada absoluta (F) de uma classe é o somatório de todas as frequências simples absolutas (f) desde a primeira classe até a classe em questão inclusive. No exemplo anterior, para calcular as frequências acumuladas absolutas (F) basta somar as frequências simples absolutas desde a primeira classe até a classe em questão: Idade (anos) f F 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2 4 3 3 1 2 1 2 (0 + 2)= 2 (2 + 2)= 4 (4+ 4)= 8 (8 + 3)= 11 (11 + 3)= 14 (14 + 1)= 15 (15 + 2)= 17 (17 + 1) = 18 (18 + 2) = 20 n = 20 Obs.: Note que a frequência acumulada da última classe é igual à frequência total (F7 = n = 20). 8. FREQUÊNCIA ACUMULADA RELATIVA (F’) A frequência acumulada relativa (F’) de uma classe é o quociente da frequência acumulada (absoluta) (F) desta classe pela frequência total (n), isto é: É geralmente expressa em porcentagem. Obviamente, a frequência acumulada relativa (F’) de uma classe também pode ser calculada somando-se todas as frequências simples relativas (f ’) desde a primeira classe até a classe em questão inclusive. fi’ = fi_ n Fi’ = Fi_ n CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 9 No exemplo, para calcular as frequências acumuladas relativas (F’), basta dividir as frequências acumuladas absolutas (F’) pela frequência total (n): F1 = F1_= 2 = 0,1 = 10% n 20 F2’= F2_ = 4 = 0,2 = 20% n 20 F3’= F3_ = 8 = 0,4 = 40% n 20 F4’= F4_ = 11 = 0,55= 55% n 30 F5 = F5_ = 14 = 0,7 = 70% n 20 F6’= F6 = 15 = 0,75 = 75% n 20 F7’= F7_= 17 = 0,85 = 85% n 20 F8’ = F6_= 18 = 0,9 = 90% n 20 F9’ = F6_ = 20 = 1 = 100% n 20 Como explicamos anteriormente também poderíamos ter calculado as frequências acumuladas relativas (F’) somando as frequências simples relativas (f ’) desde a primeira classe até a classe em questão inclusive. Assim, podemos acrescentar duas novas colunas à nossa tabela: Idade (anos) f f’ F F’ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2 4 3 3 1 2 1 2 10% 10% 20% 15% 15% 5% 10% 5% 10% 2 4 8 11 14 15 17 18 20 10% 20% 40% 55% 70% 75% 85% 90% 100% n = 20 100% 9. DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS COM INTERVALOS DE CLASSE No exemplo anterior usamos uma variável discreta de pequena variação e montamos uma distribuição de frequência sem intervalos de classe. Quando temos uma variável contínua, temos que construir uma distribuição de frequência utilizando- se de intervalos de classe. Para isso, é necessário vermos alguns conceitos como, amplitude total, intervalos de classe, limites de classe e ponto médio de classe. 9.1. AMPLITUDE TOTAL (H) Após a coleta dos dados estatísticos, estes fatalmente não estarão numericamente organizados em ordem crescente ou decrescente de grandeza. Nesta forma, eles são denominados dados brutos. Se, no entanto, colocarmos estes dados em ordem crescente ou decrescente de acordo com uma característica, teremos um rol. A diferença entre o maior e o menor valor de um rol é denominada amplitude total. 9.2. INTERVALOS DE CLASSE Geralmente, quando temos um conjunto de dados, estamos interessados em analisar determinadas características tais como peso, estatura, preços, quantidade, etc. Quando estamos lidando com dados contínuos, é comum agrupá-los em subconjuntos ou intervalos denominados classes ou categorias, embora também possamos fazê-lo com dados discretos. Essas classes devem formar uma partição do conjunto, isto é, devem ser tais que um mesmo elemento do conjunto não pertence a duas classes simultaneamente e a união delas é o conjunto todo. Assim, indicaremos por C1, C2, ... Ci as classes de um conjunto C. 9.3. LIMITES DE CLASSE Os extremos ℓi e Li são denominados respectivamente, limites inferior e superior da classe Ci. A diferença entre os limites superior e inferior de uma classe, é denominada amplitude (hi) ou comprimento da classe Ci. No caso de dados contínuos, uma classe Ci é sempre representada por um intervalo de números reais que pode assumir as seguintes formas: a) intervalo fechado: ℓi|---------------| Li (para qualquer elemento x pertencente a Ci temos ℓi x Li). h i=Li ℓi CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 10 b) intervalo semi-aberto à direita: ℓi |--------------- Li (para qualquer elemento x pertencente a Ci temos ℓi x Li). c) intervalo semi-aberto à esquerda: ℓi ---------------| Li (para qualquer elemento x pertencente a Ci temos ℓi x Li). d) intervalo aberto: ℓi --------------- Li (para qualquer elemento x pertencente a Ci temos ℓi x Li). Ex: Podemos agrupar as idades dos 20 alunos do exemplo anterior em classes. Idades (anos) f 6|---------- 8 8|---------- 10 10|---------- 12 12|---------- 14 14|---------- 16 4 7 4 3 2 n = 20 Estas idades variaram na faixa de 6 anos a 14 anos. Assim, a amplitude total é 14 6 = 8 anos. Foi feita uma divisão deste intervalo em 5 classes. A 1ª classe, por exemplo, é 6|-------- 8 enquanto que a 3ª classe é 10|--------- 12. Você pode observar que foram utilizados intervalos semi-abertos à direita (assim, uma pessoa de 10 anos pertence à 3ª classe e não à 2ª), que as classes cobrem toda a faixa das idades observadas e que uma determinada idade desta faixa pertence a somente uma das classes. Os limites inferior e superior da 4ª classe, por exemplo, são 12 e 14, respectivamente. Logo, ℓ4 = 12 e L4 = 14. As amplitudes das classes são todas iguais, Vejamos: h1 = L1 ℓ1 = 8 6 = 2 h2 = L2 ℓ2 = 10 8 = 2 h3 = L3 ℓ3 = 12 10 = 2 h4 = L4 ℓ4 = 14 12 = 2 h5 = L5 ℓ5 = 16 14 = 2 9.4. PONTO MÉDIO DE CLASSE (Pmi) O ponto médio de uma classe é a média aritmética dos limites (inferior e superior) desta classe, independente do tipo de intervalo que se esteja utilizando. Assim: A definição do ponto médio de uma classe é muitoimportante, pois em alguns cálculos posteriores, consideraremos todos os dados pertencentes a uma classe iguais ao seu ponto médio Pmi. No exemplo anterior, temos: Pm1 = ℓ1 + L1 = 6 + 8 = 7 anos 2 2 Pm2 = ℓ2 + L2 = 8 + 10 = 9 anos 2 2 Pm3 = ℓ3 + L3 = 10 + 12 = 11 anos 2 2 Pm4 = ℓ4 + L4 = 12 + 14 = 13 anos 2 2 Pm5 = ℓ5 + L5 = 14 + 16 = 15 anos 2 2 Agora que vimos todos os conceitos, vamos calcular as frequências simples relativas, frequências acumuladas absolutas, frequências acumuladas relativas e completar a distribuição de frequências com intervalos de classe. Pmi = ℓi + Li 2 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 11 Frequências simples relativas: f1’ = f1_ = 4 = 0,2 = 20% n 20 f2’ = f2_ = 7 = 0,35 = 35% n 20 f3’ = f3_ = 4 = 0,2 = 20% n 20 f4’ = f4_ = 3 = 0,15 = 15% n 20 f5’ = f5_ = 2 = 0,1 = 10% n 20 Frequências acumuladas absolutas F1 = f1 = 4 F2 = F1 + f2 = 4 + 7 = 11 F3 = F2 + f3 = 11 + 4 = 15 F4 = F3 + f4 = 15 + 3 = 18 F5 = F4 + f5 = 18 + 2 = 20 Frequências acumuladas relativas F’1 = 20% F’2 = 20% + 35% = 55% F’3 = 55% + 20% = 75% F’4 = 75% + 15% = 90% F’5 = 90% + 10% = 100% Idade f Pm f’ F F’ 6|---------- 8 8|---------- 10 10|---------- 12 12|---------- 14 14|---------- 16 4 7 4 3 2 7 9 11 13 15 20% 35% 20% 15% 10% 4 11 15 18 20 20% 55% 75% 90% 100% n = 20 100% GRÁFICOS, HISTOGRAMAS E POLÍGONOS DE FREQUÊNCIA GRÁFICOS É a representação dos resultados estatísticos através de figuras geométricas. Tem como principal objetivo tornar a análise e interpretação dos dados mais simples, mais rápida e mais agradável. Os tipos utilizados com mais frequência são: a) Gráfico em Barras ou em Colunas São aqueles em que os valores numéricos dos dados de um fenômeno são representados por retângulos dispostos horizontalmente (barras) ou verticalmente (colunas). a.1) Gráficos de coluna Juntamente aos gráficos em barra, são os mais utilizados. Indicam, geralmente, um dado quantitativo sobre diferentes variáveis, lugares ou setores e não dependem de proporções. Os dados são indicados na posição vertical, enquanto as divisões qualitativas apresentam- se na posição horizontal. Gráfico em colunas apontando as maiores populações do mundo por país a.2) Gráficos em barra Possuem basicamente a mesma função dos gráficos em colunas, com os dados na posição horizontal e as informações e divisões na posição vertical. CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 12 As indicações de cada dado podem ser colocadas na região interior da barra ou coluna ou à esquerda de cada barra e embaixo de cada coluna. A escolha é feita de acordo com as conveniências de espaço. É comum deixar um espaço entre duas barras ou duas colunas, de modo a individualizar melhor os dados. É aconselhável utilizar hachuras de mesma inclinação e espaçamento em todas as barras ou colunas, só variando a inclinação ou espaçamento nos gráficos compostos, que veremos a seguir. b) Gráfico Composto São aqueles em que representamos dois ou mais fenômenos em um mesmo gráfico, normalmente com o objetivo de comparação. A composição pode ser feita por justaposição (quando colocamos as barras ou colunas uma ao lado da outra) ou por superposição (quando colocamos as barras ou colunas uma em cima da outra). b.1) Gráfico Composto Justaposto b.2) Gráfico Composto Superposto É recomendável apresentar uma legenda com a correspondência entre os tipos de hachura e os fenômenos representados. O gráfico composto por superposição também permite a comparação entre fenômenos, mas é normalmente utilizado quando a soma dos valores relativos a estes é relevante. c) Gráfico em Setores São aqueles em forma de círculo em que cada setor possui um ângulo proporcional ao dado que representa. São normalmente utilizados quando desejamos evidenciar a participação dos dados em relação ao total. Para calcular o ângulo correspondente a cada setor basta utilizar uma regra de três simples: dado -------- total ângulo --------- 360º Uma das vantagens do gráfico de setores é que ele permite identificar facilmente as proporções entre os diversos valores nele representados e o todo. PRODUÇÃO DE CAFÉ EM GRÃOS NAS AMÉRICAS 0 10 20 30 40 50 60 1991 1992 1993 América do Norte América do Sul PRODUÇÃO DE CAFÉ EM GRÃOS NAS AMÉRICAS 0 20 40 60 80 1991 1992 1993 América do Sul América do Norte ADEPTOS DO CRISTIANISMO NO MUNDO 57% 20% 9% 4% 10% Católica Romana Protestante Ortodoxa Anglicana Outras CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 13 d) Pictograma Os Pictogramas são gráficos que usam figuras para representar quantidades. Ex: Número de alunos matriculados em um colégio. Série Número de Alunos 5ª . 6ª . 7ª . 8ª . Legenda: = 50 alunos A legenda explica que cada símbolo representa uma contagem de 50 alunos. Assim, este pictograma mostra contagens de 150 alunos na 5ª série, 250 alunos na 6ª série, 300 na 7ª série e 400 na 8ª série. e) Gráfico em Linhas ou em Curva São aqueles que utilizam um sistema de coordenadas cartesianas onde uma linha poligonal indica as variações de valores de um determinado fenômeno que é observado em intervalos regulares de tempo. Ex: A tabela seguinte mostra as temperaturas de um paciente tomadas de 4 em 4 horas ao longo de um dia: Hora 0h30 4h30 8h30 12h3 0 16h3 0 Temperatur a 39,5 40,0 38,5 38,0 37,5 O gráfico de linhas correspondente seria: Os vértices da linha poligonal indicam os valores das temperaturas observadas. Os pontos de cada um dos segmentos que se encontram em dois vértices seguidos da poligonal indicam estimativas das temperaturas entre duas observações consecutivas. Deste modo, observando o gráfico podemos estimar que a temperatura do paciente às 6h30 deveria estar próxima dos 39 gráus. f) Histograma São gráficos de superfícies utilizados para representar distribuições de frequências com dados agrupados em classes. O histograma é composto por retângulos justapostos (denominados de células), cada um deles representando um conjunto de valores próximos (as classes). A largura da base de cada célula deve ser proporcional à amplitude do intervalo de classe que ela representa e a área de cada célula deve ser proporcional à frequência da mesma classe. Se todas as classes tiverem igual amplitude, então as larguras devem ser iguais, porém as alturas dos retângulos serão proporcionais às frequências das classes que eles representam e, neste caso, geralmente faz-se as alturas numericamente iguais às frequências (f). Considere a distribuição de frequências apresentada a seguir e observe o histograma obtido a partir dela: Ex: Distribuição dos pesos dos funcionários de uma empresa. PESOS (kg) f f’ F 40 ├── 50 5 10% 5 50├── 60 15 30% 20 60├── 70 10 20% 30 70├── 80 15 30% 45 80├── 90 5 10% 50 TOTAL 50 100% Podemos também construir o histograma com a frequência simples relativa (f’). Basta marcar f’ ao invés de f no eixo vertical, como está feito no eixo à direita. 40, 0 37, 5 37, 0 36, 5 36, 0 38, 5 38, 0 39, 5 39, 0 0h30 4h3 0 8h3 0 12h3 0 16h3 0 5 1 0 1 0 1 5 4 0 f’ (%) 3 0 2 0 f 7 0 6 0 5 0 8 0 9 0 peso (kg) CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 14 g) Polígono de Frequências O polígono de frequências é o gráfico que obtemos unindo pontos médios dos lados superiores dos retângulos de um histograma por meio de segmentos de reta consecutivos formando assim a poligonal de frequência. Costuma-se completar esta poligonal de frequência unindo-se o primeiro e o último ponto representativo aos pontos médios das classes imediatamente anterior e posterior, que têm frequência nula e fechar o polígono através do eixo. Forma-se assim, o polígono de frequência. Retomando o histograma apresentado no item anterior, obtemos o seguinte polígono de frequências: h) Polígono de Frequência Acumulada ou Ogiva Podemos ainda construir o polígono de frequência acumulada, ou ogiva. Basta marcar a frequência acumulada abaixo de cada limite superior de classe na abscissa. As frequências acumuladas podem ser apresentadas na forma absoluta (quantidades de casos) ou na forma relativa (porcentagem). Consideremos a tabela de distribuição de frequências de pesos mostrada anteriormente, teremos: O histograma construído com estas frequências acumuladas nos dá a seguinte ogiva crescente: MEDIDAS DE POSIÇÃO INTRODUÇÃO São medidas que indicam a posição da distribuição no eixo das abscissas, ou seja, o posicionamento dos elementos de uma amostra de números quando esta é representada em rol. Como estas medidas tendem a se localizar em um ponto central do conjunto de dados analisados, são denominados medidas de tendência central. As medidas de tendência central têm como objetivo concentrar em um único número os diversos valores de uma variável quantitativa. Dentre os valores típicos ou representativos de um conjunto de valores, a média aritmética, a moda e a mediana são as mais conhecidas. As tabelas ou distribuições de frequências podem se apresentar de 3 formas diferentes: Dados não agrupados Dados agrupados sem intervalos de classe Dados agrupados com intervalos de classe A seguir vejamos o cálculo das medidas de posição em cada um dos casos. 3 0 1 0 5 0 4 0 F 7 0 6 0 5 0 8 0 9 0 peso (kg) 2 0 4 0 5 1 0 1 5 4 0 f 7 0 6 0 5 0 8 0 9 0 peso (kg) CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 15 1ª FORMA: DADOS NÃO AGRUPADOS Quando temos uma tabela com pequenas quantidades de variáveis não havendo necessidade de agrupá-las. Ex.: A tabela a seguir foi obtida após a pesquisa do preço de um produto em 7 lojas. Loja Preço A 5 B 12 C 13 D 15 E 20 F 25 G 29 1. MÉDIA ARITMÉTICA (X̅) ou (Ma) Define-se Média Aritmética de uma série de valores como sendo a razão entre a soma de todos os termos da série (∑ xi) e número de termos (n). 1.1. MÉDIA ARITMÉTICA SIMPLES No exemplo da tabela anterior: Ma = x1 + x2 + x3 + x4 +... +xn n Ma = 5 + 12 + 13 + 15 + 20 + 25 + 29 = 119 Ma= 17 7 7 2. MODA (Mo) Dada uma série estatística qualquer, chamamos de moda ou valor modal, o valor da série para o qual se verifica a maior frequência simples. Deste modo, uma lista de n dados numéricos pode, eventualmente, apresentar uma única moda (unimodal), duas modas (bimodal), três modas (trimodal) ou mais (plurimodal), podendo também não ter moda (amodal). Ex1: A série (2, 2, 3, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8) é unimodal Mo = 3 Ex2: A série (10, 11, 11, 13, 13, 13, 14, 15, 15, 15, 16, 16) tem duas modas, 13 e 15 sendo por isso denominada série bimodal. Ex3: A série (3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7) não tem moda, sendo denominada série amodal. No exemplo da tabela anterior: (5, 12, 13, 15, 20, 25, 29) Não tem moda, série amodal. 3. MEDIANA (Md) Mediana é o valor que separa um rol em duas partes com a mesma quantidade de ocorrências. A mediana, portanto, será sempre um número que, num conjunto ordenado de dados, tenha 50% dos valores menores ou iguais a ele, sendo os outros 50% maiores ou iguais a ele. Ocupa, quanto ao número de elementos do rol, uma posição central no mesmo. Assim, dados n valores numéricos em ordem crescente ou decrescente, a mediana será: Se n for ímpar, o termo que ocupar a posição central. Se n for par, a média aritmética dos 2 termos centrais. Ex1: Na série (5, 10, 15, 16, 20, 40,40) a mediana é 16. Ex2: Na série (13, 15, 17, 19, 25, 30) os dois valores mais centrais do rol são 17 e 19, sendo 18 a média aritmética entre eles. Assim, a mediana é 18. Ma = x1 + x2 + x3 + x4 +... +xn n Ma = ∑ xi n ou CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 16 No exemplo da tabela anterior: 5, 12, 13, 15, 20, 25, 29 A série tem 7 termos, o termo central é o 4º termo, portanto a mediana é Md = 15 TESTE DE FIXAÇÃO: A tabela a seguir foi obtida após a pesquisa do peso de algumas crianças de uma creche. Criança Peso (kg) Camila 9 Rafael 11 Valéria 16 Letícia 18 Bianca 25 Alice 29 Calcule: a) A média aritmética (Ma). b) A moda (Mo). c) A mediana (Md). 2ª FORMA: DADOS AGRUPADOS SEM INTERVALOS DE CLASSE Quando temos uma variável discreta de pequena variação, podemos construir uma distribuição de frequência utilizando cada valor isoladamente ao invés de intervalos de classe. Ex: O gráfico a seguir foi obtido após a pesquisa das idades de alguns alunos em uma turma: Montando a distribuição de frequência, temos: Idade (anos) f 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2 4 3 3 1 2 1 2 n = 20 1. MÉDIA ARITMÉTICA (Ma) Quando os valores estiverem agrupados numa distribuição de frequências, usaremos a média aritmética dos valores x1, x2, x3, x4,..., xn, ponderados pelas respectivas frequências f1, f2, f3, f4,..., fn: No exemplo da tabela anterior: Ma = x1f1+ x2f2+ x3f3 + x4 f4 +... +xnfn n Ma = 6 . 2 + 7 . 2 + 8 . 4 + 9 . 3 + 10 . 3 + 11 . 1 + 12 . 2 + 13 . 1 + 14 . 2 20 Ma = 12 + 14 + 32 + 27 + 30 + 11 + 24 + 13 + 28 20 20 Ma = 191 Ma = 9,55 anos 20 Ma = x1f1+ x2f2+ x3f3 + x4 f4 +... +xnfn n Ma = ∑ xi . f𝐢 n ou 6 0 3 4 1 7 9 8 1 0 Idade s N ú m er o d e a lu n o s 2 1 1 1 2 1 3 1 4 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 17 Md = Xn+1 2 2. MODA (Mo) A moda ou valor modal será o valor que mais se repete na distribuição. A distribuição poderá ser amodal, bimodal, trimodal ou plurimodal. No exemplo da tabela anterior: A maior frequência da distribuição é 4 que pertence ao valor 8 anos, portanto: Mo = 8 anos (Série unimodal). 3. MEDIANA (Md) Para se determinar a mediana de dados agrupados sem intervalos de classe, devemos observar se a série é constituída de: a) Com número ímpar de termos: A mediana será o elemento que ocupar a posição n + 1 2 , ou seja: b) Com número par de termos: A mediana será a média aritmética entre os elementos que ocuparem as posições: n 2 e n 2 + 1, ou seja: Para se encontrar os valores nas posições determinadas pelas fórmulas anteriores é necessário construir na tabela, a coluna de frequências acumuladas (F). No exemplo da tabela anterior: Idade (anos) f F 6 7 8 9 10 11 12 1314 2 2 4 3 3 1 2 1 2 2 4 8 11 14 15 17 18 20 n = 20 n = 20 = 10 e n + 1 = 11 Md = X10 + X11 = 9 + 9 2 2 2 2 2 Md = 9 anos 3ª FORMA: DADOS AGRUPADOS COM INTERVALOS DE CLASSE Quando estamos lidando com dados contínuos, é comum agrupá-los em subconjuntos ou intervalos denominados classes ou categorias, embora também possamos fazê-lo com dados discretos. Ex.: A tabela abaixo foi obtida após a pesquisa do peso dos alunos de uma turma. Peso (kg) Número de alunos Ponto Médio F(fac) 40 |---------- 50 50 |---------- 60 60 |---------- 70 70 |---------- 80 80 |---------- 90 5 10 10 20 5 45 55 65 75 85 5 15 25 45 50 n = 50 1. MÉDIA ARITMÉTICA (Ma) Neste caso supõe-se que os dados estão distribuídos em posições igualmente espaçadas ao longo dos intervalos de classe. Assim, para o cálculo da média, basta calcular o ponto médio de classe e considerar todos os dados da classe coincidentes com o mesmo, recaindo na SEGUNDA FORMA. No exemplo da tabela anterior: Pm1 = 45 / Pm2 = 55 / Pm3 = 65 / Pm4 = 75 / Pm5 = 85 Ma = x1 . f1+ x2 . f2+ x3 . f3 + x4 . f4 +... +xn . fn n Ma = 45 . 5 + 55 . 10 + 65 . 10 + 75 . 20 + 85 . 5 50 Ma = 225 + 550 + 650 + 1500 + 425 = 3350 Ma = 67 50 50 Md = Xn 2 +Xn 2 +1 2 X1 0 X1 1 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 18 2. MODA (Mo) Neste caso a moda não é rigorosamente definida. a) Moda Bruta É o ponto médio da classe modal, isto é, da classe de maior frequência. Utilizada quando se deseja um valor aproximado da moda. No exemplo da tabela anterior: Classe Modal = 4ª (70|---------- 80). Mo = 70 + 80 Mob = 75 2 b) Moda de Czuber A fórmula de Czuber é considerada a mais precisa para o cálculo da moda numa tabela com os dados agrupados em classes. Nela, considera-se as variações das frequências das classes vizinhas à classe modal em relação à frequência da própria classe modal. i é a classe modal, isto é, a classe de maior frequência. ℓi é o limite inferior da classe modal. hi é a amplitude da classe modal. ant é a diferença entre as frequências simples das classes modal e anterior à modal. ant = fmodal – fant post é a diferença entre as frequências simples das classes modal e posterior à modal. post = fmodal – fpost No exemplo da tabela anterior: Moc = ℓi + ( ant ant + post ) . hi i é a classe modal, isto é, a classe de maior frequência, portanto a classe é (70|-------- 80). i = 70, hi = 10 ant = fmodal – fant = 20 – 10 = 10. post = fmodal – fpost = 20 – 5 = 15 Moc = 70 + ( 10 10 + 15 ) . 10 = 70 + 100 25 = 70 + 4 Moc = 74 c) Moda de King A fórmula de King baseia-se apenas na influência das frequências das classes adjacentes à classe modal sobre o valor da moda, não considerando a frequência da própria classe modal. É menos precisa que a fórmula de Czuber, devendo, portanto, o seu uso ficar restrito aos casos onde seja expressamente pedida. i é a classe modal, isto é, a classe de maior frequência. ℓi é o limite inferior da classe modal. hi é a amplitude da classe modal. fant é a frequência simples absoluta da classe anterior à modal. fpost é a frequência simples absoluta da classe posterior à modal. No exemplo da tabela anterior: Mok = ℓi + ( fpost fant + fpost ) . hi i é a classe modal, isto é, a classe de maior frequência, portanto a classe é (70|-------- 80). i = 70, hi = 10, fant = 10, fpost = 5 Mo = 70 +( 5 10 + 5 ) . 10 = 70 + 50 15 = 70 +3,34 Mok = 73,34 COMPARAÇÕES ENTRE OS TRÊS TIPOS DE MODA Dada uma distribuição de frequências, as frequências das classes adjacentes à classe modal, poderão se apresentar de três maneiras: A classe anterior menor que a classe posterior, as duas iguais, ou a classe anterior maior que a classe posterior. Neste caso as três modas se apresentarão conforme tabela abaixo: fant fpost fant = fpost fant fpost Mob Moc Mok Mob = Moc = Mok Mob Moc Mok Mob = moda bruta Moc = moda de Czuber Mok = moda de King Moc = ℓi + ( ant ant + post ) . hi Mok = ℓi + ( fpost fant + fpost ) . hi CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 19 Note que, no exemplo da tabela anterior: Frequência da classe modal (70├── 80 = 20). Frequência da classe anterior (60├── 10 = 10). Frequência da classe posterior (80├── 90 = 5). fant fpost As três modas tiveram os seguintes valores: Moda Bruta = 75 kg Moda de Czuber = 74 kg Mob Moc Mok Moda de King = 73,34 kg 3. MEDIANA (Md). Neste caso, a mediana será determinada pela fórmula: Onde: n Tamanho da série ou frequência total; md Classe cuja frequência acumulada absoluta seja maior ou igual a n 2 (no caso da mediana, para n par ou ímpar); ℓi Limite inferior da classe mediana; Fant Frequência acumulada absoluta da classe anterior à classe mediana; fi Frequência simples absoluta da classe mediana; hi Amplitude da classe mediana. No exemplo da tabela anterior: Md = ℓi+ ( n 2 − Fant fi ) . hi n/2 = 50/2 = 25 i é a classe cuja frequência acumulada absoluta é igual ou maior a n 2 = 25, portanto a classe é (60|-------- 70) i = 60, fi = 10, hi = 10, Fant = 15 Md = 60 + ( 25−15 10 ) . 10 = 60 + 1 . 10 Md = 70 TESTES – MEDIDAS DE POSIÇÃO 01. As notas dos três primeiros bimestres de um aluno, em determinada disciplina, são: 5, 4 e 7. Sabendo que a nota final anual é a média aritmética simples das notas obtidas pelo aluno nos quatro bimestres, qual deverá ser anota do quarto bimestre para que a sua nota final anual seja 6? a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 02. Considere na questão anterior que a nota final anual fosse a média aritmética ponderada das notas obtidas pelo aluno nos quatro bimestres, com pesos 1, 2, 3 e 4 do primeiro ao quarto respectivamente, qual deveria ser a nota do aluno no quarto bimestre para que sua nota final anual fosse a mesma? a) 6,5 b) 7,0 c) 7,5 d) 8,0 e) 8,5 03. A média aritmética dos pesos de dezenove pessoas que entraram num elevador é igual a 70 kg. Se entrar mais uma pessoa, que pesa 82 kg, a nova média dos pesos das vinte pessoas, em kg, será igual a: a) 80,2 b) 76,3 c) 72,0 d) 71,2 e) 70,6 Md = ℓi+ ( n 2 − Fant fi ) . hi CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 20 04. Agenor está fazendo um curso de especialização. O curso é dividido em módulos e cada módulo tem um certo número de créditos, dependendo da importância do módulo. O coeficiente de rendimento do aluno é a média ponderada das notas por ele obtidas nos respectivos módulos, tendo como pesos os créditos correspondentes. A tabela a seguir apresenta as notas obtidas por Agenor e o número de créditos de cada módulo: Módulo No de créditos Nota I 4 6 II 5 7 III 5 8 IV 3 6 V 3 6 VI 5 9 O coeficiente de rendimento de Agenor no curso é igual a: a) 4,3 b) 6,8 c) 7,0 d) 7,2 e) 7,6 05. Em uma pesquisa sobre tempo de uso de internet, 1000 pessoas responderam à seguinte pergunta: “Durante quantas horas, por dia, você utiliza a internet?” O resultado da pesquisa é mostrado no gráfico a seguir. O número médio de horasdiárias na internet utilizadas por essas pessoas é: a) 2 b) 2,5 c) 2,7 d) 2,9 e) 3 06. Calcular a moda, pela fórmula de King, da distribuição de frequência abaixo. PESOS (kg) NÚMERO DE PESSOAS 10|---------- 12 12|---------- 14 14|---------- 16 16|---------- 18 18|---------- 20 08 18 28 12 04 a) 13,20 b) 13,80 c) 12,80 d) 14,80 A tabela a seguir refere-se às questões 07 e 08 Diâmetro (cm) Frequência simples absolutas 4├── 6 6├── 8 8├── 10 10├──12 12├──14 6 8 12 10 4 1 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 5 0 Número de 2 3 4 5 Número de CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 21 07. De acordo com a distribuição de frequência transcrita acima, pode-se afirmar que a mediana da distribuição é: a) É eqüidistante da média aritmética e da moda b) É igual à média aritmética c) É inferior à média aritmética d) Coincide com o ponto médio de um intervalo de classe e) Pertence a um intervalo de classe distinto daquele que contém a média aritmética 08. Ainda com relação a tabela anterior, a moda da distribuição é aproximadamente igual a: a) 9,5 cm b) 9,7 cm c) 9,3 cm d) 9,6 cm e) 9,4 cm 09. Dada a seguinte distribuição, onde i é a frequência simples absoluta da i-ésima classe então: Classes i 2├── 4 4├── 6 6├── 8 8├── 10 10├── 12 2 8 10 8 4 a) A distribuição é simétrica e o número de classes é 5 b) A distribuição é assimétrica e bimodal c) A média aritmética é 6,4 d) Por ser a maior frequência a moda é 10 e) O ponto médio da 3ª classe e a moda são iguais. 10. A moda bruta é: a) O ponto médio da classe central b) O ponto médio da classe de maior frequência c) Um ponto médio qualquer escolhido arbitrariamente d) Considerada a forma mais precisa para o cálculo da moda e) Nenhuma das respostas anteriores 11. A Moda de Czuber é calculada utilizando: a) Todos os dados da distribuição b) Os dados centrais da distribuição c) Os dados que estão em torno da classe de maior frequência d) Os dados externos e) Nenhuma das respostas anteriores 12. Se as frequências das classes adjacentes à classe modal forem iguais, podemos afirmar que: a) A moda de Czuber será maior que a moda bruta b) A moda de Czuber será maior que a moda de King c) A moda bruta será igual à moda de Czuber d) A moda bruta será maior que a moda de Czuber e) nenhuma das respostas anteriores 13. Se a frequência da classe anterior à classe modal for maior que a frequência da classe posterior à classe modal, poderemos afirmar que: a) A moda de King será maior que a moda de Czuber b) A moda de Czuber será maior que a moda bruta c) A moda de King será menor que a moda bruta d) As modas bruta, de Czuber e de King serão iguais e) nenhuma das respostas anteriores CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 22 14. Os 100 alunos admitidos em uma faculdade foram distribuídos em duas turmas. Na turma I, puseram os 50 alunos de melhores médias no vestibular; na turma II, os demais. Entretanto, resolveu-se, posteriormente, transferir, para a turma II, o pior aluno da turma I. Após a transferência, o que aconteceu com as médias das notas no vestibular, dos alunos das turmas I e II ? a) Ambas aumentaram. b) Ambas diminuíram. c) Aumentou a de I e diminuiu a de II. d) Diminuiu a de I e aumentou a de II. e) Não há dados suficientes para que se possa responder. 15. A média das idades de dez pessoas é de 20 anos. Se mais cinco pessoas com média de idade de 23 anos se juntarem a este grupo, a nova média de idade do grupo todo será igual a: a) 25 b) 24 c) 23 d) 22 e) 21 16. Analise o gráfico seguinte que representa as médias dos candidatos que prestaram exame em um concurso público. Qual a moda e a mediana destas médias? a) 4 e 6,5 b) 4 e 7 c) 4 e 6 d) 5 e 6 e) 6 e 4 GABARITO 01. D 02. A 03. E 04. D 05. C 06. D 07. D 08. C 09. E 10. B 11. C 12. C 13. C 14. A 15. E 16. C MEDIDAS DE DISPERSÃO INTRODUÇÃO As medidas de dispersão medem o grau de espalhamento dos dados de uma distribuição. Se você anotar as idades dos alunos de uma turma de faculdade, provavelmente verá que a maioria deles se concentra numa faixa muito estreita (talvez entre 19 e 24 anos), com evidente predominância dos jovens, havendo um ou outro caso que destoa dessa faixa. Agora, se você tentar anotar as idades das pessoas que frequentam uma determinada praia, verá que a dispersão é muito maior, isto é, existem quantidades significativas de crianças, jovens, adultos e idosos. Para quantificar essa dispersão (ou variabilidade) existem diversas medidas. As medidas de dispersão dividem-se em absolutas e relativas, sendo as principais delas: I) Medidas de dispersão absolutas: a) Amplitude total ou campo de variação; b) Desvio Quartílico ou Amplitude Semi-interquartílica c) Desvio Médio; d) Variância; e) Desvio padrão ou Desvio quadrático médio. II) Medidas de dispersão relativas: g) Coeficiente de variação; h) Variância relativa Destas, as mais importantes são a variância e o desvio padrão. 4, 0 6 0 4 0 2 0 N ú m er o d e ca n d id at o s Médi as 6, 0 7, 0 8, 0 9, 0 5, 0 1 0 3 0 5 0 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 23 1. AMPLITUDE TOTAL (R ou H) É a diferença entre o maior valor (ou o limite superior do último intervalo de classe) e o menor valor (ou o limite inferior do primeiro intervalo de classe) de uma distribuição. É uma medida de dispersão limitada, pois depende apenas dos valores extremos, não considerando a dispersão dos valores interno da série. Ex: Série A: 60 75 80 10 0 15 0 RA = 90 Série B: 70 70 70 10 0 16 0 RB = 90 As séries A e B possuem o mesmo campo de variação, porém, com uma dispersão menor entre os valores de A do que de B, fato que só podemos comprovar com o estudo das outras medidas de dispersão absolutas, uma vez que esta medida se refere apenas aos valores extremos da série. 2. DESVIO QUARTÍLICO (Dq) (OU AMPLITUDE SEMI-INTERQUARTÍLICA) O Desvio Quartílico, também conhecido como amplitude Semi-Interquartílica, é a distância média entre os quartis: OBS: É comum em alguns exercícios de provas de concurso, pedir para calcular a Amplitude Interquartílica que é a diferença entre os quartis: AI = Q3 – Q1. 3. DESVIO MÉDIO (Dm) O desvio, discrepância, afastamento ou resíduo de um valor é a diferença entre este valor e a média aritmética da distribuição. O desvio médio é a média aritmética dos valores absolutos (módulos) dos desvios calculados em relação a média aritmética da série. 3.1 – Dados não Agrupados: 3.2 – Dados Agrupados: (em classes ou não) 4. VARIÂNCIA ABSOLUTA (σ2 ou S2) Para calcularmos o desvio médio, como vimos no item anterior, foi necessário tomarmos os módulos dos desvios em relação à média aritmética, visto que a soma destes desvios é sempre nula. Para evitar o uso dos módulos, criou-se uma outra medida de dispersão denominada de VARIÂNCIA, onde os desvios são elevados ao quadrado, evitando, desta maneira, a soma nula. A variância é definida como sendo a média aritmética dos quadrados dos desvios calculados em relação à média aritmética dos valores da série. A variância mede o grau de concentração dos valores de uma série em torno da média, sendo σ2 (sigma ao quadrado) a variância de uma população, S2 a variância de uma amostra.VARIÂNCIA POPULACIONAL Dados não Agrupados Dados Agrupados (em classes ou não) ou ou Dm = |xi – Ma| n R = Li– ℓi σ2 = (xi – Ma)2 n Dm = |xi – Ma| . fi n σ2 = (xi – Ma)2 . fi n Dq = Q3 – Q1 2 σ2 = 1 xi 2–(∑xi)2 n n σ2 = 1 xi 2fi–(∑xifi)2 n n CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 24 VARIÂNCIA AMOSTRAL Dados não Agrupados Dados Agrupados (em classes ou não) ou ou OBS: Quando não houver nenhuma referência, consideramos a série de dados proposta como uma população de dados. 5. DESVIO PADRÃO (σ ou S) O desvio padrão é definido como sendo a raiz quadrada positiva da variância, sendo a medida de dispersão mais utilizada em Estatística. O desvio padrão indica, em termos absolutos, o afastamento dos valores observados em relação à média aritmética da série estudada. Desvio Padrão Populacional: Desvio Padrão Amostral: É importante destacar que o desvio padrão tem a mesma unidade da variável proposta, fato que não acontece com a variância, cuja unidade é a da variável original elevada ao quadrado. 6. VARIÂNCIA RELATIVA (V2) É o quociente entre a variância e o quadrado da média.=- ou 7. COEFICIENTE DE VARIAÇÃO (CV) É obtido através da raiz quadrada da variância relativa e mede o grau de concentração dos valores de uma série em torno de sua média. Sua utilidade é: a) Em se tratando de somente uma série de valores, medir o grau de concentração dos valores em torno da média, além da representatividade da mesma. b) A da comparação, em termos relativos, da dispersão dos valores em torno da média de séries distintas. Como, V2 = σ2 Ma2 então CV = √ σ2 Ma2 ou Portanto, podemos definir o coeficiente de variação, também, como sendo o quociente entre o desvio padrão e a média. Como o coeficiente de variação é a razão entre duas grandezas de mesma unidade, portanto, uma grandeza adimensional, é comumente expresso em porcentagem. Em termos práticos, quanto à representatividade da média e quanto ao grau de dispersão, temos: I - CV 15% Baixa dispersão dos valores em torno da média e grande representatividade da média da série. II - 15% < CV < 30% Média dispersão dos valores em torno da média e média representatividade da média da série. III - CV 30% Alta dispersão dos valores em torno da média e baixa representatividade da média da série. Quanto maior o coeficiente de variação, maior é a dispersão dos dados. V2 = S2_ Ma 2 S = √S2 CV = √V2 CV = σ _ Ma S2 = (xi – Ma)2 n – 1 S2 = (xi – Ma)2 . fi n – 1 S2 = 1 xi 2–(∑xi)2 n – 1 n S2 = 1 xi 2fi–(∑xifi)2 n – 1 n σ = √ σ2 V2 = σ2_ Ma 2 CV = S _ Ma CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 25 TESTES – MEDIDAS DE DISPERSÃO 01. Numa distribuição de valores iguais, o desvio padrão é: a) negativo b) zero c) a unidade d) positivo 02. Qual o desvio padrão e o desvio médio do conjunto formado pelos números 1, 3, 6 e 10? a) desvio padrão = 19; desvio médio = 9 b) desvio padrão = 20; desvio médio = 4 c) desvio padrão = √11,5; desvio médio = 3 d) desvio padrão = √30; desvio médio = 5 e) desvio padrão = √20; desvio médio = 3 03. Em minutos, os tempos gastos por 5 funcionários de uma repartição para digitar determinado texto foram: 17, 20, 18, 21 e 24. Com base nesses dados, julgue os itens seguintes. * A média aritmética do tempo gasto pelos funcionários para digitar o texto foi de 22 minutos. * A mediana da seqüência formada pelos tempos dados acima é superior a 22 minutos. * O desvio-padrão da seqüência de tempos observados é inferior a 3 minutos. O número de itens certos é: a) 1 b) 2 c) todos d) nenhum 04. A tabela abaixo, apresenta as frequências acumuladas das idades de 20 jovens entre 14 e 20 anos. Idades (anos) Frequência acumulada 14 2 15 4 16 9 17 12 18 15 19 18 20 20 Uma das medidas de dispersão é a variância populacional, que é calculada por σ2 = ∑|xi−x̅|2 n . Sabendo- se que x̅ é a média aritmética dessas idades, qual a variância das idades na população formada pelos 20 jovens? a) 0,15 b) 0,20 c) 1,78 d) 3,20 e) 3,35 05. Em um concurso, 2 candidatos empataram com mesmo número de pontos, ambos com a média igual a 7. Candidato A 5, 7, 9 Candidato B 6, 6, 9 Após o cálculo do desvio padrão, quem ficou com a vaga? a) O candidato A com σ = √2,666 b) O candidato B com σ = √3 c) O candidato A com σ = √2,9 d) O candidato B com σ = √3,1 e) O candidato B com σ = √2 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 26 06. Em um Concurso o primeiro colocado obteve a seguinte pontuação: Matemática 9 pontos Português 8 pontos Informática 8 pontos Atualidades 9 pontos Legislação 6 pontos Qual o desvio padrão de suas notas? a) √1,5 b) √1,3 c) √1,4 d) √1,2 e) √0,8 07. Em um Concurso composto por 5 provas com nota máxima 5 ,um candidato obteve a seguinte pontuação. Provas Prova 1 Prova 2 Prova 3 Prova 4 Prova 5 NOTA 4 3 3 3 2 Qual o desvio médio de suas notas? a) 1,4 b) 0,40 c) 2,3 d) 0,60 e) 0,80 08. Um técnico de futebol analisou o desempenho de um jogador nas 05 (cinco) últimas partidas de um campeonato, por meio da tabela seguinte: PARTIDAS N.o DE GOLS 01 2 02 1 03 0 04 3 05 4 Fazendo uma análise do coeficiente de variação podemos afirmar que: a) A dispersão dos valores em torno da média é baixa e a média da série tem uma grande representatividade. b) A média aritmética da série tem média representatividade, sendo a dispersão dos valores em torno da média considerada também média. c) Existe alta dispersão dos valores em torno da média e baixa representatividade da média da série. d) O coeficiente de variação é menor que a variância relativa. e) O coeficiente de variação e a variância relativa são iguais. 09. Analise as afirmativas a seguir sobre o coeficiente de variação. I – O coeficiente de variação é uma medida de variação relativa. II – Se uma distribuição é bimodal, então seu coeficiente de variação é zero. III – O coeficiente de variação tem a mesma unidade que o desvio padrão. É (São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s) a) I b) II c) III d) I e II e) II e III 10. Qual o desvio padrão da amostra (10, 10, 11, 11)? a) √1/3 b) √1/2 c) √10,5 d) 1/2 e) 1/4 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 27 11. O grau ao qual os dados numéricos tendem a dispersar-se em torno de um valor médio chama-se: a) média. b) variação ou dispersão dos dados. c) mediana. d) correlação ou dispersão. e) moda. 12. A tabela mostra a distribuição de frequências relativas populacionais (f’) de uma variável X: X f’ – 2 6a 1 a +2 3a Sabendo que “a” é um número real, então, então a média (x) e a variância (σx 2)de X são, respectivamente: a) x = –0,5 e σx 2 = 3,45 b) x = 0,5 e σx 2 = –3,45 c) x = 0 e σx 2= 1 d) x = –0,5 e σx 2 = 3,7 e) x = 0,5 e σx 2 = 3,7 13. Os dados seguintes, ordenados do menor para o maior, foram obtidos de uma amostra aleatória, de 50 preços (Xi) de ações, tomada numa bolsa de valores internacional. A unidade monetária é o dólar americano. 4, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 11, 11, 12, 12, 13, 13,14, 15, 15, 15, 16, 16, 18, 23 Os valores seguintes foram calculados para a amostra: ∑ i Xi = 490 e ∑ i Xi 2 – ( ∑ i Xi )2/ 50 = 668 Assinale a opção que corresponde à mediana e à variância amostral, respectivamente (com aproximação de uma casa decimal) a) (9,0 13,6) b) (9,5 14,0) c) (8,0 15,0) d) (8,0 13,6) e) (9,0 14,0) GABARITO 01. B 02. C 03. A 04. D 05. E 06. D 07. B 08. C 09. A 10. A 11. B 12. A 13. A www.lojadoconcurseiro.com.br CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DO PARÁ - SOLDADO MATEMÁTICA 28
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