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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ (UNIOESTE) CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS (CECE) CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA TRABALHO 2 ALUNO: RA: HENRIQUE OLEGINI DA COSTA 155931 FOZ DO IGUAÇU, 2023. 1 SUMÁRIO 1 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS POPULACIONAIS µ1 E µ2 ....................................................................................................................................... 2 1.1 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS QUANDO OS DESVIOS PADRÃO POPULACIONAIS 1 E 2 SÃO CONHECIDOS ....................................... 2 1.2 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS QUANDO OS DESVIOS PADRÃO POPULACIONAIS 1 E 2 SÃO DESCONHECIDOS E SUPOSTAMENTE IGUAIS ............................................................................................................................. 3 1.3 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS QUANDO OS DESVIOS PADRÃO POPULACIONAIS 1 E 2 SÃO DESCONHECIDOS E SUPOSTAMENTE DIFERENTES ................................................................................................................... 4 1.4 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS QUANDO OS QUANDO OS DADOS SÃO PAREADOS ........................................................................................ 5 2 ANÁLISE DE VARIÂNCIA ........................................................................................ 6 2.1 ANÁLISE DE VARIÂNCIA COM UM FATOR ...................................................... 6 2.2 ANÁLISE DE VARIÂNCIA COM DOIS FATORES E SEM REPETIÇÃO .......... 7 2.3 ANÁLISE DE VARIÂNCIA COM DOIS FATORES E COM REPETIÇÃO ............ 8 3 AMOSTRAGEM ........................................................................................................ 10 3.1 GERAÇÃO DE NÚMEROS ALEATÓRIOS ........................................................... 10 3.2 GERAÇÃO DE UMA AMOSTRA ALEATÓRIA PARTIR DE UMA POPULAÇÃO FINITA ............................................................................................................................ 10 2 1 TESTE PARA A DIFERENÇA ENTRE DUAS MÉDIAS POPULACIONAIS μ1 E μ2 1.1 Teste para a diferença entre duas médias quando os desvios padrão populacionais 1 e 2 são conhecidos O restaurante do gaúcho, faz entrega semanal em um mesmo endereço, tendo duas possiblidades de trajeto para realizar as entregas. O motoboy desconfia não haver diferença entre o tempo de cada trajeto. Foram realizadas 6 entregas por ambas as rotas, o primeiro trajeto houve uma média de 10 minutos e um σ1 = 2,1 minutos, já o segundo trajeto houve uma média de 8 minutos e σ2 =1,3 minutos. Teste a hipótese que não existe diferença significativa entre o tempo médio dos dois trajetos, ao nível de 1% de insignificância. Os dados estão abaixo na tabela Tempo de entrega (minutos) Trajeto 1 10 14 8 9 11 8 Trajeto 2 8 7 6 10 9 8 RESULTADO: Interpretação: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: 1 = 2 (não há diferença de tempo entre os trajetos)” contra a hipótese alternativa “H1: 1 2 (há diferença de tempo entre os trajetos)”, ou seja, o teste é bicaudal ou bilateral. O nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. No resultado ocorre P(Z<=) bicaudal = 3 0,019517481. Logo, aceita-se H0, ou seja, não há diferença de tempo entre os trajetos. Portanto, o motoboy pode escolher qualquer trajeto que não ocorrerá diferença de tempo, considerando o nível de significância de 1%. 1.2 Teste para a diferença entre duas médias quando os desvios padrão populacionais 1 e 2 são desconhecidos e supostamente iguais O supermercado Muffato tem uma criação de gado, separado em dois estados e estão prontos para o abate, o mercado procura saber se o peso do boi difere de um estado para outro. Logo, é pego uma amostra aleatória e é pesado os gados. Considere o nível de insignificância de 5% e com desvio padrão populacional supostamente igual. Na tabela abaixo mostra os dados obtidos. Peso (kg) Estado 1 70 76 73 71 68 79 70 Estado 2 80 72 68 75 62 70 RESULTADO: Interpretação: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: 1 = 2 (não há diferença significativa entre os pesos dos gados de cada estado)” contra a hipótese alternativa “H1: 1 2 (há diferença significativa entre os pesos dos gados de cada estado)”, ou seja, o teste é bicaudal ou bilateral. O Nível de significância do teste é de 5% ou 0,05, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,05. No resultado ocorre P(T<=t) bicaudal = 0,673916891, cujo valor representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo H0 verdadeira. Como esse valor é maior que o 4 nível de significância (0,05), não se rejeita H0, ou seja, não há diferença significativa entre os pesos dos gados de cada estado. 1.3 Teste para a diferença entre duas médias quando os desvios padrão populacionais 1 e 2 são desconhecidos e supostamente diferentes A Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) realizou em novembro a prova do ENADE, a fim de testar a qualidade de ensino da universidade. Na turma de engenharia mecânica, 15 alunos foram submetidos a prova e na turma de engenharia elétrica foram 13 alunos. Teste se a turma de engenharia mecânica obteve a mesma média do que elétrica. Considerando um nível de significância de 5% e com desvios de padrão desconhecidos e supostamente diferentes. Nota dos alunos Elétrica 56 40 91 100 73 77 84 90 65 40 10 95 50 Mecânica 100 92 87 70 95 69 49 100 73 85 94 100 42 0 99 RESULTADO: Interpretação: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: 1 = 2 (a média de engenharia mecânica e elétrica são iguais)” contra a hipótese alternativa “H1: 1 ≠ 2 (as médias dos cursos foram diferentes)”, ou seja, o teste é bicaudal ou bilateral. O nível de significância do teste é de 5% ou 0,05, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,05. No resultado ocorre P(T<=t) bicaudal = 0,284961994, cujo valor representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo H0 verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,05), se rejeita H0, ou seja, as médias dos cursos foram diferentes. 5 1.4 Teste para a diferença entre duas médias quando os quando os dados são pareados Sete amostras de galinha foram submetidas ao tratamento de engorda com certa ração. Os pesos em quilo, antes e após o teste são dados a seguir. A 1% de significância, podemos concluir que o uso da ração contribuiu para o aumento do peso médio dos animais? Suponha-se que os dados são pareados. Peso (kg) Antes 8,1 7,4 9,3 8,4 7,2 9,1 10,5 Depois 9,3 8,6 9,6 8,6 7,5 9,7 11,7 RESULTADO: Interpretação: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: 1 = 2 (o peso médio, antes e depois do tratamento com ração não há diferença significativa)” contra a hipótese alternativa “H1: 1 2 (o peso médio, antes e depois do tratamento com ração apresentaram diferenças significativas)”, ou seja, o teste é bicaudal ou bilateral. O nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. No resultado ocorre P(Z<=) bicaudal = 0,00698775, cujo valor representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo H0 verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,01), rejeita H0, ou seja, o peso médio antes e depois do tratamento com ração apresentaram diferenças significativas. 2 ANÁLISE DE VARIÂNCIA 6 2.1Análise de variância com um fator São conhecidos 3 tipos diferentes de habitat de javali. Pretende-se investigar se o habitat afeta o peso dos javalis de uma determinada faixa etária. Para tal foram recolhidos, em cada habitat, os pesos de 4 javalis. Faça a análise de variância, com um nível de insignificância de 5%. H1 H2 H3 41 72 42 42 79 54 63 88 61 54 68 51 RESULTADO: Interpretação: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: μ1 = μ2 = μ3 (a média dos pesos dos javalis é a mesma em todos os três habitats)” contra a hipótese alternativa “H1: pelo uma das médias de peso é diferente das demais”. O Nível de significância do teste é de 5% ou 0,05, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,05. Valor-p = 0,004176, o qual representa a 7 probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,05), rejeita-se H0, ou seja: pelo uma das médias de peso é diferente das demais. 2.2 Análise de variância com dois fatores e sem repetição Na loja oficial do Sport Club Internacional, teve uma promoção para os vendedores em que quem arrecadasse maior quantia de vendas ganharia um aumento. Na tabela abaixo mostra os valores arrecadados pelos 3 vendedores em função de cada semana do mês. Testar, o efeito dos dois fatores usando um nível de significância de 1%. Vendedor 1 Vendedor 2 Vendedor 3 1 ª semana 377 450 503 2 ª semana 324 340 445 3 ª semana 247 328 345 4 ª semana 245 278 333 RESULTADO: Interpretação 1: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: μ1 = μ2 = μ3 = μ4 (não há diferença das vendas em fator das semanas)” contra a hipótese alternativa “H1: pelo menos umas das variáveis é significativa”. O nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. Nas linhas (fator semana) ocorreu o Valor-p = 0,00034536, o qual representa a 8 probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,01), se rejeita H0, ou seja, há diferença de vendas em função da semana, ao nível de significância de 1%. Interpretação 2: O problema também pede para testar a hipótese nula “H0: μ1 = μ2 = μ3 (o vendedor não influencia)” contra a hipótese alternativa “H1: o vendedor influencia na venda”. O Nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. Nas colunas (fator vendedor) ocorreu Valor-p = 0,001009114, o qual representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,01), rejeita-se H0, ou seja, os vendedores influenciam na quantidade de venda. 2.3 Análise de variância com dois fatores e com repetição O grupo cataratas de eficiência energética (GCEE) pesquisou se a concentração e temperatura influencia os resultados de viscosidade de um determinado óleo produzido em um ambiente comum, para ser usado em seu sistema de frenagem. Todos os experimentos foram realizados com réplicas. Testar o efeito dos dois fatores e da interação entre os dois fatores sobre os valores de viscosidade, usando um nível de significância de 1%. T1 = 30 ºC T2 = 40 ºC T3 = 50 ºC C1=5% 1,16 0,92 0,88 1,09 0,84 0,83 1,12 0,81 0,77 C1=5% 0,98 0,78 0,69 0,99 0,71 0,60 0,93 0,65 0,57 RESULTADO: 9 Interpretação 1: O problema pede para testar a hipótese nula “H0: μ1 = μ2 (os dois níveis de concentrações são iguais em relação a viscosidade de um determinado óleo)” contra a hipótese alternativa “H1: uma das concentrações é diferente”. O Nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. No quadro da análise de variância, onde tem-se “Amostra” (representado pelo fator de linhas, concentração) ocorreu Valor-p = 1,90931.10-5, o qual representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,01), rejeita-se H0, ou seja, as concentrações são diferentes das demais quanto à viscosidade de um determinado óleo. Interpretação 2: O problema também pede para testar a hipótese nula “H0: μ1 = μ2 = μ3 (as três temperaturas são iguais quanto a viscosidade de um determinado óleo)” contra a hipótese alternativa “H1: pelo menos uma das temperaturas é diferente dos demais quanto a viscosidade de um determinado óleo”. O Nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. Nas colunas (fator temperatura) ocorreu Valor-p = 4,34061.10-7, o qual representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é menor que o nível de significância (0,01), rejeita H0, ou seja, pelo menos uma das temperaturas é diferente dos demais quanto à viscosidade de um determinado óleo. 10 Interpretação 3: O problema também pede para testar a hipótese nula “H0: não há interação entre os fatores temperatura e concentração quanto viscosidade de um determinado óleo” contra a hipótese alternativa “H1: há interação entre os fatores material e temperatura quanto a viscosidade de um determinado óleo”. O Nível de significância do teste é de 1% ou 0,01, ou seja, a probabilidade de rejeitar a H0, sendo H0 verdadeira, deve ser no máximo 0,01. Nas Interações ocorreu Valor-p = 0,563448701, o qual representa a probabilidade exata de rejeitar H0 sendo ela verdadeira. Como esse valor é maior que o nível de significância (0,01), não se rejeita H0, ou seja, não há interação entre os fatores temperatura e concentração quanto a viscosidade de um determinado óleo. 3 AMOSTRAGEM 3.1 Geração de números aleatórios Em um casamento durante o jantar da cerimônia, números aleatórios são sorteados para as mesas irem se servir. Logo, é necessário o sorteio de 70 números aleatórios e onde os números são 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 e que suas possibilidades de ocorrência são 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,10, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14 e 0,15. RESULTADO: 3.2 Geração de uma amostra aleatória partir de uma população finita Uma microempresa após a pandemia do COVID-19, teve que fazer demissões para não vir a falência. Com isso, o diretor reuniu todos os 60 funcionários da empresa e para ser justo e imparcial, sorteou um total de 15 funcionários para ganharem a demissão. Abaixo está a lista de todos os funcionários da empresa. 1 Antônio 2 José 3 Isadora 4 Lucas 5 Mariana 6 Karina 11 7 Hassan 8 Enzo 9 Graziela 10 André 11 Nicolas 12 Indianara 13 Bruno 14 Julia 15 Marcos 16 Paula 17 Eloisa 18 Roberto 19 Isabela 20 Guilherme 21 Matheus 22 Daniela 23 Richard 24 Gleicy 25 Stefany 26 Felipe 27 Mauro 28 Henrique 29 Gustavo 30 Roseli 31 Carlos 32 Iuri 33 Geovane 34 Givaldo 35 Caique 36 Victor 37 João 38 Kevin 39 Paulo 40 Kauan 41 Cauê 42 Arnaldo 43 Mayara 44 Rafael 45 Joaquim 46 Vinicius 47 Wendel 48 Geraldo 49 Ana 50 Elian 51 Tânia 52 Maria 53 Rhadyja 54 Thaís 55 Clara 56 Eduarda 57 Rodrigo 58 Poliana 59 Eduardo 60 Vitória RESULTADO:
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