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UNIVERSIDADE UNIGRANRIO Ana Keury Coutinho 2554402 Helen Candido da Silva 0096801 Jean Carlos de Abreu dos Santos 2572234 Suã Joana dos Santos Silva 2574877 Estatística e Probabilidade Desvio Padrão Rio de Janeiro, 2024. 2 1 INTRODUÇÃO O desvio padrão é um indicador estatístico essencial que sinaliza a amplitude ou a variação dos dados em comparação à média. Quando o desvio padrão é reduzido, indica que os dados se aproximam da média. Em contrapartida, um desvio padrão elevado sugere uma maior dispersão dos dados. A fórmula a seguir é usada para calcular o desvio padrão de uma amostra: DP = √ ∑(𝑥−�̅�)2 𝑛 Figura 1 – Fórmula para o cálculo do desvio-padrão DPamostra = √ (𝑥−�̅�)² 𝑛−1 Figura 2 – Fórmula para o cálculo do desvio-padrão Podemos dizer que o desvio-padrão é relevante por incorporar todas as observações levando em conta cada ponto da informação em análise. O que facilita a identificação da distribuição dos dados, auxiliando na compreensão se estão distribuídos de maneira uniforme ou não. Além disso, simplifica a execução de outras análises matemáticas e estatísticas, sendo essencial para entender a volatilidade de um investimento e avaliar o risco no âmbito financeiro, por exemplo. Dentre as suas aplicações principais, podemos citar a avaliação do risco em investimentos, a avaliação da variabilidade dos preços dos ativos, a compreensão de conjuntos de dados, a análise da dispersão dos dados em estudo, a avaliação da variação no rendimento de campanhas de publicidade e a análise do desempenho dos colaboradores no departamento de Recursos Humanos. DP = Desvio-Padrão = Somatório x = um valor do conjunto de dados 𝑥 = média do conjunto de dados n = número de pontos de dados 3 2 O EXPERIMENTO A tabela abaixo nos mostra um grupo de números aleatórios gerados pelo site 4devs, os quais utilizaremos para calcular o desvio-padrão. 7 6 16 23 9 7 6 45 4 4 De posse destes números, podemos utilizar cada uma das linhas para obter o desvio- padrão e a amostra de cada população. Desta forma desenvolvemos: Experimento 1: x = 7, 6, 16, 23, 9 n = 5 x = 61 �̄� = 𝑥1 + 𝑥2 + … + 𝑥𝑛 𝑛 = 7 + 6 + 16 + 23 + 9 5 = 61 5 = 𝟏𝟐, 𝟐 𝐷𝑃 = √ ∑(𝑥−�̅�)2 𝑛 = √ ∑(𝑥−�̅�)2 𝑛 = √ (7−12,2)2+ (6−12,2)2+ (16−12,2)2+ (23−12,2)2+ (9−12,2)2 5 = √ (−5,2)2+ (−6,2)2+ (3,8)2+ (10,8)2+ (−3,2)2 5 𝐷𝑃 = √41,36 = 𝟔, 𝟒𝟑𝟏𝟏𝟕𝟒 𝐷𝑃2 = ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 = (7 − 12,2)2 + (6 − 12,2)2 + (16 − 12,2)2 + (23 − 12,2)2 + (9 − 12,2)2 5 = 206,8 5 = 𝟒𝟏, 𝟑𝟔 Experimento 1 Experimento 2 4 Desvio-padrão da amostra: 𝑠 = √ ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 − 1 = √ (7 − 12,2)2 + (6 − 12,2)2 + (16 − 12,2)2 + (23 − 12,2)2 + (9 − 12,2)2 5 − 1 = √ (−5,2)2 + (−6,2)2 + 3,82 + 10,82 + (−3,2)2 4 = √ 206,8 4 = √51,7 = 𝟕, 𝟏𝟗𝟎𝟐𝟕 Variação da Amostra (s²): 𝑠 = ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 − 1 = (7 − 12,2)2 + (6 − 12,2)2 + (16 − 12,2)2 + (23 − 12,2)2 + (9 − 12,2)2 5 − 1 = (−5,2)2 + (−6,2)2 + 3,82 + 10,82 + (−3,2)2 4 = 206,8 4 = 𝟓𝟏, 𝟕 Gráfico 1 – Experimento 1 5 Experimento 2: x = 7, 6, 45, 4, 4 n = 5 x = 66 �̄� = 𝑥1 + 𝑥2 + … + 𝑥𝑛 𝑛 = 7 + 6 + 45 + 4 + 4 5 = 66 5 = 𝟏𝟑, 𝟐 𝐷𝑃 = √ ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 = √ ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 = √ (7 − 13,2)2 + (6 − 13,2)2 + (45 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 5 = √ (−6,2)2 + (−7,2)2 + (31,8)2 + (−9,2)2 + (−9,2)2 5 = √ 1270,8 5 = 𝟏𝟓, 𝟗𝟒𝟐𝟒 Desvio-padrão da amostra: 𝑠 = √ ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 − 1 = √ (7 − 13,2)2 + (6 − 13,2)2 + (45 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 5 − 1 = √ (−6,2)2 + (−7,2)2 + (31,8)2 + (−9,2)2 + (−9,2)2 4 = √ 1270,8 4 = √317,7 = 𝟏𝟕, 𝟖𝟐𝟒𝟏 Variação da Amostra (s²): 𝑠 = ∑(𝑥 − �̅�)2 𝑛 − 1 = (7 − 13,2)2 + (6 − 13,2)2 + (45 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 + (4 − 13,2)2 5 − 1 = (−6,2)2 + (−7,2)2 + (31,8)2 + (−9,2)2 + (−9,2)2 4 = 1270,8 4 = 𝟑𝟏𝟕, 𝟕 6 Gráfico 2 – Experimento 1 Após a realização dos dois experimentos, podemos observar alguns pontos interessantes: • A média dos dados do Experimento 2 é ligeiramente maior que a do Experi- mento 1; • O desvio-padrão do Experimento 2 é significativamente maior que o do Ex- perimento 1, indicando uma maior dispersão dos dados no Experimento 2; • A variação da amostra do Experimento 2 é muito maior que no Experimento 1, reforçando a maior dispersão dos dados no Experimento 2. Assim, os dados do Experimento 2 apresentam uma maior variabilidade em comparação com os do Experimento 1, como evidenciado pelo desvio-padrão e variação mais altos. Isso nos leva a concluir que os valores no Experimento 2 estão mais dispersos em torno da média, enquanto os valores no Experimento 1 estão mais próximos da média. 7 3 CONCLUSÃO A análise apresentada ressalta a utilização do desvio-padrão em dois experimentos diferentes, cada um empregando diferentes conjuntos de dados. Havendo no primeiro, os valores mais alinhados à média, indicando a dispersão reduzida dos dados. E, no segundo, está presente a variabilidade mais acentuada em relação ao mesmo parâmetro, sugerindo a dispersão mais extensa. Os resultados obtidos indicam que, apesar das médias dos dois experimentos serem parecidas, a variação e o desvio-padrão no Experimento 2 são significativamente maiores. Isso indica que a consistência dos dados do segundo experimento é inferior em relação aos do primeiro. Assim, trazemos à luz a pertinência do desvio-padrão como um indicador estatístico essencial para medir a dispersão dos dados. Ademais, a avaliação dos dois experimentos evidencia o uso do desvio-padrão para detectar a uniformidade ou a variabilidade dos dados nos mais diversos cenários. Por exemplo: observamos que no Experimento 1, a dispersão reduzida sugere que os valores estão mais concentrados em torno da média, e podemos traduzir este dado como uma maior consistência dos dados; no Experimento 2, entretanto, a maior dispersão indica uma variabilidade mais acentuada. O que pode ser oportuno em situações nas quais a diversidade dos dados torna-se um aspecto fundamental a ser levado em conta. Por último, concluímos que o uso do desvio-padrão nos dois experimentos demonstra, notadamente, como essa métrica estatística pode oferecer percepções valiosas sobre a distribuição e a consistência dos dados, contribuindo para decisões baseada em inúmeras áreas de pesquisa e uso. 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS: CÁLCULO passo a passo do desvio-padrão. Khan Academy. Disponível em: . Acesso em: 15 out. 2024. OLIVEIRA, Raul Rodrigues. Desvio-Padrão: O desvio-padrão é uma medida de dispersão que indica quão homogêneos são os dados de um conjunto. Quanto menor o desvio-padrão, menos dispersos são os dados. Mundo Educação. Disponível em: . Acesso em: 15 out. 2024. ORTEGA, Cristina. Desvio padrão: o que é, como calcular e principais usos. Question Pro. Disponível em: . Acesso em: 15 out. 2024. https://pt.khanacademy.org/math/statistics-probability/summarizing-quantitative-data/variance-standard-deviation-population/a/calculating-standard-deviation-step-by-step https://pt.khanacademy.org/math/statistics-probability/summarizing-quantitative-data/variance-standard-deviation-population/a/calculating-standard-deviation-step-by-step https://pt.khanacademy.org/math/statistics-probability/summarizing-quantitative-data/variance-standard-deviation-population/a/calculating-standard-deviation-step-by-stephttps://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/desvio-padrao.htm https://www.questionpro.com/blog/pt-br/desvio-padrao/