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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS DE BELÉM CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA ________________________________________________________________ Disciplina: Estatística Aplicada I – EN07048 Professor: Jorge Teófilo Lopes · ESTATÍSTICA DESCRITIVA 1) Um fabricante de bonés está interessado em coletar informações sobre o salário médio dos funcionários em três de suas filiais. A partir de uma amostra dos salários de seis funcionários de cada filial, ele deseja saber: a- Qual a média salarial de cada filial? Respostas: 9.683,33; 6.750,00; 14.666,66 b- Qual delas paga maiores salários? Resposta: Filial 1 c- Faça os cálculos e descubra que medida central ele poderia utilizar em substituição à média salarial, a fim de obter resultados mais favoráveis para apresentar aos funcionários. Respostas: Medianas................: 9.800,00; 6.750,00; 7.250,00 Médias geométricas: 9.540,26; 6.631,96; 9.271,66 Médias harmônicas: 9.390,95; 6.513,47; 7.488,86 · Interprete os resultados.. FUNCIONÁRIOS Filial 1 Filial 2 Filial 3 1 2 3 4 5 6 9.600 10.000 12.000 8.500 7.000 11.000 8.000 7.000 8.500 6.500 5.000 5.500 8.000 7.000 5.000 55.000 7.500 5.500 Σ 58.100 40.500 88.000 2) Determinar a média, a mediana e a moda dos seguintes conjuntos de números: (a) 7, 4, 10, 9, 15, 12, 7, 9, 7. Respostas: 8,9; 9; 7 (b) 8, 11, 4, 3, 2, 5, 10, 6, 4, 1, 10, 8, 12, 6, 5, 7. Respostas: 6,4; 6; 4, 5, 6, 8 e 10 3) Um artigo no Transation of the Institution of Chemical Engineers (v.34, 1956, p.280-293) reportou dados sobre um experimento investigando o efeito de muitas variáveis de processos na oxidação, em fase vapor, de naftaleno. Uma amostra da conversão porcentual molar de naftaleno em anidrido maléico resulta em: 4,2; 4,7; 4,7; 5,0; 3,8; 3,5; 3,0; 5,1; 3,1; 3,8; 4,8; 4,0; 5,2; 4,3; 2,8; 2,0; 2,8; 3,3; 4,8; 5,0. (a) Calcule a média da amostra. Resposta: 4. (b) Calcule a variância e o desvio-padrão da amostra. Respostas: 0,867 e 0,931. (c) Construa um diagrama de caixa de dados. 4) As nove medidas que seguem são temperaturas de fornalha, registradas em bateladas sucessivas de um processo de fabricação de semicondutores (unidades em °F): 953; 950; 948; 955; 951; 949; 957; 954; 955. (a) Calcule a média, a variância e o desvio-padrão da amostra. Respostas: 952,44; 9,55; 3,09. (b) Encontre a mediana. Resposta: 953. De quanto a maior medida de temperatura poderia aumentar, sem mudar o valor da mediana? Resposta: De qualquer valor, pois a mediana não é influenciada pelos valores extremos. (c) Construa um diagrama de caixa de dados. 5) Os seguintes dados são as temperaturas, em dias consecutivos, dos efluentes na descarga de uma unidade de tratamento de esgoto: 43 47 51 48 52 50 46 49 45 52 46 51 44 49 46 51 49 45 44 50 48 50 49 50 (a) Calcule a média e a mediana da amostra. Respostas: 48,125 e 49. (b) Calcule a variância e o desvio-padrão da amostra. Respostas: 7,247 e 2,692. (c) Construa um diagrama de caixa dos dados e comente sobre a informação nesse diagrama; (d) Encontre os percentis 5% e 95% da temperatura. Respostas: 43,25; 52. 6) A tabela mostra a distribuição, em toneladas, das cargas máximas suportadas por certos cabos de aço fabricados por uma determinada siderúrgica. (a) Determine a média das cargas máximas. Respostas: 11,04 ton. (b) Determine a mediana das cargas máximas. Respostas: 11,02 ton. (c) Determine a moda das cargas máximas. Resposta: 11,32 ton. CARGA MÁXIMA (ton.) Nº DE CABOS ni xi nixi Ni 9,2 9,7 9,7 10,2 10,2 10,7 10,7 11,2 11,2 11,7 11,7 12,2 12,2 12,7 12,7 13,2 2 5 12 17 14 6 3 1 9,45 9,95 10,45 10,95 11,45 11,95 12,45 12,95 18,90 49,75 125,40 186,15 160,30 71,70 37,35 12,95 2 7 19 36 50 56 59 60 ∑ 60 662,50 7) A tabela abaixo apresenta uma distribuição de frequência das notas de uma avaliação final de matemática. (a) Determinar os quartis da distribuição. Respostas: 6,7; 7,6; 8,3. (b) Interpretar o significado da cada um. Respostas: 25% dos alunos obtiveram nota menor que 6,7; 50% dos alunos obtiveram nota menor que 7,6; 75% dos alunos obtiveram nota menor que 8,3. CLASSES (Notas) Nº ESTUDANTES ni Ni 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 1 3 11 21 43 32 9 1 4 15 36 79 111 120 ∑ 120 8) As notas de um estudante nas três avaliações da disciplina Estatística Aplicada, do Curso de Engenharia Mecânica, foram: 7,1; 7,8 e 8,9. (a) Se os pesos atribuídos a essas avaliações são 2, 4 e 5, respectivamente, qual a nota média apropriada? Resposta: 8,2. (b) Qual será a nota média se fossem adotados pesos iguais? Resposta: 7,9. 9) A partir da amostra de 60 rendas (em milhares) de uma dada região geográfica: 10 3 10 2 8 5 7 15 11 1 9 6 8 1 12 3 5 7 5 13 13 8 3 8 4 14 14 10 2 9 3 4 12 11 3 1 2 3 15 13 3 12 9 6 5 14 4 14 9 6 4 15 4 14 6 8 10 16 4 16 a- Agrupar os elementos em classe, sendo k = 6 e a = 3; CLASSES ni Ni xi nixi ni|xi-média| ni(xi-média)2 0 3 3 6 6 9 9 12 12 15 15 18 6 17 11 10 11 5 6 23 34 44 55 60 1,5 4,5 7,5 10,5 13,5 16,5 9,0 76,5 82,5 105,0 148,5 82,5 41,4 66,3 9,9 21,0 56,1 40,5 285,66 258,57 8,91 44,1 286,11 328,05 ∑ 60 1,5 504,0 235,2 1211,40 b- Construir o histograma e o polígono de frequências: c- Construir o gráfico de frequência acumulada: d- Calcular a média. Resposta: 8,4; e- Calcular a mediana: ( ) 9 , 7 11 3 23 30 6 n a N 2 n l x ~ i i 1 i i = - + = ÷ ø ö ç è æ - + = - f- Calcular o 3º quartil: ( ) 3 , 12 3 11 44 45 12 a n N 4 n 3 l Q 3 3 3 3 Q Q 1 Q Q 3 = × - + = × ÷ ø ö ç è æ - + = - g- Calcular o 4º decil: ( ) 3 , 6 3 11 23 24 6 a n N 10 n 4 l D 4 4 4 4 D D 1 D D 4 = × - + = × ÷ ø ö ç è æ - + = - h- Calcular o 47º percentil: ( ) 4 , 7 3 11 23 2 , 28 6 a n N 100 kn l P 47 47 47 47 P P 1 P P k = × - + = × ÷ ø ö ç è æ - + = - i- Determinar a média que deixa 25% das rendas: ( ) 6 , 4 3 17 6 15 3 a n N 4 n l Q 1 1 1 1 Q Q 1 Q Q 1 = × - + = × ÷ ø ö ç è æ - + = - j- Calcular o desvio médio: 9 , 3 60 2 , 235 n x x n n d n D n 1 i i i n 1 i i i M = = - = = å å = = k- Determinar a variância: 5 , 20 1 60 4 , 1211 1 n ) x x ( n s k 1 i 2 i i 2 = - = - - = å = l- Determinar o desvio-padrão: 5 , 4 5 , 20 s s 2 = = = m- Calcular o coeficiente de variação: % 6 , 53 100 4 , 8 5 , 4 100 x s CV = × = × = n- Verificar se a distribuição é simétrica: ) positiva a assimétric , 0 ( 14 , 0 6 , 4 3 , 12 ) 9 , 7 2 ( 3 , 12 6 , 4 Q Q x ~ 2 Q Q AS 1 3 3 1 > = - × - + = - - + = o- Verificar se a distribuição é mesocúrtica: ) ca platicúrti , 273 , 0 ( 329 , 0 ) 3 7 , 14 ( 2 6 , 4 3 , 12 ) P P ( 2 Q Q K 7 , 14 3 11 ) 44 54 ( 12 P 3 3 6 ) 0 6 ( 0 P 10 90 1 3 90 10 > = - - = - - = = × - + = = × - + = p- Usando o gráfico da frequência acumulada, calcular o 1º quartil, o 7º decil e o 80º percentil. 10) Cronometrando o tempo para várias provas de uma gincana automobilística, encontrou-se o seguinte: Equipe 1- 40 provas; tempo médio = 45 segundos; variância = 400 segundos ao quadrado. Equipe 2- Tempo.........: 20 40 50 80 nº de provas: 10 15 30 5 a- Qual o coeficiente de variação relativo à equipe 1? % 4 , 44 100 45 400 100 x s CV = × = × = b- Qual a média da equipe 2? s 54 5 20 15 10 ) 80 5 ( ) 50 30 ( ) 40 15 ( ) 20 10 ( n x n x k 1 i i i = + ++ × + × + × + × = = å = c- Qual o desvio-padrão relativo à equipe 2? s 4 , 19 7 , 374 s s s 7 , 374 1 50 ) 54 80 ( 5 ) 54 50 ( 30 ) 54 40 ( 15 ) 54 20 ( 10 1 n ) x x ( n s 2 2 2 2 2 2 2 i i 2 = = = = - - + - + - + - = - - = å d- Qual a média aritmética referente às duas equipes consideradas em conjunto? s 5 , 49 2 54 45 2 x x x 2 1 = + = + = e- Qual a equipe que apresentou resultados mais homogêneos? Justifique. Coeficiente de variação da equipe 2: % 9 , 35 100 54 4 , 19 100 x s CV = × = × = A Equipe 2, pois a dispersão relativa (CV) dos resultados foi menor. 11) Em uma oficina metal-mecânica onde a fabricação de peças é feita em série, foram fabricados 50 lotes com 20 peças. Contou-se o número de peças que apresentavam defeitos em cada um dos lotes, obtendo-se os seguintes resultados: 1 2 1 5 4 0 2 4 9 7 2 3 2 2 2 6 2 1 8 11 2 10 3 12 5 0 0 3 3 0 2 1 1 7 2 1 1 4 1 3 9 1 4 1 3 0 1 2 11 2 a- Identifique e classifique a variável apresentada: Nº de peças defeituosas, variável discreta. 1 2 1 5 4 0 2 4 9 7 2 3 2 2 2 6 2 1 8 11 2 10 3 12 5 0 0 3 3 0 2 1 1 7 2 1 1 4 1 3 9 1 4 1 3 0 1 2 11 2 b- Construa a tabela de frequências e apresente o diagrama das frequências absolutas: 0 c- Calcule as medidas de posição (média aritmética, mediana e moda): peças 2 M peças 2 x ~ peças 4 , 3 50 169 n x n x o k 1 i i i = = = = = å = d- Calcule as medidas de dispersão (variância e desvio padrão): peças 2 , 3 2 , 10 s s peças 2 , 10 1 50 80 , 501 1 n ) x x ( n s 2 2 2 i i 2 = = = = - = - - = å PEÇAS DEFEITUOSAS x� Nº de lotes ni� Ni� nixi� ni(xi-média )2� � 0 1� 5 11� 5 16� 0 11� 57,80 63,36� � 2� 12� 28� 24� 23,52� � 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12� 6 4 2 1 2 1 2 1 2 1� 34 38 40 41 43 44 46 47 49 50� 18 16 10 6 14 8 18 10 22 12� 0,96 1,44 5,12 6,76 25,92 21,16 62,72 43,56 115,52 73,96� � Σ� 50� � � =SUM(above) �169�� 501,80� � 25º e 26º 1 _2147483647.unknown _2147483646.unknown _2147483645.unknown _2147483644.unknown _2147483643.unknown _2147483642.unknown _2147483641.unknown _2147483640.unknown _2147483639.unknown _2147483638.unknown _2147483637.unknown _2147483636.unknown _2147483635.unknown _2147483634.unknown _2147483633.unknown _2147483632.unknown _2147483631.xls Gráf1 Gráf1 Nº de peças defeituosas Nº de lotes (ni) Gráfico de coluna Plan1 Série 1 0 5 1 11 2 12 3 6 4 4 5 2 6 1 7 2 8 1 9 2 10 1 11 2 12 1 _2147483630.unknown _2147483629.unknown _2147483628