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1/641/64 Prof. Joseane de Menezes Sternadt EstatísticaEstatística MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL – Média Ponderada, Moda e Mediana 2/642/64 As medidas de tendência central são assim denominadas por indicarem um ponto em torno do qual se concentram os dados. Este ponto tende a ser o centro da distribuição dos dados. Medidas de Tendência Central Medidas de Tendência Central Média - Moda - MedianaMédia - Moda - Mediana Vimos que: 3/643/64 MédiaMédia Aritmética simples Aritmética Ponderada Dados Brutos ou Rol DF SEM intervalos de classes DF COM intervalos de classes 5/645/64 Exemplo:Exemplo: Suponha que necessitemos de uma média de três avaliações, cujas notas foram 8,5; 9,0; 7,5, mas a primeira avaliação tem Peso 2, a segunda Peso 3 e a terceira Peso 5. 8/648/64 Moda – Notação Mo A moda é o valor ou atributo que ocorre com maior freqüência. Ela não necessariamente existe e, se existir, pode não ser única. 9/649/64 Num conjunto de dados ou numa distribuição de freqüências podem existir duas modas (diz-se que os dados/distribuição é bimodal), três modas (trimodais), quatro ou mais modas (multimodais ou polimodais) e, se não houver moda, diz-se que os dados/distribuição se enquadram como amodal. 10/6410/64 1º Caso – Dados brutos ou o rol Exemplo 8: Determine a moda dos seguintes conjuntos de dados: a. 5 5 5 3 1 5 1 4 3 5 Exemplo Determine a moda dos seguintes conjuntos de dados: a. 5 5 5 3 1 5 1 4 3 5 Unimodal Mo = 5 b. 1 2 2 2 3 4 5 6 6 6 7 9 a. 1 2 2 2 3 4 5 6 6 6 7 9 Bimodal Mo = 2 Mo = 6 11/6411/64 c. 1 2 3 6 7 8 9 10a. 1 2 3 6 7 8 9 10 Amodal – não existe moda Exemplo 9 (p. 270 da sua apostila): Uma pesquisa com estudantes de um curso superior perguntou quais eram suas opções preferidas de lazer. As respostas mostraram que 17% preferiam navegar na internet, 13% preferiam se encontrar com amigos, 12% preferiam ir ao cinema, 10% optaram por praticar esportes, etc. Exemplo : Uma pesquisa com estudantes de um curso superior perguntou quais eram suas opções preferidas de lazer. As respostas mostraram que 17% preferiam navegar na internet, 13% preferiam se encontrar com amigos, 12% preferiam ir ao cinema, 10% optaram por praticar esportes, etc. A moda é navegar na internet. 12/6412/64 Exemplo – X: 2; 3; 8; 2; 7; 3; 5; 4; 3; 1; 0; 3 Mo = 3 unimodal 13/6413/64 Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade 1ª 18 11ª 27 21ª 37 31ª 40 36ª 45 2ª 21 12ª 27 22ª 37 32ª 42 37ª 45 3ª 23 13ª 28 23ª 37 33ª 42 38ª 46 4ª 23 14ª 28 24ª 37 34ª 42 39ª 48 5ª 23 15ª 29 25ª 37 35ª 43 40ª 49 6ª 24 16ª 32 26ª 38 7ª 25 17ª 32 27ª 38 8ª 25 18ª 33 28ª 39 9ª 26 19ª 35 29ª 39 10ª 26 20ª 36 30ª 40 ROL - Tabela postada 14/6414/64 36 1 37 2 38 0 39 4 40 0 Nº de filhos Nº 31 1 32 1 33 1 34 2 35 4 Nº de filhos Nº 1 0 2 1 3 1 4 2 5 2 6 3 7 1 8 2 9 4 10 3 Nº de filhos Nº 11 0 12 0 13 0 14 2 15 2 16 3 17 2 18 0 19 2 20 2 Nº de filhos Nº 21 1 22 0 23 3 24 0 25 4 26 0 27 0 28 3 29 2 30 2 Nº de filhos Nº Número de filhos: Mo = 2 (12 ocorrências) 15/6415/64 Exemplo Extra X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3 Exemplo Extra X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4 Exemplo Extra X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4 Resolver... Amodal Multimodal Unimodal Mo = 4 Mo = 0 Mo = 1 Mo = 2 Mo = 3 16/6416/64 Exemplo Extra – Completar de modo a obter seqüências bimodais. X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ 17/6417/64 Exemplo Extra – Completar de modo a obter seqüências trimodais. X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ X: 0; 0; 1; 1; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 4; 5; 5;__;__;__ 18/6418/64 2º Caso – Distribuição de freqüência sem intervalos de classes Neste caso, fica ainda mais simples observar porque as freqüências simples já estão indicadas na distribuição e basta observar, na coluna da freqüência simples absoluta, qual a maior freqüência. O valor da variável de maior freqüência será a moda. 19/6419/64 Xi – N. de filhos fi - freqüência s. a Exemplo – Distribuição de freqüência do número de filhos da empresa do Antenado. Mo = 2 N filhos Xi fi 0 11 1 8 2 12 3 5 4 4 Total 40 20/6420/64 Histograma do Número de Filhos dos Funcionários 8 4 11 5 12 0 2 4 6 8 10 12 14 0 1 2 3 4 Filhos Fu n ci o n ár io s Xi fi 0 11 1 8 2 12 3 5 4 4 Total 40 Exemplo 4 (p. 73) – Histograma do número de filhos dos funcionários da empresa. 21/6421/64 Exemplo – Observe as distribuições a seguir e identifique o(s) valor(es) da(s) moda(s) entre as 50 pessoas estudadas. Cervejas Xi fi 0 11 1 12 2 18 3 5 4 4 Total 50 Mo = 2 22/6422/64 Notas Xi fi 6 6 7 10 8 15 9 10 10 9 Total 50 Mo = 8 23/6423/64 H. Estudo Xi fi 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 Total 50 Amodal 24/6424/64 Notas Xi fi 6 5 7 10 8 9 10 10 5 Extra – Complete de modo a tornar a distribuição unimodal. A freq. pode ser qualquer valor maior que 10. 25/6425/64 Notas Xi fi 6 5 7 10 8 9 10 10 5 Extra – Complete de modo a tornar a distribuição bimodal. A freq. pode ser qualquer valor menor que 10. 26/6426/64 Notas Xi fi 6 5 7 10 8 9 10 10 5 Extra – Complete de modo a tornar a distribuição trimodal. A freq. tem que ser o valor 10. 27/6427/64 Notas Xi fi 6 5 7 10 8 9 15 10 5 Extra – Complete de modo a tornar a distribuição unimodal. A freq. pode ser qualquer valor diferente de 15. 28/6428/64 Notas Xi fi 6 5 7 10 8 9 15 10 5 Extra – Complete de modo a tornar a distribuição bimodal. A freq. tem que ser o valor 15. 29/6429/64 3º Caso – Distribuição de freqüência com intervalos de classes Existem vários processos usados para estimar a moda de dados distribuídos em intervalos de classes. Os mais conhecidos são: a moda de Pearson, a moda de King e a de Czuber. A moda de Czuber é a mais precisa, embora todos os três valores sejam aproximados do verdadeiro. Observe a moda por meio dos dados brutos. 30/6430/64 Mediana – Notação Md � É o elemento central (o valor do meio) de uma série ORDENADA. � Ela separa a distribuição em duas partes iguais. � Deixa à sua esquerda a mesma quantidade de elemento que deixa à sua direita. �É o valor para o qual 50% das observações são menores e 50% das observações são maiores. �É o valor que ocupa a posição (n + 1)/2. 31/6431/64 Para obter a mediana, é necessário primeiramente construir o Rol (ordenar dados). 2 1n + 32/6432/64 Para calcular a mediana a partir de um conjunto de dados, precisamos primeiro posicionar os dados em uma disposição ordenada e, em seguida, aplicar um dos dois processos a seguir: � Se existir um número ímpar de observações no conjunto de dados, então a mediana é representada pelo valor numérico localizado exatamente no meio desta lista. �Se existir um número par de observações no conjunto de dados, então o resultado é fracionário, e a mediana é definida como a média dos dois valores de posição mais próxima. 33/6433/64 1º Caso – Dados brutos ou o rol a)Se n é ímpar: neste caso, existe um termo central “puro” e único que ocupa a posição . O valor do elemento que ocupa esta posição é a mediana. 2 1n + 2 1n + 34/6434/64 4 2 8 2 17 2 1n == + + Exemplo: Para as notas da Turma C, dispostas ordenadamente, temos: notas 0 6 7 7 7 7,5 7,5 posição 1 2 3 4 5 6 7 Md = 7 35/6435/64 b) Se n é par: neste caso, não existe um termo central “puro” e único que ocupa a posição (n + 1)/2 . O termo central é um vazio entre dois termos da série. Ao se calcular a posição usando (n + 1)/2 o resultado dará fracionário, a mediana é, por convenção, a média aritmética entre os valores dos dois termos centrais. 2 1n + 36/6436/64 3,5 2 7 2 16 2 1n == + = + Exemplo: Considere o seguinte conjunto de dados: {6; 3; 7; 5; 11; 10} A disposição ordenada se torna: notas 3 5 6 7 10 11 posição 1 2 3 4 5 6 Md = 6,5 Md = (6+7)/2 37/6437/64 5 2 10 2 19 2 1n == + = + Exemplo: Retomando o exemplo do número de filhos por famílias, a mediana é determinada como a seguir: Valores 0 1 1 2 2 2 3 4 10 posição 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Md = 2 Outros exemplos: 38/6438/64 0, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 4 Média = 1,8 0, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 4, 10 Média = 2,7 Md = 2 Md = 2 39/6439/64 Mostra-se, assim, que a mediana não é influenciada por valores extremos. Valores 0 1 1 2 2 2 3 4 10 posição 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Md = 2 40/6440/64 Exemplo – Determinar a mediana da série X: 2; 23; 12; 15; 13; 8; 10. O Rol é dado por X: 2; 8; 10; 12; 13; 15; 23. 4 2 17 2 1n = + = + Posição da mediana: 2 8 10 12 13 15 23 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º Md= 12 41/6441/64 Interpretação: 12 é o termo central da série. A quantidade de termos maiores (ou iguais) a ele é igual à quantidade de termos menores (ou iguais) a ele. 2 8 10 12 13 15 23 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º Md= 12 42/6442/64 Exemplo – Determinar a mediana da série X: 2; 23; 12; 15; 13; 8; 10; 13. O Rol é dado por X: 2; 8; 10; 12; 13; 13; 15; 23. 4,5 2 18 2 1n = + = + Md = (12+13)/2 = 12,5 43/6443/64 2 8 10 12 13 13 15 23 1º 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º Interpretação: 12,5 é o termo central da série. A quantidade de termos à sua direita é igual à quantidade de termos à sua esquerda. Md = (12+13)/2 = 12,5 44/6444/64 Exemplo – Determine a mediana das variáveis: salário, idade e número de filhos dos funcionários da empresa utilizando a Tabela 8 da aula 3, que é o Rol dos dados. Lembre-se de que: n = par = 40. A posição é dada por (n+1)/2 . A mediana será dada pela média aritmética entre os valores que ocuparem a vigésima e a vigésima primeira posição no ROL. Para os salários, tem-se: 3,75 2 3,753,75Md = + = 45/6445/64 Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade Ordem Idade 1ª 18 11ª 27 21ª 37 31ª 40 36ª 45 2ª 21 12ª 27 22ª 37 32ª 42 37ª 45 3ª 23 13ª 28 23ª 37 33ª 42 38ª 46 4ª 23 14ª 28 24ª 37 34ª 42 39ª 48 5ª 23 15ª 29 25ª 37 35ª 43 40ª 49 6ª 24 16ª 32 26ª 38 7ª 25 17ª 32 27ª 38 8ª 25 18ª 33 28ª 39 9ª 26 19ª 35 29ª 39 10ª 26 20ª 36 30ª 40 Para a idade, tem-se: Md = 36,5 anos 46/6446/64 2º Caso – Distribuição de freqüência sem intervalos de classes Se os dados estão ordenados na forma de uma distribuição de freqüência, basta calcularmos a posição utilizando (n+1)/2 e verificarmos o valor da variável que ocupa esta posição utilizando a coluna de freqüências acumuladas. Se n é par também utilizamos a média dos termos centrais. 47/6447/64 Exemplo – Determinar a mediana da distribuição a seguir: Xi fi fac 0 3 3 1 2 5 2 8 13 3 13 26 4 5 31 Total 31 16 2 131 2 1n = + = + 48/6448/64 Xi fi fac 0 3 3 1 2 5 2 8 13 3 13 26 4 5 31 Total 31 49/6449/64 Xi fi fac 0 3 3 0 0 0 do 1º ao 3º 1 2 5 1 1 apenas o 4º e 5º 2 8 13 2 2 2 2 2 2 2 2 do 6º ao 13º 3 13 26 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 do 14º ao 26º 4 5 31 4 4 4 4 4 do 27º ao 31º Total 31 Md = 3 50/6450/64 Exemplo – Determinar a mediana do número de filhos dos funcionários do Antenado utilizando o ROL que foi postado. Lembre-se de que n = 40, logo, a mediana será a média aritmética entre os dois termos centrais (20º e 21º). 51/6451/64 Xi fi fac 0 11 11 1 8 19 2 12 31 3 5 36 4 4 40 Total 40 Distribuição de freqüência do número de filhos da empresa do Antenado. Elaborada na sua Aula 3, slides 6 a 37. 20,5 2 140 = + 52/6452/64 Xi fi fac 0 11 11 1 8 19 2 12 31 3 5 36 4 4 40 Total 40 53/6453/64 Xi fi fac 0 11 11 Do 1º ao 11º não tiveram filhos 1 8 19 Do 12º ao 19º tiveram 0 filhos 2 12 31 Do 20º ao 31º tiveram 2 filhos 3 5 36 Do 32º ao 36º tiveram 3 filhos 4 4 40 Do 37º ao 40º tiveram 4 filhos Total 40 Md = 2 54/6454/64 Existe um processo para estimar a mediana quando os dados estão agrupados em intervalos de classes. Dele resulta uma medida estimada e imprecisa que, por esta razão, não estudaremos. 3º Caso – Distribuição de freqüência com intervalos de classes 55/6455/64 A média é mais influenciada por valores discrepantes. Comparação entre a média e a mediana 56/6456/64 Em distribuições simétricas, a média, a mediana e a moda são iguais. 57/6457/64 Em distribuições assimétricas, a média tende a deslocar-se para o lado da cauda mais longa da curva. Neste exemplo, a cauda da curva desloca-se para o lado direito. 58/6458/64 Utilização das medidas de tendência central � Normalmente, usamos apenas uma das medidas para representar a distribuição. � E medida ideal é a que melhor representa a série/distribuição. � Vimos que a média considera em seu cálculo todos os valores da série e, por esta razão, pode ser afetada por valores extremos. 59/6459/64 � Vimos que a média considera em seu cálculo todos os valores da série e, por esta razão, pode ser afetada por valores extremos. �A moda e a mediana não têm esse inconveniente, pois a mediana é o valor do meio e a moda é o(s) mais freqüente(s). � A média possui propriedades matemáticas interessantes enquanto a mediana requer que a ordenação dos dados seja feita, o que é problemático. 60/6460/64 � Devemos optar pela média, quando houver forte concentração de dados na área central da série. � Devemos optar pela mediana, quando houver forte concentração de dados no início ou no final da série. � A moda deverá ser usada como medida de tendência central apenas quando houver um elemento típico, cuja freqüência seja muito superior à freqüência dos demais elementos. 61/6461/64 � No estudo da renda pessoal, a mediana é a medida escolhida por não ser influenciada por rendas extremas. O mesmo ocorre ao se estudar o valor das residências brasileiras e outros valores de bens. 62/6462/64
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