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CURSOS DE ENGENHARIA INTELIGENCIA ESTATISTICA AULA 03 AMOSTRAGEM Tendo um tema de pesquisa bem definido no tempo e no espaço podemos decidir a melhor forma de coletar os dados: por população ou por amostra. População → Pesquisa feita com TODOS os elementos do estudo. Amostra → Pesquisa feita com um subgrupo de todo o universo que poderia ser pesquisado. Exercícios: 1) Responda se os dados foram obtidos através de população ou amostra: a) Com base em um estudo com 1550 alunos que mostrou que os graduandos em faculdades tendem a viver mais do que os que não se graduam, um pesquisador conclui que o estudo faz com que as pessoas vivam mais.______________________ b) Para obter o numero médio de lâmpadas produzidas em SP, todas as fábricas deste Estado foram avaliados a respeito da fabricação de lâmpadas.______________ Obs: Em resumo, enquanto a coleta por população oferece resultados exatos sem a necessidade de inferência, a coleta por amostra depende fortemente de métodos estatísticos para garantir que as conclusões sejam válidas e representativas da população maior. TIPOS DE METODOS DE AMOSTRAGEM MÉTODOS PROBABILÍSTICOS Exige que cada elemento da população possua determinada probabilidade de ser selecionado. Normalmente possuem a mesma probabilidade. Assim, se N for o tamanho da população, a probabilidade de cada elemento ser selecionado será 1/N. Trata-se do método que garante cientificamente a aplicação das técnicas estatísticas de inferências. Somente com base em amostragens probabilísticas é que se podem realizar inferências ou induções sobre a população a partir do conhecimento da amostra. É uma técnica especial para recolher amostras, que garantem, tanto quanto possível, o acaso na escolha. 1. Amostragem Casual ou Aleatória Simples É o processo mais elementar e frequentemente utilizado. É equivalente a um sorteio lotérico. Pode ser realizada numerando-se a população de 1 a n e sorteando-se, a seguir, por meio de um dispositivo aleatório qualquer, x números dessa sequência, os quais corresponderão aos elementos pertencentes à amostra. Ex: Vamos obter uma amostra, de 10%, representativa para a pesquisa da estatura de 90 alunos de uma escola: 1º - numeramos os alunos de 1 a 90. 2º - Utilizamos um gerador de números aleatórios em um computador ou celular para selecionar nove números distintos entre 1 e 90, que formarão a amostra 2. Amostragem Proporcional Estratificada: Quando a população se divide em estratos (sub-populações), convém que o sorteio dos elementos da amostra leve em consideração tais estratos, daí obtemos os elementos da amostra proporcional ao número de elementos desses estratos. Ex: Vamos obter uma amostra proporcional estratificada, de 10%, do exemplo anterior, supondo, que, dos 90 alunos, 54 sejam meninos e 36 sejam meninas. São, portanto dois estratos (sexo masculino e sexo feminino). Logo, temos: SEXO POPULACÃO 10 % AMOSTRA MASC. 54 5,4 5 FEMIN. 36 3,6 4 Total 90 9,0 9 Numeramos então os alunos de 01 a 90, sendo 01 a 54 meninos e 55 a 90 meninas, e procedemos ao sorteio casual utilizando um gerador de números aleatórios em um computador ou celular. 3. Amostragem Sistemática: Quando os elementos da população já se acham ordenados, não há necessidade de construir o sistema de referência. São exemplos os prontuários médicos de um hospital, os prédios de uma rua, etc. Nestes casos, a seleção dos elementos que constituirão a amostra pode ser feita por um sistema imposto pelo pesquisador. Ex: A empresa Sony seleciona cada 2000 TVs de sua linha de produção e faz um teste de qualidade rigoroso. 4. Amostragem Por Conglomerados (Agrupamentos) Algumas populações não permitem, ou tornam extremamente difícil que se identifiquem seus elementos. Não obstante isso, pode ser relativamente fácil identificar alguns subgrupos da população. Em tais casos, uma amostra aleatória simples desses subgrupos (conglomerados) pode se colhida, e uma contagem completa deve ser feita para o conglomerado sorteado. Agrupamentos típicos são: quarteirões, famílias, organizações, agências, edifícios etc. Ex: Em um levantamento da população de determinada cidade, podemos utilizar um mapa digital que indica cada quarteirão, mesmo sem ter uma lista atualizada dos moradores. Podemos então selecionar aleatoriamente uma amostra de quarteirões usando um software de mapeamento ou um aplicativo de geração de números aleatórios, e realizar a contagem completa de TODOS os residentes nos quarteirões selecionados. MÉTODOS NÃO PROBABILÍSTICOS ➔ São amostragens em que há uma escolha deliberada dos elementos da amostra. Não é possível generalizar os resultados das pesquisas para a população, pois as amostras não-probabilísticas não garantem a representatividade da população. 1. Amostragem Acidental Trata-se de uma amostra formada por aqueles elementos que vão aparecendo, que são possíveis de se obter até completar o número de elementos da amostra. Geralmente utilizada em pesquisas de opinião, em que os entrevistados são acidentalmente escolhidos. Ex: Pesquisas de opinião em praças públicas, ruas de grandes cidades; 2. Amostragem Intencional De acordo com determinado critério, é escolhido intencionalmente um grupo de elementos que irão compor a amostra. O investigador se dirige intencionalmente a grupos de elementos dos quais deseja saber a opinião. Ex: Numa pesquisa sobre preferência por determinado cosmético, o pesquisador se dirige a um grande salão de beleza e entrevista as pessoas que ali se encontram. 3. Amostragem por Quotas Um dos métodos de amostragem mais comumente usados em levantamentos de mercado e em prévias eleitorais. Ele abrange três fases: I. classificação da população em termos de propriedades que se sabe, ou presume, serem relevantes para a característica a ser estudada; II. determinação da proporção da população para cada característica, com base na constituição conhecida, presumida ou estimada, da população; III. fixação de quotas para cada entrevistador a quem tocará a responsabilidade de selecionar entrevistados, de modo que a amostra total observada ou entrevistada contenha a proporção e cada classe tal como determinada na 2ª fase. Ex: Numa pesquisa sobre o "trabalho das mulheres na atualidade", provavelmente se terá interesse em considerar: a divisão cidade e campo, a habitação, o número de filhos, a idade dos filhos, a renda média, as faixas etárias etc. 1º A primeira tarefa é descobrir as proporções (porcentagens) dessas características na população. Imagina-se que haja 47% de homens e 53% de mulheres na população. 2º Logo, uma amostra de 50 pessoas deverá ter 23 homens e 27 mulheres. 3º Então o pesquisador receberá uma "quota" para entrevistar 27 mulheres. A consideração de várias categorias exigirá uma composição amostral que atenda ao NUMERO determinado e às proporções populacionais estipuladas. Exercícios: 1. Identifique o tipo de técnica de amostragem nos seguintes casos: a) Uma amostra de pesos de todos os residentes em quatro quarteirões pré- escolhidos da Barra da Tijuca. b) Dez galões de 20 litros de água mineral extraídos da linha de produção a cada 50 unidades. c) Em uma pesquisa do Ibope, 1003 adultos foram contatados através do telefone, depois que seus números foram gerados aleatoriamente por um computador. d) Uma determinada faculdade tem três cursos (realizou um estudo sobre programa educativo), 820 estudantes são selecionados entre os que estudam comunicação, 1463 são selecionados entre os que estudam administração e 760 selecionados entre os que estudam história. 2. A rede Globo realizou uma pesquisa no dia da eleição pré-selecionando 10 locais de votação e entrevistando todos os eleitores à medida que saiam. Com base nesse exemplo, marque a alternativa correta. a) Este tipo de técnica de amostragem é aleatório simples,pois cada indivíduo possui a mesma chance de seleção. b) Este tipo de técnica de amostragem é a sistemática, pois os indivíduos não tem a mesma chance de ser selecionados. c) Este tipo de técnica de amostragem é conglomerado, pois dividimos a população em seções, em seguida selecionamos algumas seções e, finalmente, tomamos todos os elementos das seções escolhidas. d) Este tipo de técnica de amostragem é por grupos, pois os elementos da amostra são agrupados de alguma forma. e) Este tipo de técnica de amostragem é a estratificada, pois subdividimos a população em grupos e, em seguida, extraímos uma amostra de cada grupo. 3. Qual é a principal vantagem de usar uma amostra em vez de estudar toda a população em projetos de engenharia? a) Reduz o tempo e o custo do projeto. b) Garante resultados exatos. c) Elimina a necessidade de análise estatística. d) Aumenta a complexidade do projeto. 4. Em um estudo de engenharia, qual método de amostragem é mais adequado quando todos os componentes de um lote têm a mesma probabilidade de serem selecionados para teste? a) Amostragem por conveniência b) Amostragem aleatória simples c) Amostragem por quotas d) Amostragem intencional 5. Qual técnica de amostragem envolve a seleção de componentes que estão facilmente disponíveis para o engenheiro? a) Amostragem sistemática b) Amostragem por conglomerados c) Amostragem acidental d) Amostragem estratificada 6. Em um estudo sobre a resistência de materiais, os engenheiros dividem os materiais em categorias antes de selecionar aleatoriamente amostras de cada categoria. Que tipo de amostragem é essa? a) Amostragem por conglomerados b) Amostragem estratificada c) Amostragem sistemática d) Amostragem aleatória simples 7. Qual método de amostragem seria mais apropriado para um estudo que visa avaliar a qualidade de construção em diferentes bairros de uma cidade, onde todas as construções de alguns bairros são inspecionadas? a) Amostragem por conglomerados b) Amostragem aleatória simples c) Amostragem por quotas d) Amostragem intencional 8. Em uma inspeção de qualidade, os engenheiros escolhem cada 15º componente que sai da linha de produção para teste. Que tipo de amostragem é essa? a) Amostragem aleatória simples b) Amostragem sistemática c) Amostragem por conglomerados d) Amostragem estratificada 9. Um estudo de engenharia civil visa entender a durabilidade de pontes em uma região. Os engenheiros dividem a região em zonas e selecionam aleatoriamente algumas zonas para inspecionar todas as pontes nessas zonas. Qual é a principal limitação desse método de amostragem? a) Pode não representar adequadamente a diversidade das pontes na região total. b) É mais caro e demorado do que inspecionar todas as pontes. c) Não permite inferências estatísticas sobre a região. d) Requer que todos os elementos da região tenham a mesma probabilidade de seleção. 10. Em um estudo longitudinal sobre a eficiência energética de edifícios, os engenheiros acompanham um grupo de edifícios ao longo de 5 anos. Eles selecionam edifícios de diferentes tamanhos e idades para garantir a representatividade. Que desafios estatísticos podem surgir ao tentar generalizar os resultados para todos os edifícios da região? a) Viés de seleção e falta de controle sobre variáveis de confusão. b) Dificuldade em coletar dados suficientes ao longo do tempo. c) Necessidade de técnicas complexas de análise de dados. d) Todos os acima.