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Prof. Duarte - Aula 12 página 1 Probabilidade e Estatística – Aula 12 Prof.: Duarte REVISÃO Basicamente uma estatística pode ser feita com variáveis discretas (números) ou variáveis contínuas (intervalos). I – Variáveis discretas Neste caso os dados estatísticos xi são números. Suponha que num estudo da idade de estagiários de uma fábrica, você obteve dados estatísticos e fez os cálculos, encontrando a tabela abaixo. Idade em anos (xi) Número de estagiários (fi) xi . fi Fi ix ii fx i 2 i f)x( 18 5 90 5 1,9 9,5 18,05 19 7 133 12 0,9 6,3 5,67 20 8 160 20 0,1 0,8 0,08 21 6 126 26 1,1 6,6 7,26 22 4 88 30 2,1 8,4 17,64 30 597 # # 31,6 48,7 Depois de completar a tabela sempre começamos calculando a média aritmética . n f.x ii 30 597 anos 90,19 De posse desses dados podemos, simplesmente aplicando as fórmulas correspondentes, calcular: Desvio Médio Simples (DMS), Variância ( 2 ), o Desvio Padrão () e o Coeficiente de Variação (CV). n fx DMS ii 30 6,31 DMS anos 05,1DMS n fx i 2 i2 30 7,482 22 (anos) 62,1 2 62,1 anos 27,1 CV 9,19 27,1 CV Devemos multiplicar por 100 para ficar em porcentagem %38,6CV Para calcularmos a Moda Mo ou qualquer medida de posição (Mediana, Quartil, Decil. Percentil) devemos antes determinar em que linha (classe) ela se encontra. A moda é o mais simples, ela está na classe (linha) de maior frequência. A moda é o xi dessa linha. No exemplo a maior frequência é 8, que está na terceira linha (terceira classe) e corresponde a 20. anos 20Mo Para calcular qualquer medida de posição (Mediana, Quartil, Decil. Percentil) devemos primeiro determinar qual a respectiva Frequência Acumulada (Fi) e, com ela, localizamos em que classe (linha) ele está. Prof. Duarte - Aula 12 página 2 Vamos calcular o Q3. O terceiro quartil corresponde a 75%. Devemos determinar em que classe (linha) ele está. Para isso calculamos 75% dos dados estatísticos usando a fórmula: 100 ni F75 100 3075 F75 5,22F75 Olhando a tabela vemos que a frequência acumulada 22,5 está na quarta classe (linha) que vai de F = 21 até 26. O valor de xi nessa classe é 21 anos, portanto temos: anos 21Q3 Vamos calcular o D6. Como sempre começamos vendo, pela frequência acumulada, em que classe está. O Decil 6 corresponde a 60%. Calculamos: 100 ni F60 100 3060 F60 18F60 Olhando a tabela vemos que a frequência acumulada 18 está na terceira classe (linha) que vai de F = 13 até 20. O valor de xi nessa classe é 20 anos, portanto temos: anos 20D6 Vamos calcular o P40. Como sempre começamos vendo, pela frequência acumulada, em que classe está. O Percentil 40 corresponde a 40%. Calculamos: 100 ni F40 100 3040 F40 12F40 Olhando a tabela vemos que a frequência acumulada 12 está na segunda classe (linha) que vai de F = 6 até 12. O valor de xi nessa classe é 19 anos, portanto temos: anos 20P40 A Mediana divide os dados estatísticos ao meio, portanto corresponde ao Percentil 50%. Calculamos: 100 ni FF 50MEDIAN 100 3050 F50 15F50 Olhando a tabela vemos que a frequência acumulada 15 está na terceira classe (linha) que vai de F = 13 até 20. O valor de xi nessa classe é 20 anos, portanto temos: anos 20MMEDIANA Observação: 100 n50 FMEDIANA 2 n FMEDIANA . Também poderíamos determinar F usando essa fórmula. Prof. Duarte - Aula 12 página 3 II – Variáveis contínuas Neste caso os dados estatísticos xi são intervalos de classes. Suponha que você fez um estudo das notas de P&E de 40 alunos de uma sala e, fazendo os cálculos, chegou a tabela: Classe Notas fi xi xi . fi Fi ix ii fx i 2 i f)x( 1 0 2 5 1 5 5 3,85 19,25 74,11 2 2 4 8 3 24 13 1,85 14,80 27,38 3 4 6 15 5 75 28 0,15 2,25 0,38 4 6 8 9 7 63 37 2,15 19,35 41,60 5 8 10 3 9 27 40 4,15 12,45 51,67 40 # 194 # # 68,10 195,1 Começamos calculando a média aritmética . n f.x ii 40 194 pontos 85,4 De posse desses dados podemos, simplesmente aplicando as fórmulas correspondentes, calcular: Desvio Médio Simples (DMS), Variância ( 2 ), o Desvio Padrão () e o Coeficiente de Variação (CV). n fx DMS ii 40 1,68 DMS pontos 70,1DMS n fx i 2 i2 40 1,1952 22 (pontos) 88,4 2 88,4 pontos 21,2 CV 85,4 21,2 CV Devemos multiplicar por 100 para ficar em porcentagem %57,45CV Para calcularmos a Moda Mo ou qualquer medida de posição (Mediana, Quartil, Decil. Percentil) devemos antes determinar em que classe ela se encontra. A Moda é o mais simples, ela está na classe de maior frequência. Nesse caso a Moda está na classe 3, sendo um valor entre 4 e 6. Lembre que o resultado tem de estar entre 4 e 6. Calculamos usando a fórmula: MOD 21 1 MODO h DD D IM 2 915815 815 4MO pontos 08,5MO Para calcular qualquer medida de posição (Mediana, Quartil, Decil. Percentil) devemos primeiro determinar qual a respectiva Frequência Acumulada (Fi) e, com ela, localizamos em que classe (linha) ele está. Observe que para calcular qualquer medida de posição usamos sempre a mesma fórmula: i i ANTi ii h f FF IF Vamos calcular o Q3. O terceiro quartil corresponde a 75%. Calculamos a frequência acumulada para achar a classe. 100 ni F75 100 4075 F75 30F75 Está na quarta classe o que significa que é um valor entre 6 e 8 e, portanto, o resultado tem de estar nesse intervalo. Com os dados dessa classe calculamos Q3. i i ANTi i3 h f FF IQ 2 9 2830 6Q3 pontos 44,6Q3 Prof. Duarte - Aula 12 página 4 Vamos calcular o D6. Como sempre começamos vendo, pela frequência acumulada, em que classe está. O Decil 6 corresponde a 60%. 100 ni F60 100 4060 F60 24F60 Está na terceira classe o que significa que é um valor entre 4 e 6 e, portanto, o resultado tem de estar nesse intervalo. Com os dados dessa classe calculamos D6. i i ANTi i6 h f FF ID 2 15 1324 4D6 pontos 47,5D6 Vamos calcular o P40. Como sempre começamos localizando, pela frequência acumulada, em que classe está. O Percentil 40 corresponde a 40%. F40. 100 ni F40 100 4040 F40 16F40 Está na terceira classe o que significa que é um valor entre 4 e 6 e, portanto, o resultado tem de estar nesse intervalo. Com os dados dessa classe calculamos P40. i i ANTi i40 h f FF IP 2 15 1316 4P40 pontos 4,4P40 A Mediana divide os dados estatísticos ao meio, portanto corresponde ao Percentil 50%. 100 ni FF 50MEDIAN 100 4050 F50 20F50 Está na terceira classe o que significa que é um valor entre 4 e 6 e, portanto, o resultado tem de estar nesse intervalo. Com os dados dessa classe calculamos MMEDIANA. i i ANTi iMEDIANA h f FF IM 2 15 1320 4MMEDIANA pontos 93,4MMEDIANA Observação: 100 n50 FMEDIANA 2 n FMEDIANA . Também poderíamos determinar F usando essa fórmula. Prof. Duarte - Aula 12 página 5 Resolva os exercícios 1) Uma escola tem matriculado nas quatro primeiras séries do ensino fundamental 240 crianças. Abaixo temos a distribuição dessas crianças conforme a sua idade. xi (anos) fi (n o crianças) Fi xi.fi ix ii fx 7 21 8 46 9 50 10 56 11 38 12 29 a) Qual a média aritmética; b) Qual a mediana; c) Qual a moda; d) Qual o desvio médio simples. 2) Abaixo temos a tabela com o número de faltas cometidas por 240 jogadores em uma rodada (10 jogos) do campeonato brasileiro (dados fictícios). Complete a tabela e calcule: a) A média aritmética; b) A moda; c) A mediana; d) O valor correspondente Q2; e) O valor correspondente D5; f) O P50; g) O DMS h) A variância; i) O desvio padrão; j) O coeficiente de variação. xi f i fr (%) Fi Fr (%) xi fi ix ii fx i 2 i f)x( 0 25 1 47 2 64 3 65 4 33 5 6 # # # Prof. Duarte - Aula 12 página 6 3) A tabela abaixo refere-se ao comprimento em cm de 250 barras metálicas. Classe comp. em cm fi (n o de barras) xi Fi xi.fi ix i 2 i f)x( 1 2 4 10 2 4 6 20 3 6 8 50 4 8 10 80 5 10 12 70 6 12 14 20 # # # Calcule: a) A média aritmética; b) A moda; c) A mediana; d) O valor correspondente terceiro quartil; e) O valor correspondente sexto decil; f) A variância; g) O desvio padrão; h) O coeficiente de variação. i) Pegando-se uma barra ao acaso qual a probabilidade de ela ter mais de 10 cm? 4) A tabela a seguir representa os gastos por pessoa num fim de semana no bar “Bidê, onde tudo ser vê”. Complete a tabela e calcule: a) A média aritmética; b) A moda; c) A mediana; d) O valor correspondente Q1; e) O valor correspondente D4; f) O P90; g) O DMS; h) A variância; i) O desvio padrão; j) O coeficiente de variação; k) Qual média de gasto por pessoa dos 84 que mais gastaram? Prof. Duarte - Aula 12 página 7 Classe R$ fi (pessoas) xi xi.fi Fi ix ii fx i2i f)x( 1 10 20 28 2 20 30 30 3 30 40 34 4 40 50 54 5 50 60 60 6 60 70 24 # # # 5) Uma indústria de bebidas engarrafa cervejas. Cada garrafa contém em média 600 cm 3 com um desvio padrão de 5 cm 3 . Se a distribuição é normal determine: a) A probabilidade de uma garrafa ter de 600 cm 3 até 608 cm 3 . b) A probabilidade de uma garrafa ter de 590 cm 3 até 600 cm 3 . c) A probabilidade de uma garrafa ter de 604 cm 3 até 610 cm 3 . d) A probabilidade de uma garrafa ter de 585 cm 3 até 595 cm 3 . e) A probabilidade de você comprar uma garrafa com mais de 610 cm 3 . f) A probabilidade de você comprar uma garrafa com menos de 594 cm 3 . Prof. Duarte - Aula 12 página 8 RESOLUÇÂO 1) xi (anos) f i fr (%) Fi Fr (%) xi fi ix ii fx 7 21 9 21 9 147 2,54583 53,4625 8 46 19 67 28 368 1,54583 71,1083 9 50 21 117 49 450 0,54583 27,2917 10 56 23 173 72 560 0,45417 25,4333 11 38 16 211 88 418 1,45417 55,2583 12 29 12 240 100 348 2,45417 71,1708 240 100 # # 2291 # 303,7250 a) 240 2291 n f.x ii anos 55,9 b) classe quarta 120 100 24050 FF 50Mediana anos 10MD c) 56fModa anos 10MO d) 240 725,303 n fx DMS ii anos 27,1DMS 2) xi f i fr (%) Fi Fr (%) xi fi ix ii fx i 2 i f)x( 0 25 10,4 25 10 0 2,217 55,417 122,840 1 47 19,6 72 30 47 1,217 57,183 69,573 2 64 26,7 136 57 128 0,217 13,867 3,004 3 65 27,1 201 84 195 0,783 50,917 39,885 4 33 13,8 234 98 132 1,783 58,850 104,949 5 6 2,5 240 100 30 2,783 16,700 46,482 240 100 # # 532 # 252,933 386,733 a) 240 532 n f.x ii faltas 22,2 b) 65fModa faltas 3MO c) classe terceira120 100 24050 FF 50Mediana faltas 2MD d) 120 100 24050 F50 faltas 2Q2 e) 120 100 24050 F50 faltas 2D5 f) 120 100 24050 F50 faltas 2P50 g) 240 933,252 n fx DMS ii faltas 05,1DMS h) 240 73,386 n fx i 2 i2 22 (faltas) 61,1 i) 61,12 faltas 27,1 j) 573,0 22,2 27,1 CV % 3,57CV Prof. Duarte - Aula 12 página 9 3) Classe comprimento fi (n o barras) xi (cm) xi.fi Fi ix i 2 i f)x( 1 2 10 3 30 10 5,92 350,46 2 4 20 5 100 30 3,92 307,33 3 6 50 7 350 80 1,92 184,32 4 8 80 9 720 160 0,08 0,51 5 10 70 11 770 230 2,08 302,85 6 12 20 13 260 250 4,08 332,93 250 # 2230 # # 1478,40 a) 250 2230 n f.x ii cm 92,8 b) 4 Classe 80fModa MOD 21 1 MODO h DD D IM 2 )7080()5080( 5080 8MO cm 5,9MO c) 4 Classe 125 100 25050 FF 50MEDIANA 50 50 ANT50 50D h f FF IM 2 80 80125 8MD cm 13,9MD d) 5,187 100 25075 FF 75i 2 70 1605,187 10h f FF IQ i i ANTi i3 cm 79,10Q3 e) 4 Classe 150 100 25060 F60 2 80 80150 8h f FF ID i 60 ANT60 606 cm 75,9D6 f) 250 4,1478 n fx i 2 i2 22 cm 91,5 g) 51,92 cm 43,2 h) 273,0 92,8 43,2 CV % 3,27CV i) Temos 90 barras maiores ou iguais a 10 cm e 250 barras no total. A Probabilidade de ser maior que 10 cm é: 36,0 250 90 Pr % 36Pr 4) Classe gasto em R$ fi (pessoas) xi xi.fi Fi ix ii fx i 2 i f)x( 1 10 20 28 15 420 28 26,957 754,78 20346,31 2 20 30 30 25 750 58 16,957 508,70 8625,71 3 30 40 34 35 1190 92 6,957 236,52 1645,37 4 40 50 54 45 2430 146 3,043 164,35 500,19 5 50 60 60 55 3300 206 13,043 782,61 10207,94 6 60 70 24 65 1560 230 23,043 553,04 12744,05 230 # 9650 # 90,000 3000,00 54069,57 a) 230 9650 n f.x ii 96,41 R$ Prof. Duarte - Aula 12 página 10 b) 5 Classe 60fModa MOD 21 1 MODO h DD D IM 10 )2460()5460( 5460 50MO 43,51 R$MO c) 4 Classe 115 10023050 F50 i i ANTi iD h f FF IM 10 54 92115 40MD 26,44 R$MD d) 2 Classe 5,57 100 23025 F25 10 30 285,57 20h f FF IQ i i ANTi i1 83,29 R$Q1 e) 3 Classe 92 100 23040 F40 10 34 5892 8h f FF ID i i ANTi i4 00,40 R$D4 f) 6 Classe 207 100 23090 F90 10 24 206207 8h f FF IP i i ANTi i90 42,60 R$P90 g) 230 3000 n fx DMS ii 04,13 R$DMS h) 230 57,54069 n fx i 2 i2 09,235 R$ 22 i) 09,2352 33,15 R$ j) 365,0 96,41 33,15 CV % 5,36CV k) As 84 pessoas que mais gastaram estão na classe 5 e 6. As da classe 5 gastam um total de R$ 3300,00 e as da classe 6 um total de R$ 1560,00. A média dos gastos (Mg) entre elas será: 84 15603300 Mg 86,57 R$Mg 5) a) 4452,0A6,1Z0P608X600P 1,6 até 0 % 52,44608X600P b) 4772,0A0Z2P600X590P 2 até 0 % 72,47600X590P c) 2881,04772,0AA0,2Z8,0P610X604P 0,8 até 02,0 até 0 % 91,18610X604P d) 3413,04987,0AA1Z3P595X585P 1 até 03 até 0 % 74,15595X585P e) 4772,05,0A5,02ZP610XP 2 até 0 % 28,2610XP f) 3849,05,0A5,02,1ZP594XP 1,2 até 0 % 51,11594XP Prof. Duarte - Aula 12 página 11 AzZ0P z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,0 0,0000 0,0040 0,0080 0,0120 0,0160 0,0199 0,0239 0,0279 0,0319 0,0359 0,1 0,0398 0,0438 0,0478 0,0517 0,0557 0,0596 0,0636 0,0675 0,0714 0,0753 0,2 0,0793 0,0832 0,0871 0,0910 0,0948 0,0987 0,1026 0,1064 0,1103 0,1141 0,3 0,1179 0,1217 0,1255 0,1293 0,1331 0,1368 0,1406 0,1443 0,1480 0,1517 0,4 0,1554 0,1591 0,1628 0,1664 0,1700 0,1736 0,1772 0,1808 0,1844 0,1879 0,5 0,1915 0,1950 0,1985 0,2019 0,2054 0,2088 0,2123 0,2157 0,2190 0,2224 0,6 0,2257 0,2291 0,2324 0,2357 0,2389 0,2422 0,2454 0,2486 0,2517 0,2549 0,7 0,2580 0,2611 0,2642 0,2673 0,2704 0,2734 0,2764 0,2794 0,2823 0,2852 0,8 0,2881 0,2910 0,2939 0,2967 0,2995 0,3023 0,3051 0,3078 0,3106 0,3133 0,9 0,3159 0,3186 0,3212 0,3238 0,3264 0,3289 0,3315 0,3340 0,3365 0,3389 1,0 0,3413 0,3438 0,3461 0,3485 0,3508 0,3531 0,3554 0,3577 0,3599 0,3621 1,1 0,3643 0,3665 0,3686 0,3708 0,3729 0,3749 0,3770 0,3790 0,3810 0,3830 1,2 0,3849 0,3869 0,3888 0,3907 0,3925 0,3944 0,3962 0,3980 0,3997 0,4015 1,3 0,4032 0,4049 0,4066 0,4082 0,4099 0,4115 0,4131 0,4147 0,4162 0,4177 1,4 0,4192 0,4207 0,4222 0,4236 0,4251 0,4265 0,4279 0,4292 0,4306 0,4319 1,5 0,4332 0,4345 0,4357 0,4370 0,4382 0,4394 0,4406 0,4418 0,4429 0,4441 1,6 0,4452 0,4463 0,4474 0,4484 0,4495 0,4505 0,4515 0,4525 0,4535 0,4545 1,7 0,4554 0,4564 0,4573 0,4582 0,4591 0,4599 0,4608 0,4616 0,4625 0,4633 1,8 0,4641 0,4649 0,4656 0,4664 0,4671 0,4678 0,4686 0,4693 0,4699 0,4706 1,9 0,4713 0,4719 0,4726 0,4732 0,4738 0,4744 0,4750 0,4756 0,4761 0,4767 2,0 0,4772 0,4778 0,4783 0,4788 0,4793 0,4798 0,4803 0,4808 0,4812 0,4817 2,1 0,4821 0,4826 0,4830 0,4834 0,4838 0,4842 0,4846 0,4850 0,4854 0,4857 2,2 0,4861 0,4864 0,4868 0,4871 0,4875 0,4878 0,4881 0,4884 0,4887 0,4890 2,3 0,4893 0,4896 0,4898 0,4901 0,4904 0,4906 0,4909 0,4911 0,4913 0,4916 2,4 0,4918 0,4920 0,4922 0,4925 0,4927 0,4929 0,4931 0,4932 0,4934 0,4936 2,5 0,4938 0,4940 0,4941 0,4943 0,4945 0,4946 0,4948 0,4949 0,4951 0,4952 2,6 0,4953 0,4955 0,4956 0,4957 0,4959 0,4960 0,4961 0,4962 0,4963 0,4964 2,7 0,4965 0,4966 0,4967 0,4968 0,4969 0,4970 0,4971 0,4972 0,4973 0,4974 2,8 0,4974 0,4975 0,4976 0,4977 0,4977 0,4978 0,4979 0,4979 0,4980 0,4981 2,9 0,4981 0,4982 0,4982 0,4983 0,4984 0,4984 0,4985 0,4985 0,4986 0,4986 3,0 0,4987 0,4987 0,4987 0,4988 0,4988 0,4989 0,4989 0,4989 0,4990 0,4990 3,1 0,4990 0,4991 0,4991 0,4991 0,4992 0,4992 0,4992 0,4992 0,4993 0,4993 3,2 0,4993 0,4993 0,4994 0,4994 0,4994 0,4994 0,4994 0,4995 0,4995 0,4995 3,3 0,4995 0,4995 0,4995 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4997 3,4 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4998 3,5 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 3,6 0,4998 0,4998 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 3,7 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 3,8 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 0,4999 3,9 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000 0,5000
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