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Universidade Anhanguera – Uniderp Curso: Engenharia Civil Disciplina: Probabilidade e Estatística Profa. Valdinéia Garcia da Silva Aulas 1 e 2 – Conceitos Estatística: é a ciência que se ocupa de coletar, organizar, analisar e interpretar dados a fim de tomar decisões. (LARSON; FABER, 2007). Estatística Descritiva: envolve técnicas para coletar, organizar, descrever, analisar e interpretar dados provenientes de experimentos ou vindos de estudos observacionais. A essência de uma análise estatística é tirar conclusões sobre uma população ou universo de dados, com base em uma amostra observada. (BARBETTA; REIS; BORNIA, 2004). Estatística Indutiva ou Inferencial: É o ramo que busca tirar conclusões sobre uma população a partir de uma amostra. A ferramenta básica da estatística inferencial é a probabilidade. Inferência: processo de derivar conclusões lógicas de informações conhecidas ou decididamente verdadeiras. População: conjunto de todos os resultados, respostas medidas e contagem. É também o alvo sobre o qual reside o interesse da pesquisa. A população pode ser: todos os habitantes de uma cidade; todos os alunos de uma universidade; todos os fusíveis fabricados por uma empresa. Amostra: subconjunto de uma população. Mais exemplos: Todos os habitantes de Campo Grande = População Os habitantes que responderam ao Censo = Amostra Todos os alunos da Universidade = População 10 alunos de cada sala de aula da Universidade, que participarão da pesquisa = Amostra Obs: Em uma pesquisa utiliza-se de “amostra”, quando a população é muito grande para ser medida; quando o tempo é limitado para realizar todos os questionários; quando a verba não permite que se consulte todos os membros da população; ou quando são necessárias medidas minuciosas, o que é impossível quando o número de indivíduos ou blocos são muitos. Dados: são as informações provenientes das observações, contagens, medidas ou respostas coletadas. Dados qualitativos: atributos, qualidades, classificação de registros não numéricos. Ex: cor dos olhos; cor dos solos. Dados quantitativos: são as medidas de contagem numéricas. Ex: altura de uma pessoa; peso de um bloco de concreto. Dados contínuos: um número infinito de valores possíveis representam os dados contínuos, os quais incluem todos os valores de um intervalo numérico. Dados contínuos costumam representar: pesos; medidas; valores monetários. Dados discretos: um número finito de valores possíveis que representam os dados discretos. E uma quantidade “mensurável”, como os valores 0, 1, 2 e assim por diante. Exemplo: os números de ovos que as galinhas botam são dados discretos, porque representam contagens. Dados absolutos: quando são resultados de uma coleta que foi realizada diretamente na fonte e sem qualquer outra manipulação que a contagem ou medição da característica ou fenômeno investigado. Dados relativos: resultam das divisões entre dados absolutos e seu total, evidenciando ou facilitando as comparações entre quantidades e o seu total. Séries Estatísticas A série estatística é definida como todo e qualquer conjunto de dados estatísticos que se refere a classificação de dados quantitativos. Cronológicas: Quando se trata de tempo – quando ocorre o fato. Geográficas: Local (fator espacial ou geográfico) – onde o fenômeno acontece. Especificas: Fenômeno (espécie do fato ou fator especificativo) – o que e descrito. Podem ser series de dois tipos: a serie variável, ou descontinua, e chamada de Homógrada. Já as series que tem subdivisões ou graduações são chamadas Heterógradas. Parâmetro: descrição numérica de uma característica da população. Ex: “renda”, é uma característica de uma população de um bairro. “Até 3 salários mínimos” é um dos parâmetros numéricos da característica “renda”, desta população. COLETAS DE DADOS Coleta Direta: é realizada diretamente pelo pesquisador através de levantamentos, questionários ou inquéritos sobre documentos de registro obrigatórios, tais como: nascimento, casamentos, óbitos, censos, boletins oficiais, prontuários médicos etc. Ex: verificar o número de acidentes de trabalho na construção civil diretamente nos prontuários médicos dos hospitais. A coleta direta pode ser: a) contínua – registos feitos continuamente, tais como, nascimento, atas, diário de frequência de estudantes. b) periódica – quando realizadas em intervalos constantes de tempo, como o censo do IBGE que é realizado de 10 em 10 anos; provas bimestrais etc. c) ocasional – quando realizada extemporaneamente, afim de atender um contexto ou uma emergência. Coleta Indireta: quando é realizada sobre dados que já foram coletados, por exemplo: verificar a renda da população de uma cidade, através do censo do IBGE; verificar o número de acidentes de trabalho na construção civil em relatórios do Ministério da Saúde. MÉTODOS DE COLETA DE DADOS Censo: contagem ou medição de toda uma população. Ex: toda a população de uma cidade; todos os alunos da Universidade; todos as vigas de aço produzidas por uma empresa. Fornece informações completas mas é sempre difícil e dispendiosa. Amostragem: contagem ou medição de uma parte da população. É frequentemente mais prático e barato, que a realização de um censo completo. Ex: aplicar o questionário em 30% da população de uma cidade; medir apenas uma viga de aço de cada lote produzida por uma empresa. Simulação: uso de modelo físico ou matemático ou de um software para reproduzir condições de uma situação. Permite estudar situações que seria pouco prática ou até mesmo perigosa, se realizadas na vida real. Ex: como é perigoso explodir um prédio antes de verificar o alcance dos detritos da explosão, com uma simulação é possível explodir uma maquete de um prédio, e com os o auxílio de fórmulas matemáticas, deduzir o alcance dos detritos; testar a eficiência do air-bag de um carro, utilizando um boneco. Experimento: aplicar um tratamento em uma parte da população e observar os resultados. Cada unidade do experimento pode ser chamado de bloco. Deve-se garantir que os blocos sejam similares. Ex: teste de resistência de blocos de concreto; teste de resistência de estruturas de lama-cal (subproduto gerado em industrias de celulose) aplicadas em estradas florestais. TIPOS DE AMOSTRAGEM Os métodos não probabilísticos são amostragens em que ha uma escolha deliberada dos elementos que compõem a amostra. Não se pode generalizar os resultados das pesquisas para a população, uma vez que as amostras não probabilísticas não garantem a representatividade da população. Amostragem Acidental (Esmo): quando os elementos vão aparecendo até completar o número necessário de elementos para a amostra. Exemplo: Pesquisa de opinião em praças públicas ou em vias movimentadas. Amostragem Intencional: há um critério para a escolha da amostra em um grupo de elementos. Por exemplo: em uma pesquisa a respeito da qualidade da argamassa, os questionários são dirigidos aos trabalhadores da construção civil e usuários do produto. Amostra estratificada por cotas: classifica a população em termos de propriedades com uma característica relevante a ser estudada. Na Amostragem probabilística exige-se que cada elemento da população possua determinada probabilidade de ser selecionado. Amostra aleatória ou amostra aleatória simples: onde todos os membros da população possuem a mesma chance de serem selecionados. Primeiramente se deve numerar todos os indivíduos ou corpos-de-prova da população e em seguida, fazer o sorteio dos números que farão parte da amostra. Amostragem sistemática: quando os elementos da população já estão ordenados de alguma maneira, o número inicial pode ser selecionado aleatoriamente e os demais membros da amostra são selecionados em intervalosregulares, a partir do número inicial. Exemplo 1: numa população de 100 peças, para obter 10 amostras sistemáticas pode-se retirar as peças de número 10, 20, 30, 40 ...100. Exemplo 2: Também é possível seguir os seguintes passos: População: 1600 placas de granito numeradas; Amostra: 100 placas; n = 1600 = 16 100 Então sorteia-se um número entre 1 e 16. Se o número 7 for sorteado, então esta peça fará parte da amostra e todas as demais numeradas de 16 em 16, a partir do número 7. Ex: Bloco de Granito nº 7; Bloco de Granito nº 23; Bloco de Granito nº 39; Bloco de Granito nº 55 e assim por diante. Amostragem Aleatória Estratificada e adquirida por um processo de separação das unidades da população em grupos não superpostos chamados estratos, e selecionando-se independentemente uma amostra aleatória simples de cada estrato. Amostra estratificada por cotas ou amostra proporcional estratificada: quando a população é dividida em estratos, onde deve ser assegurado que cada segmento da população esteja representando. Os estratos precisam apresentar características similares. Amostra estratificada uniforme: sorteia-se igual número de elementos de cada estrato. Por exemplo: ao pesquisar a qualidade do transporte público de uma cidade dividida em setores nomeados como zona leste, zona oeste, zona norte e zona sul, consultar 20 habitantes de cada setor; para testar a qualidade dos tijolos de 4 olarias existentes na cidade, o engenheiro solicita um lote com exatamente 20 tijolos para cada Olaria, realizando uma amostra estratificada uniforme. Amostra estratificada proporcional: quando os tamanhos dos estratos forem diferentes, a quantidade a ser amostrada, dentro de cada estrato, deve ser proporcional ao seu tamanho. Por exemplo: para verificar a média das notas na disciplina de estatística da turma Flex, que contem 54 alunos do Curso de Engenharia Civil e 36 de Engenharia Elétrica, sendo portanto dois estratos, e para a pesquisa o professor vai selecionar 10% de alunos de cada estrato, assim será necessário o seguinte processo: Curso População Porcentagem Amostra Engenharia Civil 54 10x54/100 = 5,4 5% Engenharia Elétrica 36 10x36/100 = 3,6 4% Total 90 10x90/100 = 9 9 Amostragem por agrupamento ou conglomerado: quando a população já é dividida em subgrupos cada um deles com características similares. Por exemplo: investigar os tipos de solos existentes em Campo Grande, retirar uma amostra de cada sub-região geográfica da cidade que já é dividida oficialmente em: Centro, Segredo, Prosa, Imbirussu, Lagoa, Anhanduizinho e Bandeira; levantar a opinião dos alunos a respeito da ATPS, questionando 10 alunos de cada uma das 14 turmas de um Curso. AULA 1 e 2 – SÍNTESE População e Amostra DADOS Qualitativos Quantitativos Contínuos Discretos Absolutos Relativos SÉRIES ESTATÍSTICAS Cronológicas Geográficas Especificas COLETAS DE DADOS Coleta Direta Coleta Indireta Contínua Periódica Ocasional MÉTODOS DE COLETA DE DADOS Censo Amostragem Simulação Experimento TIPOS DE AMOSTRAGEM Fonte das Informações: LARSON, Ron; FARBER, Betsy. PLT Estatística aplicada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. CRESPO, Antonio Arnot. Estatística fácil. São Paulo: Saraiva, 2009.
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