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28/3/2016 1 Estatística Quando trabalhamos com grandes conjuntos de dados, muitas vezes é útil organizar e resumir os dados para fornecer informações úteis e facilitar a sua visualização e seu entendimento DISTRIBUIÇÕES DE FREQÜÊNCIA (EM CLASSE) Introdução 168 172 170 181 169 173 164 175 182 177 176 173 170 186 183 170 168 166 169 180 175 164 181 179 172 169 174 171 178 166 183 159 168 176 188 165 172 170 166 189 172 185 168 163 188 195 182 176 174 182 Altura (em centímetros) dos atletas de um clube É um grupamento de dados em classes, exibindo o número ou porcentagem de observações em cada classe. Uma distribuição pode ser apresentada em forma gráfica ou tabular. Classe Intervalo de classe Frequência (f i) Frequência (f r)% 1 0 |------- 2 1 2,77% 2 2 |------- 4 2 5,55,% 3 4 |------- 6 10 27,78% 4 6 |------- 8 6 17% 5 8 |------- 10 17 47,22% 36 100% Tabela de frequência para as notas de estatística Total 40 Número de carros 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 35 Histograma do número de carros vendido para as revendedoras Distribuições de frequências (em classe) Tabelas de Frequência “Resumo de dados em Tabelas de frequência” O número de elementos distintos é grande, o que dificulta a análise. Exemplo: Análise da altura da turma. Notas (X i) Frequência (f i) 0 1 1 0 2 1 3 1 4 1 5 9 6 3 7 3 8 6 9 7 10 4 Tabela de frequência para as notas de estatística Classe Intervalo de classe Frequência (fi) Frequência percentual 1 0 |------- 2 1 2,77% 2 2 |------- 4 2 5,55,% 3 4 |------- 6 10 27,78% 4 6 |------- 8 6 17% 5 8 |------- 10 17 47,22% 36 100% Tabela de frequência para as notas de estatística Total A finalidade é agrupar dados! 28/3/2016 2 Um engenheiro da área de vendas de uma montadora selecionou ao acaso, uma amostra de 40 revendedores autorizados em todo Brasil e anotou o número de unidades adquiridas por estes revendedores no mês de maio. Com estes dados, ele deseja construir um quadro de frequência. 10 15 25 21 6 23 15 21 26 32 9 14 19 20 32 18 16 26 24 20 7 18 17 28 35 22 19 39 18 21 15 18 22 20 25 28 30 16 12 20 Unidades adquiridas no mês de maio 1º PASSO: Identifique o valor máximo e o valor mínimo para calcular a amplitude. R(intervalo total) = Max - Min = 39 - 6 = 33 Passos para a construção de uma Tabela de Frequência 2º PASSO: Escolha do número de classes ou intervalos (k). - não existe uma regra única para a determinação do tamanho e quantidade de classes. Alguns autores afirmam que ela deve variar entre 5 e 25. - Adotaremos o seguinte cálculo: 32,640nk Importante: o valor de k deve ser um valor inteiro. Assim, neste caso pode ser: 6 ou 7. 3º PASSO: Determinação da amplitude do intervalo (h) kk R h 33 Obs.: Como os dados coletados são números inteiros, a amplitude também deve ser um número inteiro. Passos para a construção de uma Tabela de Frequência Assim, o valor da amplitude (R) deve ser acrescido de duas unidades para que sua divisão pelo número de classes (k =7) seja um número inteiro. 5 7 3533 kk R h 4º PASSO: Rever os limites de classe preliminares. Aqui, o arredondamento deve ser distribuído igualmente para o limite inferior da primeira classe e o limite superior para a última classe. Classes Intervalo de classe ou número de carros Número de revendedores ou frequência Frequência percentual 1 5 |----------- 2 3 4 5 6 7 |-------- 40 Total Tabela de frequência 10 3 7,5% 40 10 |---------- 15 3 7,5% 15 |---------- 20 11 27,5% 20 |----------25 11 27,5% 25 |----------30 6 15% 30 |----------35 4 10% 35 2 5% 100% 5º PASSO: Montagem da tabela de frequência Passos para a construção de uma Tabela de Frequência 1 - Dados brutos 10 13 19 17 24 15 18 14 15 18 21 19 16 19 17 14 17 12 18 22 20 23 11 16 3 Proceder a contagem 10 a 13 - /// 13 a 16 - //// 16 a 19 - //// /// 19 a 22 - //// 22 a 25 - /// 4 - Fazer uma tabela de freqüência classe nº % 10 a 13 3 12,5 13 a 16 5 20,8 16 a 19 8 33,4 19 a 22 5 20,8 22 a 25 3 12,5 ou 5 - traçar um histograma classes 2 - Fixar intervalos de classe 1 - intervalo total= máx-min 2 - 3 - k total ervalo Amplitude k n k int 25 5 Distribuições de Frequência 28/3/2016 3 Exercício: Montar uma tabela de frequência para o peso dos homens da turma de estatística. 60 58 71 62 85 65 83 68 68 66 60 78 80 60 85 69 75 69 60 90 68 73 59 70 90 73 63 77 68 74 62 80 Tabela de pesos de uma amostra da turma de estatística 1º PASSO: Encontrar o valor máximo e o valor mínimo para calcular a amplitude. R = Max - Min = 90 - 58 = 32 Tabela de Frequência - Exercício 2º PASSO: Escolha do número de classes ou intervalos (k). 6 6 3632 kk R h 66,532nk Lembrando que: k deve ter um valor inteiro, este pode ser: 5 ou 6. 3º PASSO: Determinação da amplitude do intervalo (h) Como os dados são números inteiros valor de h deve ser um valor inteiro. Iremos admitir k = 6 e somaremos 4 unidades na amplitude. 4º PASSO: Rever os limites de classe preliminares. Aqui, o arredondamento deve ser distribuído igualmente para o limite inferior da primeira classe (58 56) e para o limite superior da última classe (90 92). Tabela de Frequência - Exercício 5º PASSO: Montagem da tabela de frequência: Classes Intervalos Número de pessoas ou frequência frequência percentual (%) 1 56 |------ 62 6 18,75 2 62 |------ 68 5 15,625 3 68 |------ 74 10 31,25 4 74 |------ 80 4 12,5 5 80 |------ 86 5 15,625 6 86 |------ 92 2 6,25 32 100% Tabela de Frequência Total Obs.: Atenção para o cálculo da frequência. 60 58 71 62 85 65 83 68 68 66 60 78 80 60 85 69 75 69 60 90 68 73 59 70 90 73 63 77 68 74 62 80 Tabela de pesos de uma amostra da Turma de estatística Tabela de Frequência - Exercício Um engenheiro de produção que atuava numa empresa de manutenção de motores de aviões, observou nos registros da empresa, que o tempo de mão-de-obra gastos na revisão completa de um motor apresentava-se na seguinte tabela de frequência: Classes Tempo de mão de obra (horas) Número de motores 1 0 |------ 4 1 2 4 |------ 8 5 3 8 |------ 12 10 4 12 |------ 16 12 5 16 |------ 20 4 32 Tabela de Frequência da manutenção de motores Total Para planejar o orçamento e a data de entrega de 5 motores, ele deseja saber o número médio de horas de mão-de-obra necessário para a revisão de cada motor. i ii f fx X Calculando a média pela Tabela de Frequência 28/3/2016 4 1º PASSO: Calcular o ponto médio de cada classe: Classes Tempo de mão de obra (horas) Número de motores 1 0 |------ 4 1 2 4 |------ 8 5 3 8 |------ 12 10 4 12 |------ 16 12 5 16 |------ 20 4 32 Tabela de Frequência da manutenção de motores Total 2 6 10 14 18 iX 2 2 04 1X 18 2 1620 5X 2º PASSO: Realizar o somatório da multiplicação de cada ponto médio pela frequência: Classes Tempo de mão de obra (horas) Número de motores 1 0 |------ 4 1 24 |------ 8 5 3 8 |------ 12 10 4 12 |------ 16 12 5 16 |------ 20 4 32 Tabela de Frequência da manutenção de motores 2 6 10 14 18 iX ii fX 2 X1 =2 6 X5 =30 10X10 =100 14 X12 =168 18x4=72 372ii fX Calculando a média pela Tabela de Frequência horas f fx X i ii 625,11 32 372 3º PASSO: Realizar o cálculo final do valor médio pela fórmula: Interpretação do resultado: sabendo que o tempo médio de mão-de-obra para a manutenção de cada motor é 11,625 horas, o engenheiro pode realizar os cálculos do orçamento e do prazo de entrega do serviço. Exercício: Uma empresa fez um levantamento da venda de seu produto em vários supermercados da região sudeste obtendo em determinado mês a tabela: Classes Número de unidades consumidas Nº de supermercados (f i) 1 0 |------ 1000 10 2 1000 |------ 2000 50 3 2000 |------ 3000 200 4 3000 |------ 4000 320 5 4000 |------ 5000 150 6 5000 |------ 6000 30 Tabela de Frequência de consumo Determine o consumo médio do produto por supermercado pesquisado. R: 3.342,1 unidades por supermercado Calculando a média pela Tabela de Frequência • As tabelas de frequência serão bem utilizadas quando tivermos uma grande quantidade de dados, bastante distintos. Ex.: Diferentes medidas de eixos num lote de fabricação. • As tabelas de frequência têm a função de condensar um conjunto de dados e servem como base para a construção de histogramas. • Pelas tabelas de frequência também é possível calcular as medidas de tendência central e medidas de dispersão. Conclusões sobre as Tabelas de Frequência 1- HISTOGRAMA - equivalente de uma tabela de frequência - Gráfico que possui na sua escala horizontal os valores de dados a serem apresentados e na escala vertical, as suas freqüências; - Utilizado para dados contínuos; Construindo histogramas a partir de uma tabela de frequência 1º Passo: Construímos os eixos da frequência e intervalos de classe. Obs.: atenção para as escalas. Classe Intervalo de classe Frequência (fi) Frequência percentual 1 0 |------- 2 1 2,27% 2 2 |------- 4 2 5,55,% 3 4 |------- 6 10 27,78% 4 6 |------- 8 6 17% 5 8 |------- 10 17 47,22% 36 100% Tabela de frequência para as notas de estatística Total Formas gráficas de apresentação de dados 28/3/2016 5 2 4 6 8 10 17 Notas 0 2 4 6 8 10 2º Passo: Dispomos os valores da frequência de cada classe no gráfico. 3º Passo: Dá-se um nome para o histograma Histograma das notas de estatística Classe Intervalo de classe Frequência (fi) Frequência percentual 1 0 |------- 2 1 2,27% 2 2 |------- 4 2 5,55,% 3 4 |------- 6 10 27,78% 4 6 |------- 8 6 17% 5 8 |------- 10 17 47,22% 36 100% Tabela de frequência para as notas de estatística Total Formas gráficas de apresentação de dados Exercício: Monte o histograma para a tabela de frequência abaixo. Número de carros 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 35 40 Histograma do número de carros vendido para as revendedoras Classe Intervalo de classe ou número de carros Número de revendedores ou frequência Frequência percentual 1 5 |----------- 2 3 4 5 6 7 |-------- 40 Total Tabela de frequência 10 3 7,5% 40 10 |---------- 15 3 7,5% 15 |---------- 20 11 27,5% 20 |----------25 11 27,5% 25 |----------30 6 15% 30 |----------35 4 10% 35 2 5% 100% Formas gráficas de apresentação de dados Moda - MO MEDIDAS DA DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA Determinação da moda num gráfico classe modal Formas gráficas de apresentação de dados freqüência classes POLÍGONO DE FREQÜÊNCIA Alternativa ao histograma polígono de freqüência 0,30 0,20 0,10 0,00 3 8 13 18 23 28 33 Formas gráficas de apresentação de dados É um gráfico que se obtém unindo por uma poligonal os pontos correspondentes às frequências das diversas classes, centradas nos respectivos pontos médios. Para obter as interseções do polígono com o eixo, cria-se em cada extremo do histograma uma classe com frequência nula. 28/3/2016 6 Moda - MO Às vezes há dois ou mais picos de freqüência. Os dados provêm de duas ou mais populações. Distribuição bimodal classes modais classes modais MEDIDAS DA DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA Formas gráficas de apresentação de dados 2 – DIAGRAMA DE PONTOS O conjunto de dados relativos à resistência de uma argamassa modificada em uma indústria de cimento:16,85 ; 16,4 ; 17,21 ; 16,35 ; 16,52 ; 17,04 ; 16,96 ; 17,15 ; 16,59 e 16,57 . Veja que o meio dos dados (mediana) é muito próximo de 16,8 e que os valores de resistência caem no intervalo de 16,3 a 17,2 kgf/cm2 argamassa modificada 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 resistência – kgf/cm2 Este diagrama é muito útil para apresentar um pequeno conjunto de dados (até aproximadamente 20 dados) Este gráfico nos permite rapidamente e facilmente ver a localização ou a tendência central nos dados e a variabilidade Formas gráficas de apresentação de dados 2 – DIAGRAMA DE PONTOS É utilizado freqüentemente para comparar dois ou mais conjuntos de dados Considere o segundo conjunto de dados de resistência de argamassa: 17,50 ; 17,63 ; 18,25 ; 18,00 ; 17,86 ; 17,75 ; 18,22 ; 17,90 ; 17,96 e 18,15 . argamassa modificada argamassa não modificada 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 resistência – kgf/cm2 Imediatamente verifica-se que a argamassa modificada apresenta resultados com valores menores de resistência A variabilidade dentro (within) dos grupos é praticamente a mesma Também é possível ver a freqüência dos dados Formas gráficas de apresentação de dados 3 – DIAGRAMA DE RAMOS E FOLHAS A tabela de freqüência e o histograma nos dá informações valiosas sobre a natureza da distribuição dos dados, mas geralmente perdemos informações sobre os mesmos O diagrama de ramos e folhas é uma boa maneira de ter uma informação da natureza da distribuição do conjunto de dados sem perda de informação Os dados devem conter pelo menos dois dígitos Exemplo: O dado 257 é dividido em duas partes: a primeira parte 25 chamada de ramo (stem) é constituída pelo primeiro ou primeiro e segundo dígitos e a segunda parte 7 chamada de folha (leaf) é constituído pelo dígito restante. É usual escolher o número de ramos entre 5 a 20 Formas gráficas apresentação de dados 28/3/2016 7 Considere o conjunto de dados relativos à resistência a compressão de uma liga de alumínio 105 221 183 186 121 181 180 143 97 154 153 174 120 168 167 141 245 228 174 199 181 158 176 110 163 131 154 115 160 208 158 133 207 180 190 193 194 133 156 123 134 178 76 167 184 135 229 146 218 157 101 171 165 172 ramos folhas freqüência 7 6 1 10 1 5 2 12 1 0 3 3 9 7 1 11 0 5 2 13 1 3 3 4 55 14 1 3 6 3 16 0 3 7 7 8 8 6 18 0 0 1 1 3 4 6 7 22 1 8 9 3 20 8 7 2 15 3 4 4 6 7 8 8 7 17 1 2 4 4 6 8 5 19 0 3 4 9 4 21 8 1 23 0 24 5 1 Formas gráficas apresentação de dados 4- GRÁFICO DE BARRAS / COLUNAS • Tipo de gráfico mais utilizado quando os dados consistem em uma contagem e não em mensurações em uma escala contínua; • São mais usados para mostrar diferenças entre categorias, regiões e etc. Os gráficos de barra também podem mostrar de que forma duas variáveis se relacionam; Número de Empresas entrevistadas por Estado 0 10 20 30 40 SP SC RJ PE MG RS BA ES AM Estados Brasileiros Nú m er o de e m pr es as Formas gráficas de apresentação de dados 4.1- DIAGRAMA OU GRÁFICO DE PARETO • É um gráfico de barras para dados qualitativos, com as barras ordenadas de acordo com a frequência. A barra mais alta fica à esquerda e as barras menores na extrema direita. 50 100 Q u an ti d ad e d e d ef ei to s P er ce n ta g em A cu m u la d a Revestimento inadequado Trinca Arranhão Fina ou Grossa Não acabada Outros Quantidade 55 41 12 11 5 3 Percentagem 43,3 32,3 9,4 8,7 3,9 2,4 Percentagem acumulada 43,3 75,6 85 93,7 97,6 100 20 40 60 80 100 Gráfico de Pareto para os defeitos de lentes Formas gráficas de apresentação de dados 5- GRÁFICO DE SETORES / TORTA OU PIZZA. • É uma outra alternativa para o gráfico de barras, quando se pretende mostrar a composição de um total; • O gráfico é construído dividindo os 360º graus de um círculo pela contribuição relativa de cada categoria; Fonte: Site da Abinee - 2003. Formas gráficas de apresentação de dados 28/3/2016 8 Uma imagem vale mais do que mil palavras! Entretanto, ao se construir qualquer tipo de gráfico, é importante: 1) que o gráfico receba um título adequado; 2) que cada um dos eixos seja rotulado e contenha uma escala sensata; • Histogramas são utilizados para identificar o padrão de variação ao longo de um tempo ou ao longo de um fluxo; Conclusões Safra anual de 40 pessegueiros 11,1 12,5 32,4 7,8 21,0 16,4 11,2 22,3 4,4 6,1 27,5 32,8 18,5 16,4 15,1 6,0 10,7 15,8 25,0 18,2 12,2 12,6 4,7 23,5 14,8 22,6 16,0 19,1 7,4 9,2 10,0 26,2 3,5 16,2 14,5 3,2 8,1 12,9 19,1 13,7 O conjunto de dados abaixo, embora pequeno, não permite uma visão global da safra de pêssegos). A distribuição de freqüência facilitará a visualização e entendimento. Fazer a tabela de freqüência e o histograma para o conjunto de dados abaixo, onde estão relacionados os dados da safra de 40 pessegueiros. Exercício Resolvido Etapas para construção 1 - Determinar o intervalo total dos dados; 2 - Determinar o número K de classes; 3 - Calcular a amplitude da classe; 4 - Estabelecer limites de classes preliminares. Rever os limites, que devem tocar-se mas não intercepta-se; 5 - Relacionar os intervalos e fazer a contagem dos pontos por classe (a contagem total dever ser igual a n); 6 - Construir uma tabela de freqüências e um histograma de freqüências ou um polígono de freqüências. Exercício Resolvido 1 - Determinar o intervalo dos dados Maior safra é 32,8 e a menor é 3,2 2 - Determinar o número K de classes 40 No caso dos pessegueiros n = 40, logo = 6,32 que pode ser arredondado para 6 ou 7 É aconselhável tomar entre 5 a 25 classes Regra prática: K = Ajustá-la se for necessário n adotar k = 6 intervalo é 29,6 32,8 – 3,2 = Exercício Resolvido 28/3/2016 9 3 - Calcular a amplitude da classe Amplitude = intervalo / nº de classes (k) Amplitude = 29,6 / 6 = 30/6 = 5 Amplitude = 5 Certifique-se que k vezes a amplitude é maior que o intervalo, pois, de outra forma, os valores extremos não serão incluídos; Houve a necessidade de acrescentar 0,4 ao intervalo para que o valor desse um número inteiro. Esse valor deve ser distribuído para os limites inferiores (- 0,2) e superiores (+ 0,2). 6 * 5 = 30 30 > 29,6 - ok Exercício Resolvido Exercício Resolvido 4 - Estabelecer limites de classes preliminares. Rever os limites, que devem tocar-se mas não interceptar-se 1ª classe ----------- limite inferior 3 limite superior = 3 + 5 = 8 Começando com o primeiro inteiro logo abaixo do menor valor do conjunto de dados. 2ª classe ----------- limite inferior 8 limite superior = 8 + 5 = 13 3ª classe ----------- limite inferior 13 limite superior = 13 + 5 = 18 6ª classe ----------- limite inferior 28 limite superior = 28 + 5 = 33 5ª classe ----------- limite inferior 23 limite superior = 23 + 5 = 28 4ª classe ----------- limite inferior 18 limite superior = 18 + 5 = 23 É importante que não ocorra lacunas na fixação das classes (deve haver uma classe para cada valor) Considerar os intervalos como: 3 a < 8 ou 3 8 8 a < 13 ou 8 13 13 a < 18 ou 13 1 8 23 a < 28 ou 23 28 18 a < 23 ou 18 23 28 a < 33 ou 28 33 Comentários adicionais As classes não devem interceptar-se (um valor deve pertencer a só uma classe A amplitude é igual para todas as classes Exercício Resolvido conjunto de dados ordenados Intervalo = 29,6 min max 3,2 32,8 intervalo de classe ou amplitude de classe 5 K classes de dados K = 6 6*5 = 30 A diferença entre 29,6 e 30 = 0,4 deve ser distribuída entre a extremidades 3,0 8,0 13,0 18,0 23,0 28,0 33,0 DISTRIBUIÇÕES DE FREQÜÊNCIA Exercício Resolvido 28/3/2016 10 5 – Relacionar os intervalos e fazer a contagem dos pontos por classe (a contagem total deve ser igual a n) classe contagem 3 a 8 8 a 13 13 a 18 18 a 23 23 a 28 28 a 33 //// /// //// //// //// //// //// // //// // 8 10 9 7 4 2 Total n = 40 freqüência Exercício Resolvido 6 – Construir uma tabela de freqüência ou histograma de freqüência Tabela de freqüência Número de alqueires Número de árvores Percentagem de árvores 3 a < 8 8 a < 13 13 a < 18 18 a < 23 23 a < 28 22 a < 33 8 10 9 7 4 2 2/40 = 0,050 7/40 = 0,175 9/40 = 0,225 10/40 = 0,250 8/40 = 0,200 4/40 = 0,100 totais n = 40 1,000 Exercício Resolvido Distribuição de freqüência relativa (%) para a safra de pêssego. Poderia ser freqüência absoluta (nº de árvores). Histograma fr e q ü ê n c iaclasses 0,30 0,20 0,10 0,00 3 8 13 18 23 28 33 safras Exercício Resolvido freqüência relativa ou absoluta classes Deve-se apenas unir os pontos médios das classes do histograma por segmentos de reta POLÍGONO DE FREQÜÊNCIA Alternativa ao histograma polígono de freqüência 0,30 0,20 0,10 0,00 3 8 13 18 23 28 33 Exercício Resolvido 28/3/2016 11 www.matematiques.com.br
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