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CENTRO UNIVERSITÁRIO CARIOCA ESTATÍSTICA – GES A27 Catiúscia A. B. Borges e Sueni de S. Arouca 1 Unidade 1: Introdução à Estatística 1. Estatística De origem muito antiga, a Estatística teve durante séculos um caráter meramente descritivo e de registro de ocorrências. As primeiras atividades datam de cerca de 2000 A.C. e referem-se a iniciativas como o recenseamento das populações agrícolas chinesas. O que modernamente se conhece como Ciências Estatísticas, ou simplesmente Estatística, é um conjunto de técnicas e métodos de pesquisa que, entre outros tópicos, envolve o planejamento do experimento a ser realizado, a coleta qualificada dos dados, a inferência e o processamento e análise das informações. Grande parte das informações divulgadas pelos meios de comunicação atual provém de pesquisas e estudos estatísticos. Utilizando hoje os poderosos meios da Informática, a Estatística tem sido fundamental para o desenvolvimento da Economia, da Medicina, da Administração, da Física, da Psicologia etc., como podemos observar no exemplo seguinte: Por meio das análises feitas a partir de dados organizados podemos, em muitos casos, fazer previsões, determinar tendências, auxiliar na tomada de decisões e, portanto, elaborar um planejamento com mais precisão. No estudo que faremos aqui veremos como organizar um grupo de dados em tabelas e como construir gráficos a partir desses dados. Para iniciarmos os nossos estudos em Estatística, vamos definir alguns conceitos importantes. População A Estatística parte da observação de grupos, geralmente numerosos, aos quais damos o nome de população ou universo estatístico. CENTRO UNIVERSITÁRIO CARIOCA ESTATÍSTICA – GES A27 Catiúscia A. B. Borges e Sueni de S. Arouca 2 Cada elemento da população estudada é denominado unidade estatística. População Estatística Unidade Estatística 48 alunos que estudam no Curso de Administração de uma universidade Clubes campeões cariocas de futebol Cada aluno que estuda no Curso de Administração dessa universidade Cada clube campeão carioca de futebol Amostra A população estatística pode ser finita ou infinita. Finita: quando apresenta um número finito de elementos Por exemplo: - Um nº de operários que trabalham em uma fábrica em uma determinada data. - As notas de Matemática dos alunos do ensino médio em um determinado bimestre. Infinita: quando apresenta um número infinito de elementos. Por exemplo: - As temperaturas dos diversos pontos do Brasil em determinado momento. Quando o universo estatístico é infinito, não é possível fazer uma observação que abranja todos os seus elementos. Nesse caso, recorre-se a um subconjunto do universo estudado que chamamos de amostra. Mesmo quando o universo é finito, há razões que nos levam à utilização da técnica de amostragem tais como: - razões econômicas, por ser dispendioso observar grande nº de elementos; - razões de tempo, pois uma observação demorada pode levar a resultados desatualizados. Variável A observação da população é dirigida ao estudo de uma dada propriedade ou característica dos elementos dessa população. Essa característica pode ser: Qualitativa: se os valores tomados não são numéricos, como: raça, área de estudos, meio de transporte etc. Quantitativa: se os valores tomados são numéricos, como a altura, o peso, o preço de um produto etc. Uma característica quantitativa também se chama variável estatística ou simplesmente variável. Cada valor que essa variável pode assumir chama-se dado estatístico. As variáveis estatísticas podem ser: Contínuas: quando podem assumir qualquer valor do intervalo da variação. Por exemplo, na determinação da altura dos adolescentes de uma escola, a variável “altura” é contínua. Discretas: quando só podem assumir valores inteiros. Por exemplo, na determinação do número de sócios de um certo clube, a variável “número de sócios” é discreta. Exemplo de Tabela Título Coluna PRODUÇÃO DE CAFÉ Coluna Indicadora BRASIL - 1978/82 Anos Produção (1000 t) Cabeçalho Linha 1978 2.535 1979 2.666 1980 2.122 1981 3.750 1982 2.007 Rodapé Fonte: IBGE CENTRO UNIVERSITÁRIO CARIOCA ESTATÍSTICA – GES A27 Catiúscia A. B. Borges e Sueni de S. Arouca 3 2. Freqüências 2.1. Freqüência Absoluta A primeira fase de um estudo estatístico consiste em recolher, contar e classificar os dados pesquisados sobre uma população estatística ou sobre uma amostra dessa população. Escolhida uma característica sobre os elementos de uma população, devemos elaborar uma tabela de dados denominada distribuição estatística ou distribuição de freqüência. Posteriormente, os resultados podem ser interpretados por meio de um gráfico. Diversos tipos de gráficos são usados em Estatística: de barras, de setores, poligonais, histogramas e pictogramas. Vamos analisar a seguinte situação: Consideremos o quadro seguinte que mostra as notas de Matemática dos alunos de uma classe do 8º ano de uma determinada instituição. Disciplina: Matemática Turma: 831 Número 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Nota 5,0 4,0 6,0 8,0 3,0 5,0 7,0 6,0 8,0 9,0 7,0 5,0 8,0 9,0 7,0 Nesse caso, temos: - População estatística: grupo dos 15 alunos do 8º ano - Unidade estatística: cada aluno desse ano - Variável estatística: as notas da prova de Matemática. A partir desses conhecimentos, elaboramos a seguinte tabela: Notas de Matemática dos alunos da Turma: 831 i Notas (xi) Nº de alunos (fi) 1 0 0 2 1,0 0 3 2,0 0 4 3,0 1 5 4,0 1 6 5,0 3 7 6,0 2 8 7,0 3 9 8,0 3 10 9,0 2 11 10,0 0 Fonte: Escola Arco-Íris Na coluna “Notas” aparecem os diferentes valores da variável estatística (xi). Na coluna “Número de alunos” está indicado o número de vezes que cada valor se repete – é a coluna de freqüência absoluta (fi) Freqüência absoluta (fi) do valor xi é o número de vezes que a variável estatística assume o valor xi. Assim: - a freqüência absoluta da nota 5,0 é 3. - a freqüência absoluta da nota 9,0 é 2. O total das freqüências absolutas é nffffN ++++= ...321 , ou seja: 15 11 1 == ∑ =i ifN (número de elementos da população estatística) Utilizando o Somatório (∑ ) O símbolo ∑ é usado para escrever abreviadamente expressões que envolvem adição. Assim, indicamos a adição dos termos fi, com i variando de 1 até n ( *Ν∈n ), com : ∑ = n i if 1 . CENTRO UNIVERSITÁRIO CARIOCA ESTATÍSTICA – GES A27 Catiúscia A. B. Borges e Sueni de S. Arouca 4 No exemplo das notas de Matemática, o desenvolvimento do somatório ∑ = 11 1i if é dado por: 02332311000 11 1 1110987654321 11 1 ++++++++++= ++++++++++= ∑ ∑ = = i i i i f ffffffffffff A distribuição de freqüências absolutas pode ser completada com mais uma coluna, chamada freqüência absoluta acumulada (fia), cujos valores são obtidos adicionando a cada freqüência absoluta os valores das freqüências anteriores. Veja como ficaria o quadro anterior: Notas de Matemática dos alunos da Turma: 831 i Notas (xi) Nº de alunos (fi) fia 1 0 0 0 2 1,0 0 0 3 2,0 0 0 4 3,0 1 1 5 4,0 1 1+1 = 2 6 5,0 3 2+3 = 5 7 6,0 2 5+2 = 7 8 7,0 3 7+3 = 109 8,0 3 10+3 = 13 10 9,0 2 13+2 = 15 11 10,0 0 15+0 = 15 N = 15 Fonte: Escola Arco-Íris Pelo quadro e usando a freqüência acumulada, podemos fazer algumas observações, tais como: - 5 alunos não obtiveram nota superior a 5,0 nessa classe. - 15 – 7 = 8 alunos obtiveram nota 7,0 ou acima de 7,0 nessa classe - 8 6 1 6 == ∑ =i ia ff 2.2. Freqüência Relativa Chama-se freqüência relativa (fr) do valor xi da variável o quociente entre a freqüência absoluta (fi) é e o numero de elementos N da amostra, ou seja: N ff ir = Devemos observar que se a freqüência relativa (fr) é dada na forma de porcentagem, ela vai tornar mais clara a análise de certos dados. Se tomarmos como exemplo o quadro de freqüência das notas de Matemática de uma classe do 8º ano, poderemos, então, completar o quadro de distribuição de freqüências com mais duas colunas: a coluna das freqüências relativas (fr) e a coluna das freqüências relativas acumuladas (fra). CENTRO UNIVERSITÁRIO CARIOCA ESTATÍSTICA – GES A27 Catiúscia A. B. Borges e Sueni de S. Arouca 5 Notas de Matemática dos alunos da Turma: 831 Notas (xi) Nº de alunos (fi) fia fr ( % ) fra ( % ) 3,0 1 1 %67,6 15 1 = 6,67% 4,0 1 2 %67,6 15 1 = 13,34% 5,0 3 5 %20 15 3 = 33,34% 6,0 2 7 %33,13 15 2 = 46,67% 7,0 3 10 %20 15 3 = 66,67% 8,0 3 13 %20 15 3 = 86,67% 9,0 2 15 %33,13 15 2 = 100% Fonte: Escola Arco-Íris Observando a tabela: - 20% dos alunos obtiveram média 7,0. - 46,67% obtiveram média inferior a 7,0. - 100% - 46,67% = 53,33% obtiveram média igual ou superior a 7,0. Exercícios (Lista 01): 1) Numa pesquisa de opinião pública com 800 telespectadores sobre o programa de televisão de sua preferência, obteve-se a seguinte tabela de freqüências absolutas: Programa de TV Nº de Telespectadores Novelas 360 Esportes 128 Filmes 80 Noticiários 32 Shows 200 Construa um quadro de distribuição de freqüência absoluta, freqüências absolutas acumuladas, freqüências relativas e freqüências relativas acumuladas. 2) Um dado foi jogado 20 vezes. Em cada jogada foram obtidos os seguintes pontos: 1,5,6,5,2,2,2,4,6,5,2,3,3,1,6,6,5,5,4,2 i) Elabore um quadro com distribuição de freqüências absolutas, freqüências absolutas acumuladas, freqüências relativas e freqüências relativas acumuladas. ii) Observando a tabela responda: a) Quantas vezes o número 3 foi obtido no dado? b) Quantas vezes o número obtido no dado foi menor que 5? c) Qual o índice, em porcentagem, em que o número 6 foi obtido no dado? d) Qual o índice, em porcentagem, em que números maiores que 4 foram obtidos no dado?
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