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Unidade II ESTATÍSTICAESTATÍSTICA Profa. Ana Carolina Bueno Medidas de tendência centralMedidas de tendência central Como podemos descrever estes dados? Estatura Xi Fi 150 154 152 4 154 158 156 9 Como podemos resumir estes dados? 154 158 156 9 158 162 160 11 162 166 164 8 Média Mediana 166 170 168 5 170 174 172 3 Total 40 Moda 10 12 o s Estatura de 40 alunos 2 4 6 8 10 ú m e r o d e a l u n 0 2 148. 152. 156. 160. 164. 168. 172. 176. N ú Estatura MédiaMédia É a soma dos valores de todas as observações dividida pelo número de observações envolvidas. Vantagem: leva em conta todos os valores no seu cálculo. Número de filhos: médiaNúmero de filhos: média 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 A tabela mostra uma pesquisa sobre o número de filhos por funcionário de uma certa empresa. Nº de filhos fiN de filhos fi 0 4 1 51 5 2 7 3 33 3 4 0 5 1 Total 20 Mediana (Md)Mediana (Md) Divide uma série ordenada de dados em duas partes iguais. Ocupa a posição central. Não é afetada por valores extremos. A amostra pode ter número ímpar de elementos ou número par de elementos. C l l i ã d di fó l iCalcular a posição da mediana com a fórmula a seguir: Posição mediana = (n + 1)/2 Mediana: nº ímpar de elementosMediana: n ímpar de elementos Um conjunto de dados indica o salário de funcionários de uma empresa xi = {6, 9, 3, 5, 2, 9, 5, 5, 8, 7, 1, 7, 2}, em que n = 13. R l {1 2 2 3 5 5 5 6 7 7 8 9 9} Rol - {1, 2, 2, 3, 5, 5, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 9} Posição mediana = (n+1)/2 Posição mediana = (13+1)/2 = 7 (indica a posição) Então Md = 5 Mediana: nº par de elementosMediana: n par de elementos 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 Exemplo: número de filhos Posição mediana = (20 + 1) / 2 = 10,5 Então: Md = (2 + 2)/2 = 2 filhos Número de filhos: medianaNúmero de filhos: mediana Nº de filhos fi Fa0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 Me = (2 + 2) / 2 = 2 filhos Mediana para tabela de frequência 0 4 4 1 5 9 Mediana para tabela de frequência sem intervalo 1 5 9 2 7 16 3 3 19 4 0 19 Me = 2 filhos 4 0 19 5 1 20 Total 2 0 20 Moda (Mo)Moda (Mo) Um conjunto de dados ao dado que ocorre com maior frequência. A moda não é afetada por valores extremos. É tili ada para fins descriti os apenas ma e q e éÉ utilizada para fins descritivos apenas, uma vez que é, dentre as medidas de tendência, a mais variável de amostra para amostra.p Uma moda: unimodal Duas modas: bimodal Mais de duas modas: multimodal Nenhuma moda: amodal Número de filhos: modaNúmero de filhos: moda 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 Mo = 2 filhos (unimodal) Nº de filhos fi 0 4 1 51 5 2 7 3 33 3 4 0 5 15 1 Total 20 Estatura: médiaEstatura: média Estatura xi fi xifi 150 154 152 4 152 x 4 = 608 154 158 156 9 156 x 9 = 1404 158 162 160 11 160 x 11 = 1760 162 166 164 8 164 x 8 = 1312162 166 164 8 164 x 8 1312 166 170 168 5 168 x 5 = 840 170 174 172 3 172 x 3 = 516 A estatura média para a amostra de alunos é de 161 cm Total 40 xifi = 6440 Estatura: medianaEstatura: mediana Estatura Xi Fi fa 150 154 152 4 4 154 158 156 9 13 158 162 160 11 24 162 166 164 8 32 162 166 164 8 32 166 170 168 5 37 170 174 172 3 40 Total 40 Li = limite inferior da classe mediana (158)Li limite inferior da classe mediana (158) A = amplitude de classe (4) (fi/2) = 40/2 = 20 (referência) f t f ê i l d t i à l di (13 4 7)fant = frequência acumulada anterior à classe mediana (13 + 4 = 7) fant = freq. simples da classe mediana (11) Estatura: modaEstatura: moda Estatura xi fi 150 154 152 4 Moda de Czuber 154 158 156 9 158 162 160 11 162 166 164 8 162 166 164 8 166 170 168 5 170 174 172 3 Total 40 Li = limite inferior da classe modal (158) A lit d d l (4) A = amplitude de classe (4) d1 = f – fant (11 – 9 = 2) d2 = f – fpost (11 – 8 = 3) f f ê i i l d l d lf = frequência simples da classe modal fant = freq. simples anterior à classe modal fpost = freq. simples posterior à classe modal InteratividadeInteratividade Em um levantamento realizado, em maio, com os 134 funcionários da empresa XK, em relação à variável expressa em nidades monetárias ( m ) obte e se a tabela abai ounidades monetárias (u.m.), obteve-se a tabela abaixo. Determine a média aproximada de salário. Salário Nº de funcionáriosSalário N de funcionários 2 4 32 4 6 34 a) 4 salários 6 8 40 8 10 28 a) 4 salários. b) 5 salários. c) 6 salários.) d) 7 salários. e) 8 salários. Medidas de dispersãoMedidas de dispersão Medidas que mostram a dispersão dos dados em torno da tendência central. A variação se refere a quanto os valores podem diferir entre si e pode ser medida por números específicos. O ú l ti t ó i d t tê Os números relativamente próximos uns dos outros têm baixas medidas de variação, enquanto os valores mais dispersos têm maior medida de variação.p ç 10 12 o s Estatura de 40 alunos 2 4 6 8 10 ú m e r o d e a l u n 0 2 148. 152. 156. 160. 164. 168. 172. 176. N ú Estatura Medidas de dispersãoMedidas de dispersão Amplitude Xmaior – Xmenor Variância Desvio padrão Coeficiente de variaçãoç 100 x sCV Amplitude: número de filhosAmplitude: número de filhos Amplitude Total = Valor máximo – Valor mínimo Amplitude Total = 5 – 0 = 5 Nº de filhos fi 0 4 1 5 2 7 3 3 4 0 5 1 Total 20 Variância: número de filhosVariância: número de filhos 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 5 Número de filhos: variância (s²)Número de filhos: variância (s ) Nº de filhos fi 0 4 (-1,65)² = 2,72 2,724 = 10,88 ( , ) , , 0,88 1 5 (-0,65)² = 0,42 0,425 = 2,10 2 7 0,35² = 0,12 0,12 7 = 0,84 3 3 1,35² = 1,82 1,82 3 = 5,46 4 0 2,35² = 5,52 5,52 0 = 0 5 1 3 35² = 11 22 11 22 1 11 225 1 3,35² = 11,22 11,22 1 = 11,22 Total 20 = 30,50 Número de filhos: desvio padrão (s)Número de filhos: desvio padrão (s) Estatura: amplitudeEstatura: amplitude Amplitude Xmaior – Xmenor = 172 – 152 = 20 Estatura xi fi 150 154 152 4150 154 152 4 154 158 156 9 158 162 160 11158 162 160 11 162 166 164 8 166 170 168 5 170 174 172 3 Total 40 Estatura: variânciaEstatura: variância Estatura xi fi 150 154 152 4 (152 – 161)² = 81 81 x 4 = 324 50 5 5 ( 5 6 ) 8 8 3 154 158 156 9 (156 – 161)² = 25 25 x 9 = 225 158 162 160 11 (160 – 161)² = 1 1 x 11 = 11158 162 160 11 (160 – 161) = 1 1 x 11 = 11 162 166 164 8 (164 – 161)² = 9 9 x 8 = 72 166 170 168 5 (168 161)² 49 49 5 245166 170 168 5 (168 – 161)² = 49 49 x 5 = 245 170 174 172 3 (172 – 161)² = 121 121 x 3 = 363 Total 40 = 1240 Estatura: desvio padrãoEstatura: desvio padrão Coeficiente de variaçãoCoeficiente de variação 100 x sCV Idade 100 65,1 24,1 CV %15,75CV Estatura 100 161 57,5 CV %46,3CV InteratividadeInteratividade Dada a tabela do número de erros de impressão da primeira página de um jornal durante 50 dias, assinale a alternativa correta. Erros xi fi xi fi (xi – x)² * fi 5 9 7 11 7 x 11 = 77 (7 – 12,7)² x 11 = 357,4 9 13 11 14 11 x 14 = 154 (11 – 12,7)² x 14 = 40,5 13 17 15 14 15 x 14 = 210 (15 – 12,7)² x 14 = 74,1 17 21 19 9 19 x 9 =171 (19 – 12 7)² x 9 = 357 2 a) Os pontosmédios são 11, 14, 14 e 9. 17 21 19 9 19 x 9 171 (19 12.7) x 9 357,2 Total 48 = 612 = 829,2 a) Os pontos médios são 11, 14, 14 e 9. b) A média é igual a 10,5 erros. c) O desvio padrão é igual a 17,3 erros.) p g , d) O desvio padrão é igual a 4,2 erros. e) A variância é igual a 4 erros². ProbabilidadeProbabilidade Para fazer inferência estatística usam-se técnicas que exigem o conhecimento de probabilidade. A teoria das probabilidades busca estimar as chances de ocorrer um determinado acontecimento. A t d ti i l d li Antes de ativar uma usina nuclear, devemos analisar a probabilidade de uma detonação acidental. Antes de aumentar o limite de velocidade em nossas Antes de aumentar o limite de velocidade em nossas rodovias, devemos procurar estimar a probabilidade do aumento em acidentes fatais. Experimentos espaço amostral e eventosExperimentos, espaço amostral e eventos Experimentos: resultado no lançamento de um dado; hábito de fumar de um estudante sorteado em sala de aula; tipo sang íneo de m habitante escolhido ao acasosanguíneo de um habitante escolhido ao acaso. Espaço amostral: lançamento de um dado: = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; exame de sangue (tipo sanguíneo): = {A B AB O};6}; exame de sangue (tipo sanguíneo): = {A, B, AB, O}; hábito de fumar: = {fumante, não fumante}; tempo de duração de uma lâmpada: = {t: t 0}. Eventos: alguns eventos de um dado: A: sair face par A = {2, 4, 6} B: sair face maior que 3 B = {4, 5, 6} Probabilidade: exemploProbabilidade: exemplo Medida da incerteza associada aos resultados do experimento aleatório. )( )()( Sn AnAP Em um vestibular, uma questão típica de múltipla escolha tem 5 t í i R d d à tã )( Sn 5 respostas possíveis. Respondendo à questão aleatoriamente, qual é a probabilidade de sua resposta estar errada? 8,04)( erradarespostaP , 5 )_( p Probabilidade: mais dois exemplosProbabilidade: mais dois exemplos Imagine que um dado foi jogado. Qual é a probabilidade de ter ocorrido 5? No lançamento de um dado perfeito, qual é a probabilidade de i ú i d 4?sair número maior do que 4? Probabilidade: outro exemploProbabilidade: outro exemplo Determine a probabilidade de que um casal com três filhos tenha exatamente 2 meninos. 1º 2º 3º H H H H H M H M HH H M M M H H M H M M M H M M M H MM M M Árvore de decisãoÁrvore de decisão H H H H M M HM H H M M M H M M HM Análise combinatóriaAnálise combinatória Números de H Números de M Caminhos Quantidade de caminhos 3 meninos 0 meninas 1 13 meninos 0 meninas 1 1 2 meninos 1 menina 2, 3, 5 3 1 menino 2 meninas 4 6 7 31 menino 2 meninas 4, 6, 7 3 0 menino 3 meninas 8 1 O nº de caminhos é dado pelo nº de combinações !, nxCn n = nº total de repetições do experimento (n = 3) )!(! , xnx xCn n n total de repetições do experimento (n 3). x = nº de resultados desejados; (x varia de 0 a 3). Análise combinatóriaAnálise combinatória Nº de meninos que queremos obter Fórmula do cálculo das combinações Nº de combinações obtidas 0 menino 1 1 i 3 1 !3 !3 )!03(!0 !30,3 C !23!3!31 menino 3 2 meninos 3 !2 !2.3 !2 !3 )!13(!1 !31,3 C !2.3!3!323 C 3 meninos 1 !2!1!.2)!23(!2 2,3 C !3 !3 !0!3 !3 )!33(!3 !33,3 C !3!0!.3)!33(!3 Então, a probabilidade de ocorrer dois meninos será: Análise combinatóriaAnálise combinatória Qual é a probabilidade de ocorrer pelo menos dois meninos? Nº de meninos que Fórmula do cálculo das Nº de combinações queremos obter combinações obtidas 0 menino 1!3!30 menino 1 1 menino 3 1 !3 !3 )!03(!0 !30,3 C !2 !2.3 !2 !3 )!13(!1 !31,3 C 2 meninos 3 !2!2)!13(!1 !2 !2.3 !1!.2 !3 )!23(!2 !32,3 C 3 meninos 1 !3 !3 !0!.3 !3 )!33(!3 !33,3 C P(obter pelo menos dois meninos) = = 3/8 + 1/8 = 4/8 = 0,5 ExemploExemplo Vinte moedas são jogadas simultaneamente, qual é a probabilidade de que se obtenham exatamente oito caras? Aa,b = 220 = 1.048.576 de resultados O número total de resultados que nos interessa: !12.1.2.3.4.5.6.7.8 !12.13.14.15.16.17.18.19.20 !12!.8 !20 )!820(!8 !208,20 C A probabilidade de ocorrer 8 caras é: 970.1258,20 C )( %01,121201,0 1048576 125970 )( )()( Sn AnAP InteratividadeInteratividade A MasterCard International efetuou um estudo de fraudes em cartões de crédito; os resultados estão na tabela. Selecionado aleatoriamente um caso de fraude nos casos resumidos na tabela qual aum caso de fraude nos casos resumidos na tabela, qual a probabilidade de a fraude resultar de um cartão falsificado? Tipo de fraude Númerop Cartão roubado Cartão falsificado Pedido por correio / telefone 243 85 52 a) P(cartão falsificado) = 1,85% p Outros 46 b) P(cartão falsificado) = 57,04% c) P(cartão falsificado) = 19,95% d) P(cartão falsificado) = 12,21% e) P(cartão falsificado) = 10,80% Probabilidade condicional: exemploProbabilidade condicional: exemplo Homens (H) Mulheres (M) Total Cursão (C) 15 4 19 Estatística (E) 16 15 31 Física (F) 6 0 6 Outros (O) 4 2 6 Selecione um aluno ao acaso e defina os eventos: Outros (O) 4 2 6 Total 41 21 62 a) O aluno selecionado é do sexo masculino, dado que cursa o Cursão: P(HC) = 15/19 = 0,7895 ou 78,95%. b) A disciplina selecionada é estatística, dado que é homem: P(EH) = 16/41 = 0,3902 Eventos independentes: exemploEventos independentes: exemplo Imagine que um dado e uma moeda são jogados ao mesmo tempo. Qual a probabilidade de Dado Moeda ocorrer cara na moeda sabendo que ocorreu face 6 no dado? Cara Coroa 1 Cara; 1 Coroa; 16 no dado? P(sair cara na moeda, sabendo que ocorreu ; ; 2 Cara; 2 Coroa; 2 3 Cara; 3 Coroa; 3q 6 no dado) = ½ = 0,5. 3 Cara; 3 Coroa; 3 4 Cara; 4 Coroa; 4 5 C 5 C 55 Cara; 5 Coroa; 5 6 Cara; 6 Coroa; 6 Regra da adição: exemplo com eventos mutuamente excludentes P(A ou B) = P(A B) = P(A) + P(B) Palavra-chave: OU Suponha que uma urna contém duas bolas brancas, uma azul e uma vermelha. Retira-se uma bola da urna ao acaso. Q l b bilid d d t íd b l l id i t é lQual a probabilidade de ter saído bola colorida, isto é, azul ou vermelha? A probabilidade de sair bola azul é ¼ = 0 25 ou 25% A probabilidade de sair bola azul é ¼ = 0,25 ou 25%. A probabilidade de sair bola vermelha é ¼ = 0,25 ou 25%. Então a probabilidade de sair bola colorida é ¼ + ¼ = 2/4 = ½ Então, a probabilidade de sair bola colorida é ¼ + ¼ = 2/4 = ½ = 0,5 ou 50%. Regra da adição: eventos não excludentesRegra da adição: eventos não excludentes P(A ou B) = P(A B) = P(A) + P(B) – P(A B) Imagine uma carta ser retirada ao acaso de um baralho. Qual é a probabilidade de sair uma carta de espadas ou um ás? Um baralho tem 52 cartas 13 são de espadas e 4 são ases P(sair uma carta de espadas ou um ás) é: 13/52 + 4 /52 (Resposta errada) P(sair uma carta de espadas ou um ás) é: 13/52 + 4/52 – 1/52 = 16/52 = 4/13 = 0,3077 ou 30,77% (Resposta correta) Regra da multiplicação: eventos independentesRegra da multiplicação: eventos independentes P(A e B) = P(A B) = P(A) . P(B) Palavra chave: E Uma moeda será jogada duas vezes. Qual é a probabilidade de ocorrer cara nas duas jogadas? Probabilidade de ocorrer cara na primeira jogada é ½ = 0,5 ou 50%. P b bilid d d d j d é ½ 0 5 Probabilidade de ocorrer cara na segunda jogada é: ½ = 0,5 ou 50%. Para obter a probabilidade de ocorrer cara nas duas jogadas Para obter a probabilidade de ocorrer cara nas duas jogadas, faz-seo produto: ½ . ½ = ¼ = 0,25 ou 25%. Regra da multiplicação: eventos dependentesRegra da multiplicação: eventos dependentes Se os eventos A e B são dependentes, temos que: P(A e B) = P(A B) = P(A) . P(B/A) Uma urna contém duas bolas brancas e uma vermelha. Retiram-se duas bolas da urna ao acaso, uma em seguida d t i i t h id l dda outra e sem que a primeira tenha sido recolocada. Qual é a probabilidade de as duas serem brancas? Regra da multiplicação: eventos dependentesRegra da multiplicação: eventos dependentes A probabilidade da primeira bola ser branca é: 2/3 = 0,6667 ou 66,67%. A probabilidade da segunda bola ser branca: ½ = 0,5 ou 50%. Para obter a probabilidade das duas bolas retiradas serem b f d tbrancas, faz-se o produto: P(2 bolas brancas) = 2/3 * 1/2 = 2/6 = 1/3 = 0,3333 ou 33,33%. InteratividadeInteratividade Com referência à tabela, admita que todas as escolhas envolvam os 2000 indivíduos. Se uma pessoa é selecionada aleatoriamente q al é a probabilidade de ela ter sido ítima dealeatoriamente, qual é a probabilidade de ela ter sido vítima de um estranho, dado que foi escolhida uma vítima de furto? Homicídio Furto Assalto Total Estranho Conhecido ou parente Ignorado 12 39 18 379 106 20 727 642 57 1118 787 95 a) P(estranho / furto) = 0 75 Ignorado 18 20 57 95 Totais 69 505 1429 2000 a) P(estranho / furto) = 0,75 b) P(estranho / furto) = 0,559 c) P(estranho / furto) = 0,2525c) P(estranho / furto) 0,2525 d) P(estranho / furto) = 0,5087 e) P(estranho / furto) = 0,1739 ATÉ A PRÓXIMA!
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