lista de exercicios complementar metodos quantitativos

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LISTA COMPLEMENTAR DE EXERCÍCIOS!!! 
Função 
 
1. Determine o produto cartesiano de A = {1,2,5} por B = {3,4,6}. 
 
Gabarito comentado 
 
Todos os elementos do conjunto A devem se relacionar com todos os elementos do 
conjunto B, formando os pares ordenados. 
 
A = {1,2,5} 
 
 
B = {3,4,6}. 
 
(1, 3) (1, 4) (1, 5) 
A = {1,2,5} 
 
 
B = {3,4,6}. 
 
(2, 3) (2, 4) (2, 6) 
A = {1,2,5} 
 
 
B = {3,4,6}. 
 
(5, 3) (5, 4) (5, 6) 
 
A X B = {(1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 4), (2, 6), (5, 3), (5, 4), (5, 6)} 
 
2. Considerando os conjuntos A = {-2, -1, 0, 1, 2} e B = {0, 1, 2, 3, 4} e a função 
 f: A  B, de modo que y = f(x) = x – 1, determine o domínio, o contradomínio e 
a imagem de f. 
 
Gabarito comentado 
 
Em uma função f: A  B, o conjunto A será sempre o domínio e o conjunto B será 
sempre o contradomínio. 
f: A  B 
 
 
 
 
Para determinar a imagem, é preciso substituir os valores do domínio na função dada. 
 
x y = x - 1 
-2 y = (-2) - 1 = -3 
-1 y = (-1) - 1 = -2 
0 y = 0 - 1 = -1 
1 y = 1 - 1 = 0 
2 y = 2 - 1 = 1 
Assim, a imagem de f é: 
Domínio 
 
Contradomínio 
Im (f) = {-3, -2, -1, 0, 1} 
Função Afim 
 
3. Dada a função afim f(x) = - 8x + 4, determine o coeficiente angular e o coeficiente 
linear 
 
 
 
 
Gabarito comentado 
Toda função afim é escrita algebricamente da forma y = ax + b, tal que: 
y = ax + b 
 
 
 
 
Coeficiente angular: número que multiplica a variável x 
Coeficiente linear: Termo independente 
 
f(x) = - 8x + 4 
 
 
 
Coeficiente angular: -8 
Coeficiente linear: 4 
4. Uma empresa de aluguel de veículos cobra um valor fixo de R$90,00 pelo serviço 
prestado, mais um valor de R$5,00 por quilômetro percorrido. 
Qual a lei de formação da função que retorna o preço f(x) para uma 
quilometragem x percorrida. 
 
Gabarito comentado 
 
A situação pode ser representada por uma função do tipo: 
y = ax + b 
 
 
 
Valor fixo: R$90,00 
 
Portanto: y = 5x + 90 
Coeficiente 
angular 
 
Coeficiente 
linear 
Coeficiente 
angular 
 
Coeficiente 
linear 
Valor variável 
 
Valor fixo 
Função quadrática 
 
Em relação aos valores extremos, determine se as funções quadráticas a seguir 
possuem mínimos ou máximo: 
a) f(x) = x2 + 2x 
b) f(x) = - 2x2 + 3 
c) h(x) = 4x2 – 5x – 8 
 
Gabarito comentado 
 
Para determinar se uma função quadrática possui valor de máximo ou de mínimo, deve-
se observar o valor do coeficiente a (o número que multiplica x2) 
 
“a” negativo  valor de máximo 
“a” positivo  valor de mínimo 
 
a) f(x) = x2 + 2x 
Como a = 1 é um número positivo, então f possui mínimo 
 
b) f(x) = - 2x2 + 3 
Como a = -2 é um número negativo, então f possui máximo 
 
c) h(x) = 4x2 – 5x – 8 
Como a = 4 é um número positivo, então f possui mínimo 
 
Tipos de amostragem 
 
Na literatura sobre o assunto são diversos os métodos de amostragem. Dentre 
eles, os mais conhecidos são: 
• Amostragem de conveniência. 
• Amostragem voluntária. 
• Amostragem aleatória simples. 
• Amostragem sistemática. 
• Amostragem aleatória estratificada. 
• Amostragem por conglomerado. 
 
Uma amostragem por conveniência geralmente ocorre quando o individuo seleciona 
na populacao elementos que considera pertinentes, os quais imagina serem 
representativos do todo. Essa conduta, estatisticamente falha, muitas vezes e a 
causadora de resultados muito divergentes dos verdadeiros parâmetros da populacao. 
Vide exemplo das pesquisas eleitorais. 
 
Na amostragem voluntária a amostra e obtida por seleção de voluntários. 
Frequentemente vemos esse tipo de pesquisa sendo feita pela internet ou por telefone. 
 
A amostragem aleatória simples e aquela realizada por meio de sorteio. Esse tipo de 
amostragem tem a vantagem em relação as anteriores de garantir que todos os 
elementos da populacao tenham a mesma probabilidade de pertencer a amostra. 
 
Uma amostra sistemática pode ser feita facilmente quando há uma ordenação natural 
dos elementos da populacao, como a ordem alfabética ou a sequência de casas em uma 
rua. 
 
A amostragem aleatória estratificada difere das anteriores, principalmente, por 
envolver mais de uma etapa. Esse tipo de amostragem e utilizado geralmente nos casos 
em que a populacao possui subgrupos com características próprias que podem ser 
pertinentes a pesquisa. 
 
A amostragem por conglomerado (também denominada amostragem por cluster) e um 
processo que, assim como a amostragem estratificada, envolve mais de uma etapa. A 
diferença básica entre essas duas e que, enquanto a estratificada busca dividir a 
populacao em subgrupos cujos elementos sejam homogêneos, a por conglomerado 
divide a populacao em subgrupos cujos elementos sejam heterogêneos. Cada subgrupo 
definido nesse tipo de amostragem, denominado conglomerado (ou cluster), será 
semelhante a populacao, o que implica a semelhança entre os conglomerados. 
 
Tipos de variáveis 
 
 
 
Variável: 
• quantitativa discreta: aquela que, em geral, assume valores inteiros ou um número 
finito de valores bem definidos; 
• quantitativa contínua: aquela que pode assumir qualquer valor (inteiro ou não) 
dentro de um intervalo; 
• qualitativa ordinal: aquela, não numérica, que apresenta uma ordenação entre seus 
valores; 
• qualitativa nominal: aquela não numérica, que não possui ordenação entre seus 
valores. 
 
Para verificar se você compreendeu as diferenças entre os diversos tipos de variáveis, 
classifique as da Figura 2.3 em discretas, continuas, nominais ou ordinais. 
 
 
 
Gabarito comentado 
 
Variáveis quantitativas discretas: número de filhos, número de bactérias por litro de 
leite, número de cigarros fumados por dia, idade (anos). 
Variáveis quantitativas contínuas: peso, altura, tempo. 
Variáveis qualitativas nominais: sexo, cor dos olhos, fumante/não fumante, 
doente/sadio. 
Variáveis qualitativas ordinais: formação acadêmica, estágio de uma doença (inicial, 
intermediário, terminal), mês de observação (janeiro, fevereiro, ..., dezembro). 
 
Organização de dados 
 
Dados brutos: dados não estão organizados 
Rol: dados estão organizados em uma ordem crescente ou decrescente 
 
Medidas de posição 
 
Média 
Calcule a média do seguinte conjunto de dados: 
 
18 – 20 – 21 – 24 – 26 – 31 – 42 – 90 
 
Gabarito comentado 
 
Para calcular a média aritmética, deve-se somar todos os dados e dividir o resultado 
pelo número de dados. 
 
18 + 20 + 21 + 24 + 26 + 31 + 42 + 90 = 272 
 
Como são 8 dados, temos que: 
 
272/8 = 34 
 
A média é igual à 34 
 
Mediana 
Calcule a mediana dos dados abaixo: 
 
15 – 9 – 18 - 5 
 
1º Passo: Escrever os dados em ordem crescente ou decrescente: 
 
5 – 9 – 15 – 18 
 
2º Passo: Como a quantidade de dados é par (4 dados), temos que calcular a média 
aritmética dos dois centrais (9 e 15) 
 
9 + 15 = 24 
 
24/2 = 12 
 
Calcule a mediana dos dados abaixo: 
 
18 – 9 – 15 – 5 – 10 
 
1º Passo: Escrever os dados em ordem crescente ou decrescente: 
 
5 – 9 – 10 – 15 – 18 
 
2º passo: Como a quantidade de dados é ímpar (5 dados), a mediana será o termo 
central. 
5 – 9 – 10 – 15 – 18 
 
Moda 
 
É o valor que mais se repete em um conjunto de dados 
 
Coeficiente de variação 
 
Os dados a seguir referem-se às alturas dos atletas das seleções masculina e feminina 
do vôlei brasileiro que participaram das Olimpíadas de Atenas, em 2004. 
 
Seleção masculina (X) 
1,99 – 1,99 – 2,01 – 1,84 – 1,92 – 1,96 – 2,03 – 1,84 – 1,95 – 1,91 – 2,05 – 1,90 
 
Média: 1,95 
Desvio padrão: 0,06611 
 
Seleção feminina (Y) 
1,77 – 1,79 – 1,84 – 1,80 – 1,94 – 1,80 – 1,73 – 1,88 – 1,79 – 1,80 – 1,85 – 1,90 
 
Média: 1,82 
Desvio padrão: 0,00326 
 
Calcule o coeficiente de variação de cada conjunto e conclua em qualdeles há maior 
variabilidade na altura dos atletas. 
 
Gabarito comentado 
 
O coeficiente de variação é determinado pela fórmula: 
 
CV = Desvio padrão / média 
 
Portanto: 
 
Seleção masculina: 
CV = 0,06611 / 1,95 
CV = 0,03390 (aproximadamente) 
CV = 3,39% 
 
Seleção feminina: 
CV = 0,0571 / 1,82 
CV = 0,03137 (aproximadamente) 
CV = 3,13% 
 
Concluímos que há maior variabilidade na seleção masculina. 
 
Probabilidade 
 
No lançamento de um dado comum e não viciado, qual a probabilidade de se obter um 
número maior que 4? 
 
Gabarito comentado 
 
𝑷(𝑨) =
𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓á𝒗𝒆𝒊𝒔
𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒑𝒐𝒔𝒔í𝒗𝒆𝒊𝒔
=
𝒏(𝑨)
𝒏(𝑼)
 
 
 
Número de casos possíveis: 6, pois tem-se 1, 2, 3, 4, 5, 6 
Número de casos favoráveis: 2, pois tem-se 5, 6 (maiores que 4) 
 
Substituindo na fórmula: 
 
𝑷(𝑨) =
𝟐
𝟔
≅ 𝟎, 𝟑𝟑𝟑𝟑 = 𝟑𝟑, 𝟑𝟑% 
 
 
Erro máximo e Tamanho de uma amostra 
 
Seja uma variavel X~N(μ,4) observada em dada populacao. Com precisao de: 
95%, qual o erro maximo que cometemos ao estimar a verdadeira media dessa 
populacao com base em uma amostra de tamanho n = 30? 
Considere 𝑧𝛾 = 1,96 
 
Pelo enunciado da questão temos que: 
𝑧𝛾 = 1,96 
n = 30 
𝜎2 = 4 
 
Substituindo na fórmula, temos: 
 
 
Portanto, com precisao de 95%, o erro máximo que cometemos ao estimar a verdadeira 
média dessa população com base em uma amostra de tamanho n = 30 é ε = 0,72. 
 
90%, qual o tamanho da amostra que deve ser coletada para que o erro seja de, no 
maximo, ε = 1? 
Considere 𝑧𝛾 = 1,65 
Pelo enunciado da questão temos que: 
𝑧𝛾 = 1,65 
𝜎2 = 4 
𝜀2 = 1 
 
Substituindo na fórmula, temos: 
 
Testes de hipóteses para a média (σ2 desconhecida) 
 
Etapa: Estatística de teste 
 
Considerando r = 0,707, a partir de uma amostra de tamanho n = 20, determine o valor 
aproximado de tc. 
 
Gabarito comentado 
A estatística de teste tc é determinada a partir da seguinte fórmula: 
 
 
Substituindo r = 0,707 e n = 20, teremos: 
 
 
 
 
0,707
√1 − 0,5
18
=
0,707
√0,5
18
=
0,707
√0,028
=
0,707
0,167
≅ 4,23 
 
 
 
Intervalo de confiança 
Dada a regressão linear y = 10,5x + 4, suponha que, ao nível de confiança de 95%, a 
margem de erro de previsão para y seja E = 2. Determine o intervalo de confiança para 
o valor correspondente a x0 = 15. 
 
Gabarito comentado 
 
1o Passo: Estimativa pontual 
 
 Substituir x0 = 15 em y = 10,5x + 4 
 
y = 10,5x + 4 
 
y = 10,5.15 + 4 
y = 157,5 + 4 
y = 161,5 
 
2o Passo: Escrever o intervalo de confiança considerando a estimativa pontual y = 161,5 
e a margem de erro E = 2 
 
 [161,5 – 2; 161,5 + 2] = [159,5;163,5] 
 
Portanto, o Intervalo de confiança é [159,5;163,5] 
 
 
Coeficiente de determinação 
 
No quadro a seguir, também apresentado nas seções anteriores, consta o valor gasto 
com propaganda e a quantidade vendida de um produto no mesmo mês. 
 
 
Sabendo que o coeficiente de variação r é igual à 0,960, quanto da variação da 
quantidade de unidades vendidas é explicado pela variação do gasto com propaganda 
e quanto é devido ao acaso? 
 
Gabarito comentado 
 
O coeficiente de determinação é igual ao quadrado do coeficiente de variação: 
r = 0,960 (coeficiente de variação) 
r2 ≅ 0,92 = 92% (coeficiente de determinação) 
 
 
Conclusão: 
 
 92% da variação da quantidade de unidades vendidas pode ser explicada pela 
variação do gasto com propaganda. 
 
100% - 92% = 8% 
 
 8% restantes devem-se ao acaso. 
 
Correlação linear 
 
Correlação: diz-se que duas variáveis estão correlacionadas quando existe uma relação 
de dependência entre elas. 
Correlação linear: duas variáveis estão correlacionadas linearmente quando a relação 
entre elas pode ser representada geometricamente por meio de uma reta. 
 
 
 
 
Podemos escrever ainda que, duas variáveis X e Y: 
 Estão correlacionadas positivamente se Cov(X, Y) > 0; 
 Estão correlacionadas negativamente se Cov(X, Y) < 0; 
 Não estão correlacionadas se Cov(X, Y) = 0. 
 
Além disso, se: 
 
• r > 0, as variáveis estão correlacionadas positivamente; 
• r < 0, as variáveis estão correlacionadas negativamente; 
• r = 0, as variáveis não estão correlacionadas; 
• r = +1, temos uma correlação positiva perfeita; 
• r = –1, temos uma correlação negativa perfeita.