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INTRODUÇÃO A ESTATÍSTICA Prof. Marcelo de Paula 1. Um breve relato histórico A estatística é um ramo do conhecimento humano (área da matemática) que surgiu da necessidade de manipulação dos dados coletados, e da necessidade de extrair informações de interesse dos mesmos. A palavra estatística deriva da expressão status, em latim, e significa o estudo do estado, em virtude das coletas de dados na antiguidade terem se constituído essencialmente de levantamentos promovidos pelo Estado. Particularmente na Roma antiga, tais levantamentos buscavam o registro de todos os indivíduos de alguma camada social da sociedade, bem como o inventário de suas propriedades, com a finalidade de determinar como e quem deveria ser taxado e convocado ao serviço militar. Esses levantamentos extensivos eram chamados censos, sendo promovidos por um magistrado chamado censor, cargo esse criado em 443 A.C. Posteriormente, o cargo passou a compreender outras funções, como a supervisão moral dos cidadãos (daí decorrendo, igualmente, palavra censura). Com o desenvolvimento do conceito de método científico a partir do século XVI, a estatística viria a desempenhar um papel fundamental na ciência, por possibilitar um tratamento formal de dados experimentais. Foi pensada pelos ingleses, no século XVI, como uma ciência política, destinada a descrever características de um estado ou país, tais como população, área, riqueza e recursos naturais, envolvendo compilações de dados e gráficos. Em 1662, John Graunt publicou informes estatísticos sobre nascimentos e mortes. A partir daí deu-se início ao desenvolvimento da probabilidade e estatística, sobretudo a partir do século XVII, com o estudo das grandes epidemias que assolavam o mundo, dando ensejo ao desenvolvimento da demografia. Em cada século seguinte mais e mais áreas foram se incorporando ao conjunto das que faziam uso da estatística. O conceito de probabilidade, gradualmente desenvolvido a partir do século seguinte, fez surgir a noção de que as informações obtidas em amostras poderiam ser generalizadas para a totalidade de uma população. Assim, o alto custo despendido na realização de censos poderia agora ser reduzido em muito, promovendo uma verdadeira "explosão" quanto ao uso de técnicas estatísticas nas décadas seguintes. A partir de 1925, com os trabalhos de R.A. Fisher, a estatística iniciou-se como método científico, então, o trabalho do estatístico passou a ser o de ajudar a planejar experimentos, interpretar e analisar os dados experimentais e apresentar os resultados de maneira a facilitar a tomada de decisões razoáveis, embora os trabalhos pioneiros de Gauss no fim do século anterior e dos trabalhos de Gosset de 1908, publicados com o pseudônimo de Student, foram de extrema importância. Em 1936, o sociólogo americano George Gallup inaugurou a prática da pesquisa de intenção de voto pela qual uma amostra representativa da população (considerando diferentes níveis de escolaridade, renda, idade) era entrevistada. A prática ganhou enorme popularidade a partir daquele ano, uma vez que as projeções da pesquisa foram confirmadas nas urnas. Na última década, com a grande revolução da informática, houve um avanço significativo das áreas de probabilidade e estatística, com o desenvolvimento de softwares mais poderosos, deixando à disposição do pesquisador muitas ferramentas alternativas ao seu trabalho. 2. Alguns conceitos importantes da estatística Estatística: Ciência voltada à coleta, organização, resumo, análise e interpretação de dados, objetivando descrever populações. Estatística descritiva: se refere à maneira de apresentar um conjunto de dados em tabelas e gráficos, e ao modo de resumir as informações contidas nestes dados a algumas medidas. Inferência estatística: baseia-se na teoria das probabilidades para estabelecer conclusões sobre todo um grupo (chamado população), quando se observou apenas uma parte (amostra) desta população. População: Corresponde ao sistema ou ao todo que se quer descrever. É sempre um conjunto de elementos com características em comum. Censo: Atividade de inspeção de todos os elementos de uma população, em relação a uma ou mais variáveis descritoras. Amostra: Subconjunto ou parte da população, cujos elementos são avaliados utilizando uma ou mais variáveis descritoras. O processo de generalização da informação contida na amostra para a totalidade de uma população é chamada de inferência estatística. Amostragem: Processo de obtenção de amostra(s). É necessário saber que a estatística é uma ferramenta para o pesquisador, e para que ela seja bem usada é necessário conhecer os seus fundamentos e os seus princípios, e que acima de tudo que o pesquisador tenha a possibilidade de desenvolver um espírito crítico sobre a pesquisa empreendida. 3. Algumas aplicações da estatística Demografia: Estudo sobre fenômenos populacionais, sociais e ambientais, estudo sobre o crescimento ou decrescimento populacional; Ecologia: Estimação de tamanho populacional, estudo da dinâmica de populações; Economia: estudo sobre a evolução ou previsão da inflação ou rendimento da bolsa de valores ao longo do tempo; Indústria: Controle da qualidade, estudo do tempo de garantia de um produto; Medicina: Estudo do tempo de vida de pacientes com uma determinada doença, comparação da eficácia de tratamentos ou lançamento de um novo medicamento; Meteorologia: Previsão de temperaturas ou chuvas; Política: Pesquisa de intenção de votos numa eleição, pesquisa sobre popularidade de um determinado candidato; 4. O estudo das variáveis Variáveis são características da população. Elas variam de um indivíduo para outro ou no mesmo indivíduo ao longo do tempo. Em estatística há dois grandes grupos de variáveis: As variáveis qualitativas (ou também chamadas de variáveis categóricas) e as variáveis quantitativas (ou também chamadas de numéricas). Variáveis qualitativas ou categóricas: São variáveis cujos dados são obtidos por meio de classificação em categorias. Não há valores numéricos. Nesse grupo há dois subgrupos denominados em nominais e ordinais. a. Variáveis qualitativas nominais: Exemplos: Cor de olho, sabor, sexo, raça, grupo sanguíneo, espécie de animais, etc. b. Variáveis qualitativas ordinais: Exemplos: Gravidade de uma doença (estado inicial, intermediário ou avançado), infração de trânsito (leve, moderada, grave e gravíssima), classificação em um concurso público (primeiro, segundo, terceiro lugar), nível sócioeconômico (classes A a E), etc. Variáveis quantitativas ou numéricas: São variáveis cujos dados são obtidos por meio de mensurações (contagem ou medição). Nesse grupo há dois subgrupos denominados em discretas e contínuas. a. Variáveis quantitativas discretas: São aquelas resultantes, em geral, de contagem. Exemplos: Número de filhos por família, número mensal de acidentes de trânsito em uma determinada rodovia, número de alunos reprovados anualmente em uma universidade, b. Variáveis quantitativas contínuas: São aquelas resultantes de medições. Exemplos: Altura e peso de indivíduos, índice de massa corporal, vazão de um rio, pressão arterial, tempo, volume, pressão, área degradada, etc.
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