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Estatística Aplicada Autor: Ivonete Melo de Carvalho Tema 03 Assimetria e Curtose seç ões Tema 03 Assimetria e Curtose Como citar este material: CARVALHO, Ivonete Melo de. Estatística Aplicada: Assimetria e Curtose. Caderno de Atividades. Valinhos: Anhanguera Educacional, 2014. SeçõesSeções Tema 03 Assimetria e Curtose 5 Conteúdo Nessa aula você estudará: • O conceito de simetria e sua importância para a estatística. • Gráfico em forma de sino (curva normal). • Afastamentos do centro de simetria (grau de simetria). • Grau de assimetria. CONTEÚDOSEHABILIDADES Introdução ao Estudo da Disciplina Caro(a) aluno(a). Este Caderno de Atividades foi elaborado com base no livro Estatística e Métodos Quantitativos, dos autores Ron Larson e Betsy Farber, Editora Pearson Prentice Hall, 2007. Livro-Texto 136. Roteiro de Estudo: Ivonete Melo de CarvalhoEstatística Aplicada 6 CONTEÚDOSEHABILIDADES Habilidades Ao final, você deverá ser capaz de responder as seguintes questões: • O que é e para que serve o conceito de simetria? • Construção do gráfico – curva normal? • O que é e para que serve a assimetria? • O que é e para que serve a medida denominada curtose? CONTEÚDOSEHABILIDADES Assimetria e Curtose Para um conjunto de dados que esteja sendo analisado, além dos gráficos que você já estudou (histograma, polígono de frequência e ogiva), outro tipo de curva que pode ser elaborado recebe o nome de curva de frequência ou curva polida. Os estudiosos em estatística costumam dizer que o polígono de frequência determina ou mostra ao leitor (pesquisador) a imagem real do fenômeno estudado, ao passo que a curva de frequência demonstra a tendência do estudo em elaboração. Crespo (2009) é muito feliz quando afirma que depois do traçado de um polígono de frequência, é desejável, muitas vezes, que se lhe faça um polimento, a fim de mostrar o que seria tal polígono com um número maior de dados. Ao resultado deste “polimento” chama- se curva polida, isto é, a curva polida é a resultante de um grande número de dados, sem os vértices da linha poligonal. Para que o “polimento” ocorra, é preciso que a partir das frequências reais seja elaborada uma tabela de frequências calculadas. A fórmula que você deve utilizar para esse fim é: LEITURAOBRIGATÓRIA 7 LEITURAOBRIGATÓRIALEITURAOBRIGATÓRIA 4 2 c f 11i +− ++= iii fff em que: fci é a frequência considerada da classe calculada. fi é a frequência simples da classe considerada. fi-1 é a frequência simples da classe anterior à classe considerada. fi+1 é a frequência simples da classe posterior à classe considerada. Para que você compreenda bem, retornemos a um exemplo estudado na aula número 1 deste caderno. Trata-se das idades dos alunos de Ivonete. A tabela obtida naquela ocasião dizia: I Idade fi fci 1 18 ι— 22 02 4,0 2 22 ι— 26 12 7,5 3 26 ι— 30 04 7,3 4 30 ι— 34 09 7,3 5 34 ι— 38 07 6,3 6 38 ι— 42 02 3,8 7 42 ι— 46 04 2,5 Total 40 Como obter a frequência calculada: 4 4 6 1 4 2 12*20 4 2c f 11i == ++ = ++ = +− iii fff Calcule os demais elementos da tabela para ter certeza a respeito dos valores apresentados a você. 8 Os gráficos seriam: Pontos médios em destaque Curva polida A linha azul representa o polígono de frequências. A linha vermelha mostra a curva polida que aproxima os dados apresentados no polígono de frequência. Observe que não se trata de uma curva “centralizada” no plano cartesiano. Ela é deslocada para o lado esquerdo de quem lê a figura. Por esse motivo dizemos que ela é uma figura assimétrica. Para relembrar o que é simetria, pense numa parábola. Uma parábola é simétrica pelo vértice, isto é, suas “metades” (consideradas em torno do vértice) são iguais. Veja a figura seguinte: Figura 3.1: Parábola Fonte: Elaboração da autora. LEITURAOBRIGATÓRIA 9 Simetria é uma propriedade geométrica dos elementos, contudo para a Estatística, assimetria nada mais é do que o grau de desvio (afastamento da simetria) de uma distribuição de dados. Para distribuições assimétricas, a média tende a situar-se do mesmo lado da moda (na cauda mais longa). Observe com muita atenção as seguintes figuras: Figura 3.2: Distribuição Assimétrica à Direita (ou Assimetria Positiva) Fonte: Elaboração da autora. Figura 3.3: Distribuição Assimétrica à Esquerda (ou Assimetria Negativa) Fonte: Elaboração da autora. Figura 3.4: Distribuição Simétrica Fonte: Elaboração da autora. LEITURAOBRIGATÓRIA 10 Uma medida de assimetria é proporcionada pela diferença entre a média e a moda. Ela pode ser tomada sem dimensão por meio de uma divisão por uma medida de dispersão, como o desvio padrão. Veja: s )amodx(*3assimetria −= (coeficiente de assimetria de Pearson) No exemplo das idades dos alunos de Ivonete, a assimetria seria dada por: Cálculo da média: 9,0 3 0 4 236.1 0 4 4*4 42*0 47*6 39*2 34*8 22 1*4 22*0 2 == ++++++ = x x 9,0 3 0 4 236.1 0 4 4*4 42*0 47*6 39*2 34*8 22 1*4 22*0 2 == ++++++ = x x Cálculo da variância e do desvio padrão: I Idade fi xi fi * xi fi * xi2 1 18 ι— 22 02 20 40 800 2 22 ι— 26 12 24 288 6.912 3 26 ι— 30 04 28 112 3.136 4 30 ι— 34 09 32 288 9.216 5 34 ι— 38 07 36 252 9.072 6 38 ι— 42 02 40 80 3.200 7 42 ι— 46 04 44 176 7.744 Total: 40 1.236 40.080 7 8,6 0 4 236.1 0 4 080.0 4 2 = −=σ Portanto, 1 0,3 7 8,6 )4 29,0 3(*3 ≅ − =assimetria LEITURAOBRIGATÓRIA 11 Em capítulo anterior, você verificou que o valor da mediana (que ocupa a posição central numa distribuição de frequência) deve estar em algum ponto entre o valor da média e o valor da moda, porém, pode ser igual à moda e/ou à média. Você já sabe que com essas três medidas de posição, você pode determinar a assimetria da curva de distribuição de frequência. Também sabe que três casos podem ocorrer (ilustrados nas figuras anteriores): • Média = Mediana = Moda: distribuição simétrica. • Média < Mediana < Moda: distribuição assimétrica negativa. • Média > Mediana > Moda: distribuição assimétrica positiva. No exemplo de Ivonete: moda = 24; mediana = 30,89 e média = 30,9 de onde se pode concluir que a distribuição de frequência é assimétrica positiva. Curtose Ao desenhar um gráfico, a curva pode ser mais ampla ou mais compacta assim como pode ser mais alongada ou mais achatada. Interessa à estatística estudar o quanto uma curva poder ser alongada. Curtose é, então, o grau de achatamento de uma distribuição, e é considerado muitas vezes em relação a uma distribuição normal. Em tema anterior, quando o texto referiu-se ao estudo dos quartis, você aprendeu que conhecendo os valores dos quartis e dos percentis, pode-se determinar o coeficiente de curtose, que dá o grau de achatamento da curva de uma distribuição, por meio da seguinte fórmula: )(*2 0 10 9 13 PP QQk − − = Em que: k = coeficiente de curtose; Q3 e Q1 terceiro e primeiro quartis, respectivamente; P90 e P10 nonagésimo e décimo percentis, respectivamente. Se K = 0,263, então podemos dizer que a curva da distribuição é mesocúrtica (achatamento normal). Se K > 0,263, então podemos dizer que a curva da distribuição é platicúrtica (mais achatada). Se K < 0,263, então podemos dizer que a curva da distribuição é leptocúrtica (mais alongada). LEITURAOBRIGATÓRIA 12 Graficamente: Para desenhar a curva normal (curva em formato de sino), a equação utilizada é: σ µ− − πσ = 2x*5,0 e 2* 1y em que: y representa a ordenada (altura da curva para um determinado valor da variável x); e = 2,71828 (base do logaritmo neperiano). π = 3,1416.µ = representa a média da população. σ = representa o desvio padrão. O gráfico (curva normal) dos valores recolhidos por Ivonete ficaria assim LEITURAOBRIGATÓRIA 13 Para calcular a curtose dos dados referentes às idades de seus alunos, Ivonete deveria seguir os passos descritos a seguir: (1) Calcular os valores do primeiro e do terceiro quartis, que, no caso de dados agrupados, ficariam assim: 3,2 3 7 4*)7 20 3(4 3 0 3 4 120 4 *3 4,4 2 9 4*)8 10 1(8 2 0 1 4 0 4 4 3 1 = − += == = − += == ∑ ∑ Q f Q f i i 3,2 3 7 4*)7 20 3(4 3 0 3 4 120 4 *3 4,4 2 9 4*)8 10 1(8 2 0 1 4 0 4 4 3 1 = − += == = − += == ∑ ∑ Q f Q f i i 3,2 3 7 4*)7 20 3(4 3 0 3 4 120 4 *3 4,4 2 9 4*)8 10 1(8 2 0 1 4 0 4 4 3 1 = − += == = − += == ∑ ∑ Q f Q f i i 3,2 3 7 4*)7 20 3(4 3 0 3 4 120 4 *3 4,4 2 9 4*)8 10 1(8 2 0 1 4 0 4 4 3 1 = − += == = − += == ∑ ∑ Q f Q f i i (2) Calcular os valores do décimo e do nonagésimo percentis que, no caso de dados agrupados, ficariam assim: 1,9 3 7 4*)7 26 3(4 3 6 3 100 0 4*0 9 100 *0 9 8,1 2 9 4*)8 14(8 2 4 0 1 0 4 100 *0 1 0 9 0 1 = − += == = − += == ∑ ∑ P f P f i i 1,9 3 7 4*)7 26 3(4 3 6 3 100 0 4*0 9 100 *0 9 8,1 2 9 4*)8 14(8 2 4 0 1 0 4 100 *0 1 0 9 0 1 = − += == = − += == ∑ ∑ P f P f i i 1,9 3 7 4*)7 26 3(4 3 6 3 100 0 4*0 9 100 *0 9 8,1 2 9 4*)8 14(8 2 4 0 1 0 4 100 *0 1 0 9 0 1 = − += == = − += == ∑ ∑ P f P f i i 1,9 3 7 4*)7 26 3(4 3 6 3 100 0 4*0 9 100 *0 9 8,1 2 9 4*)8 14(8 2 4 0 1 0 4 100 *0 1 0 9 0 1 = − += == = − += == ∑ ∑ P f P f i i (3) Por último, calcular o coeficiente de curtose: 228,0 )8,1 21,9 3(*2 4,4 23,2 3 )(*2 0 10 9 13 = − − = − − = PP QQk Observe que, como 0,228 < 0,263, a curva obtida por Ivonete é leptocúrtica. Busque, no Livro-Texto, mais exemplos como este discutido no caderno e, em seguida, resolva os exercícios propostos a você. LEITURAOBRIGATÓRIA 14 LINKSIMPORTANTES Quer saber mais sobre o assunto? Então: Sites Teste os seus conhecimentos: faça exercícios sobre estatística e veja a resolução comentada. Acesse o site “Exercícios – Brasil Escola”. Disponível em: <http://exercicios.brasilescola.com/matematica/exercicios-sobre-estatistica.htm>. Acesso em: 3 mar. 2014. Nele você poderá testar seus conhecimentos fazendo exercícios e consultando a resolução comentada. Acesse o site “Portal Action”. Disponível em: <http://www.portalaction.com.br/1414-4-exerc%C3%ADcios>. Acesso em: 3 mar. 2014. Nele você poderá testar seus conhecimentos fazendo exercícios dos principais vestibulares ainda existentes no País e consultar a resolução comentada. Acesse o site “Exercícios – Professor Cardy”. Disponível em: <http://www.profcardy.com/exercicios/area.php?area=ESTAT%CDSTICA>. Acesso em: 3 mar. 2014. Nele você poderá testar seus conhecimentos fazendo exercícios apresentados pelo Enem e Enade em diversas edições destes exames e consultar a resolução comentada. 15 LINKSIMPORTANTES Acesse o site “Matematiquês”. Disponível em: <http://www.matematiques.com.br/download.php?tabela=documentos&id=436>. Acesso em: 3 mar. 2014. Nele você poderá testar seus conhecimentos fazendo exercícios e consultando a resolução comentada. Vídeos Assista aos vídeos com exercícios comentados e disponíveis no endereço a seguir a respeito de confecção de gráficos. Eles, certamente, esclarecerão muitas de suas dúvidas, inclusive a respeito de como confeccioná-los. Disponíveis em: <http://video-aulas.com/listing/Matem%C3%A1tica/Ensino_M%C3%A9dio/ Estat%C3%ADstica/estatistica--exercicios-resolvidos--media-moda-mediana-variancia- desvio-padrao--pre-enem-abril-educacao-2013--video-aula-1217>. Acesso em: 3 mar. 2014. Os exercícios são bastante variados, com linguagem bem acessível, uma vez que se trata de produção da Editora Abril Cultural voltada para o público que prestará o Enem. 16 Instruções: Chegou a hora de você exercitar seu aprendizado por meio das resoluções das questões deste Caderno de Atividades. Essas atividades auxiliarão você no preparo para a avaliação desta disciplina. Leia cuidadosamente os enunciados e atente-se para o que está sendo pedido e para o modo de resolução de cada questão. Lembre-se: você pode consultar o Livro-Texto e fazer outras pesquisas relacionadas ao tema. Questão 1: Em seguida serão apresentadas a média e a moda de três diferentes distribuições de frequência. Determine o tipo de assimetria de cada uma delas e explique o significado de assimetria. Distribuição Média Moda A 52 52 B 45 50 C 48 46 Texto para as questões de 2 a 4: Observe os dados apresentados na distri- buição de frequência em seguida: Pontos de um teste Pessoas que acertaram 4 ι— 8 10 8 ι— 12 25 12 ι— 16 35 16 ι— 20 40 20 ι— 24 25 24 ι— 28 10 28 ι— 32 5 Questão 2: Nesse caso, o valor 16,5 (pontos no teste) é: a) A mediana. b) A média aritmética. AGORAÉASUAVEZ 17 c) A moda. d) A variância. e) O desvio padrão. Questão 3: Qual o percentual de valores que se locali- za entre o último quartil e o P81? a) 6 b) 19 c) 56 d) 77 e) 81 Questão 4: O sexagésimo percentil divide a área de uma distribuição em quantas partes? a) 2 b) 6 c) 40 d) 60 e) 100 Questão 5: Se numa distribuição há 500 valores, então entre o segundo quartil e o quinquagésimo percentil quantos valores haverá? a) 7 b) 13 c) 42 d) 48 e) Não haverá valores. Texto para as questões 6 e 7: Em uma distribuição de frequências foram encontradas as seguintes medidas: • Média = 343,18. • Moda = 27,50. • Mediana = 31,67. • Desvio padrão = 12,45. Nessas condições, calcule o que pedem os exercícios 6 e 7. Questão 6: Classifique o tipo de assimetria. Questão 7: Calcule o coeficiente de assimetria. AGORAÉASUAVEZ 18 AGORAÉASUAVEZ Questão 8: Considere a distribuição de frequências re- lativa às massas corporais (aos pesos) de cem operários de uma fábrica: Massa (kg) No de operários 50 58 10 58 66 15 66 74 25 74 82 24 82 90 16 90 98 10 Determine o grau de assimetria. Texto para as questões 9 e 10: Considere as seguintes medidas, relativas a três distribuições de frequências: Distribuições Q1 Q2 P10 P90 A 814 935 772 1.012 B 63,7 80,3 55,0 86,6 C 28,8 45,6 20,5 49,8 Questão 9: Calcule os respectivos graus de curtose. Questão 10: Classifique cada uma das distribuições em relação à curva normal. 19 Neste tema, você conheceu as definições de assimetria e curtose e sua utilidade. Aprendeu, principalmente, que estes elementos ampliam sua percepção acerca de uma série de dados estatísticos. Caro aluno, agora que o conteúdo dessa aula foi concluído, não se esqueça de acessar sua ATPS e verificar a etapa que deverá ser realizada. Bons estudos! CRESPO, Antonio Arnot. Estatística Fácil. 19. ed. atual. São Paulo: Saraiva, 2009. CUNHA, M.V. Análise Multidimensional de Dados Categóricos. PPGA, UFRGS, 16, Porto Alegre, 1997. FONSECA, J. S, MARTINS, G. Curso de Estatística. São Paulo: Atlas, 1996. FREITAS & CUNHA CONSULTORES LTDA. Guia do Usuário – Sphinx Léxica 2.08 for Windows®. Porto Alegre, 1998.KOTLER, P. Administração de Marketing: Análise, Planejamento, Implementação e con- trole. São Paulo: Atlas, 1996. LABES, E. M. Questionário: do planejamento à aplicação na pesquisa. Chapecó: Grifos, 1998. LARSON, Ron; FARBER, Betsy. Estatística e Métodos Quantitativos. 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. Livro-Texto 136. FINALIZANDO REFERÊNCIAS 20 MATTAR, F. N. Pesquisa de Marketing. São Paulo: Atlas, 1996. ROSSI, C. A. V.; SLONGO, L. A. Pesquisa de satisfação de clientes: o estado-da-arte pro- posição de um método Brasileiro. In: ENCONTRO ANUAL DA ANPAD, 21., Anais... 1997, Rio das Pedras, RJ. p. 124. SLACK, N. Administração da produção. São Paulo: Atlas, 1997. REFERÊNCIAS GLOSSÁRIO Amostra: subconjunto da população. Assimetria: condição da figura que não é simétrica. Coeficiente: número que multiplica uma variável ou incógnita. Curtose: grau de achatamento de uma curva. Grau: medida, referência. Simetria: condição da figura cujas partes são espelhos umas das outras. 21 GABARITO Questão 1 Resposta: Observando os detalhes da tabela, você deverá obter a seguinte a análise: simétrica; assimétrica negativa e assimétrica positiva. Questão 2 Resposta: Alternativa A. Questão 3 Resposta: Alternativa A. Questão 4 Resposta: Alternativa A. Questão 5 Resposta: Alternativa A. Questão 6 Resposta: Aplicando corretamente as fórmulas, você deverá obter: assimetria positiva. Questão 7 Resposta: Aplicando corretamente as fórmulas, você deverá obter: 0,364. Questão 8 Resposta: Aplicando corretamente as fórmulas, você deverá obter: 0,021. Questão 9 Resposta: Aplicando corretamente as fórmulas, você deverá obter: (A) 0,2532, (B) 0,263 e (C) 0,287. Questão 10 Resposta: Analisando o posicionamento das curvas, você deverá obter: (A) leptocúrtica, (B) mesocúrtica e (C) platicúrtica.
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