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PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA MEDIDAS DE POSIÇÃO 1 AULA 4 MEDIDAS DE POSIÇÃO Uma Medida de Posição é um valor calculado para um grupo de dados, e usado,de alguma forma para descrever os dados. Tipicamente desejamos que o valor seja representativo de todos os valores do grupo. As Medidas de Posição mais importantes são as medidas de tendência central: Média Aritmética Moda Mediana Temos ainda: Média Geométrica Média Harmônica E as Separatrizes: Mediana, Quartil, Decil e Percentil MEDIDAS DE POSIÇÃO MÉDIA ARITMÉTICA Média Aritmética Simples ou Média Aritmética ou Média é a soma dos resultados obtidos dividida pela quantidade de resultados. Representamos as observações por xi e a média aritmética por . Assim: MÉDIA ARITMÉTICA Ex: Oito alunos fizeram um teste e obtiveram os seguintes resultados: 9 – 6 – 5 – 8 – 4 – 7 – 3 – 10 Qual é a média desses resultados? MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA Quando os dados estão agrupado numa distribuição de frequências, usamos a média aritmética dos valores de xi ponderados pelas respectivas frequências absolutas fi. Essa é a Média Aritmética Ponderada. Ex: Calcule a média das idades representadas na distribuição de frequências da tabela abaixo: MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA IDADE Fi 4 4 5 6 6 6 7 4 ∑fi= 20 MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA MÉDIA GEOMÉTRICA Dados n (n ≥ 2) números reais não negativos, x1, x2, ..., xn, define-se a média geométrica (G) desses valores pela relação: Isto é, a média geométrica corresponde à raiz enésima do produto desses n números. MÉDIA GEOMÉTRICA Ex1: Calcular a média geométrica entre 2 e 8. Ex2: Calcular a média geométrica entre MÉDIA GEOMÉTRICA Ex3: A média geométrica entre 10, 2 e n é 5. Determine o valor de n. G = 5 20n = 125 N = 6,25 MÉDIA GEOMÉTRICA Ex4: Dada a PG (3, 9, 27), verifique que a2 é a média geométrica entre a1 e a3. Essa propriedade pode ser generalizada para qualquer sequência de três termos consecutivos de uma PG. MÉDIA GEOMÉTRICA Podemos verificar também que a média geométrica entre três termos consecutivos de uma PG será sempre o termo central. Ex: dada a PG (2, 4, 8), mostre que MÉDIA HARMÔNICA Dado um conjunto de valores não nulos, x1, x2, ..., xn, define-se a média harmônica (H) desses valores pela relação: Isto é, a média harmônica é o inverso da média aritmética dos inversos de x1, x2, ..., xn MÉDIA HARMÔNICA Ex1: Calcular a média harmônica entre 3 e 4 Ex2: Calcular a média harmônica entre 1, 2 e 3. A Mediana de um conjunto de dados é o valor que ocupa a posição central desses dados, desde que estejam colocados em um rol. Representamos a mediana por Md A quantidade de dados pode ser par ou ímpar. MEDIANA Se o número de dados for ímpar, o valor da mediana é o valor que está no centro da série. Se o número de dados for par, a mediana será a média aritmética dos dois valores que estão no centro da série. MEDIANA MEDIANA Ex1: Calcule a mediana dos dados: 5 – 8 – 4 – 6 – 7 – 3 – 4 Primeiro passo: Escrever o rol 3 – 4 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 2) Segundo Passo: verificar se a quantidade de dados é par ou ímpar Nesse caso é ímpar, a mediana é o termo central. 3) Terceiro passo: determinar a mediana. Nesse caso: Md = 5 MEDIANA Ex2: Calcular a mediana dos dados: 8 – 0 – 7 – 4 – 7 – 10 – 6 – 5 Rol: 0 – 4 – 5 – 6 – 7 – 7 – 8 – 10 A quantidade de dados é par. MEDIANA Ex3: Observe a distribuição de frequência dada a seguir referente aos tamanhos de sapatos usados por 25 pessoas. Sapato fi Fi 36 5 5 37 9 14 38 4 18 39 4 22 40 3 25 ∑fi= 25 MEDIANA Os dados já estão ordenados e a quantidade de dados é ímpar, o termo central é o valor da Décima Terceira posição. Md = 37 MODA A Moda é o valor que acontece com maior frequência. Chamamos também de Valor Modal. Representamos a moda por Mo. A moda pode não existir e, mesmo que exista, pode não ser única. Uma distribuição com apenas uma moda é denominada unimodal. Com duas modas, bimodal, com mais de duas modas, multimodal. MODA E x: Para a distribuição abaixo: Mo = 7 xi fi 5 3 6 5 7 11 8 10 9 5 ∑fi= 34 DADOS AGRUPADOS EM INTERVALOS DE CLASSE Vamos ver agora como se calcula a média, a mediana e a moda para dados agrupados em intervalos de classe: MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA Ex: Calcule a média das idades representadas na distribuição de frequências da tabela abaixo: IDADES fi [18, 21[ 9 [21,24[ 12 [24, 27[ 12 [27,30[ 17 [30, 33[ 16 [33,36[ 14 [36, 39[ 11 [39, 42] 9 ∑fi= 100 MÉDIA ARITMÉTICA PONDERADA Nesse caso a variável analisada está representada em intervalos de classes, os valores de xi são representados pelos pontos médios (pmi). EMPREGO DA MÉDIA A média é utilizada quando: - Desejamos obter a medida de posição que possui a maior estabilidade; - Houver necessidade de um tratamento algébrico ulterior (posterior). MEDIANA Se n for ímpar, buscaremos a classe onde está localizado o termo central. Se n for par, buscaremos a classe onde está localizado o termo n/2. MEDIANA Ex: Considere a distribuição de frequências a seguir: Notade Matemática fi Fi [0, 2[ 2 2 [2, 4[ 7 9 [4, 6[ 8 17 [6, 8[ 6 23 [8, 10[ 7 30 ∑fi= 30 MEDIANA Para o caso de intervalos de classe como neste exemplo devemos seguir os seguintes passos: Determinar n/2, no caso: 30/2 = 15 (onde está o décimo quinto termo?) Identificar em que classe está a mediana: [4, 6[ Cálculo da mediana usando a fórmula: Li = Limite inferior da classe que contém a mediana = 4 n = tamanho da amostra = 30 = soma das frequências anteriores à classe que contém a mediana = 9 h = amplitude da classe que contém a mediana = 2 = Frequência da classe que contém a mediana = 8 MEDIANA Md = 5,5 EMPREGO DA MEDIANA Empregamos a mediana quando: - Desejamos obter o ponto que divide a distribuição em partes iguais; - Há valores extremos que afetam de uma maneira acentuada a média; - A variável em estudo é salário. MODA Para dados agrupados em intervalos de classes, pode-se calcular a moda, de vários métodos diferentes, vejamos três tipos: 1 – O mais simples e também mais impreciso é considerar a moda como o ponto médio da classe que contém a moda (classe modal); esse valor chama-se moda bruta. (Não usaremos esse método) MODA 2 – Método de King: Em que: Li = Limite inferior da classe modal fpost = frequência da classe posterior à classe modal fant = frequência da classe anterior à classe modal h = amplitude da classe modal (Este será o método a ser utilizado) MODA 3) Sendo conhecidas a média aritmética e a mediana de uma série, é possível obtermos o valor da moda pela aplicação da fórmula de Pearson. Fórmula de Pearson: Essa fórmula nos dá o valor aproximado da moda e só deve ser utilizado quando a distribuição apresentar razoável simetria em relação à média. (Não usaremos esse método) MODA Para calcular a moda em dados agrupados em intervalos de classe usaremos o Método de King MODA Ex: Calcular a moda da distribuição abaixo: IDADES fi Fi [18, 21[ 9 9 [21,24[ 12 21 [24, 27[ 12 33 [27, 30[ 17 50 [30, 33[ 16 66 [33, 36[ 14 80 [36, 39[ 11 91 [39, 42] 9 100 ∑fi= 100 MODA Primeiro Passo: Identificar a classe modal. No caso a quarta classe. 2) Calcular a moda usando o método de King. Mo = 28,7143 anos EMPREGO DA MODA A moda é utilizada: - Quando desejamos obter uma medida rápida e aproximada de posição; - Quando a medida de posição deve ser o valor mais típico da distribuição. POSIÇÕES RELATIVAS DA MÉDIA, MEDIANA E MODA Quando uma distribuição é simétrica, as três medidascoincidem. Porém a assimetria torna-as diferentes e essa diferença é tanto maior quanto maior é a assimetria. Assim, em uma distribuição em forma de sino, temos: POSIÇÕES RELATIVAS DA MÉDIA, MEDIANA E MODA POSIÇÕES RELATIVAS DA MÉDIA, MEDIANA E MODA ANÁLISE DAS MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL Moda Vantagens: Fácil de calcular; não é afetada pelos dados extremos da amostra; pode ser aplicada em qualquer escala: nominal, ordinal, intervalar e proporcional. Desvantagens: Pode estar afastada do centro dos dados; difícil de incluir em funções matemáticas; não utiliza todos os dados da amostra; a amostra pode ter mais de uma moda; algumas amostras podem não ter moda. ANÁLISE DAS MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL Mediana Vantagens: Fácil de calcular; não é afetada pelos dados extremos da amostra; é um valor único; pode ser aplicada nas escalas: ordinal, intervalar e proporcional. Desvantagens: Difícil de incluir em funções matemáticas; não utiliza todos os dados da amostra. ANÁLISE DAS MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL Média Vantagens: Fácil de compreender e aplicar; utiliza todos os dados da amostra; é um valor único; fácil de incluir em funções matemáticas; pode ser aplicada nas escalas intervalar e proporcional. Desvantagens: É afetada pelos dados extremos da amostra; é necessário conhecer todos os dados da amostra. EXERCÍCIOS 1 – Determine a média aritmética dos valores a seguir: 9 – 6 – 5 – 4 – 8 – 9 – 10 – 4 – 7 – 8 – 5 – 6 – 10 2 – Em uma pesquisa realizada em uma empresa quanto ao salário médio de seus funcionários, verificou-se o seguinte resultado: EXERCÍCIOS SALÁRIOS (R$) fi [240,00; 480,00[ 15 [480,00;720,00[ 22 [720,00; 960,00[ 30 [960,00; 1200,00[ 18 [1200,00; 1440,00] 15 ∑100 Baseado nesta tabela, determine o salário médio. EXERCÍCIOS 3 – Dados os valores a seguir: 9 – 6 – 5 – 4 – 8 – 9 – 10 – 4 – 7 – 8 – 5 – 6 – 10 Determine a mediana. 4 – Determine a mediana do exercício 2 5 – Determine a moda do exercício 2. EXERCÍCIOS 6 – As exportações de determinado porto brasileiro registraram o seguinte movimento, em bilhões de reais, mês a mês, durante um ano: Mês R$ Janeiro 3,0 Fevereiro 2,4 Março 2,8 Abril 3,1 Maio 2,7 Junho 3,2 EXERCÍCIOS Julho 2,6 Agosto 2,5 Setembro 3,4 Outubro 3,4 Novembro 3,3 Dezembro 3,6 ∑ 36,0 Qual foi a média mensal de exportações, em bilhões de reais? EXERCÍCIOS 7 – O comércio varejista de calçados registrou as seguintes encomendas, em milhares de pares, em uma determinada indústria calçadista, ao longo do semestre: Mês Pares Encomendados Mês 1 48 Mês 2 60 Mês 3 42 Mês 4 50 Mês 5 64 Mês 6 66 ∑ ∑ 330 EXERCÍCIOS Qual a média mensal de encomendas, em milhares de pares de calçados? 8 – Determine a média geométrica entre: 1 e 4 5, 5, 5 e 5 2, 3 e ¾ EXERCÍCIOS 9 – Calcule a média harmônica entre 10 – Uma curva simétrica se caracteriza pelo seguinte atributo: É assimétrica à esquerda; A moda é maior que a mediana e a média; A moda, a mediana e a média são iguais; O desvio padrão é maior que a mediana e a moda; Os decis são equivalentes à média. RESPOSTAS 7 830,40 7 824 828 3 55 RESPOSTAS 8 – a) 2 b) 5 c) Rever resposta 9 – 10 – Letra C