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Disciplina: Tratamento de Dados Apostila Prof. Joaquim José de Carvalho, M.Sc E-mail: jjdecarvalho@ceulp.edu.br Palmas, TO Julho – 2013 2 Sumário 1. Natureza da Estatística, 3 1.1 Considerações Gerais, 3 1.2 Métodos, 3 2 Conceitos Fundamentais, 4 2.1 Variáveis, 4 2.2 População e Amostra, 5 3. Processos Estatísticos de Abordagem, 5 3.1 Técnicas de Amostragem, 6 4. Séries Estatísticas, 7 4.1 Construção de gráficos, 7 5. Construção de índices, 7 6. Medidas de Tendência Central (ou de Posição), 7 7. Medidas de Dispersão e de Assimetria, 7 8. Noções do Cálculo de Probabilidades, 8 9. Estimação de Intervalos de confiança, para médias e proporções, com variância populacional desconhecido. E determinação do tamanho de amostras, para estimar estas, 8 10. Noções de modelagem matemática e de correlação, 8 11. Testes de hipóteses, 8 3 1. Natureza da Estatística 1.1 Considerações Gerais É a área da Matemática aplicada ao estudo de fenômenos coletivos, de ampla abrangência tanto nas ciências aplicadas como em inferências mercadológicas. Sua utilização vem desde a antiguidade, na idade média colhiam-se informações com finalidades tributárias ou bélicas. Nos dias atuais é aplicada desde a aferição de parâmetros do cotidiano até a mais complexa que tem influência em nossas vidas profissionais, social e ambiental. 1.2 Métodos É um conjunto de meios ordenados de forma a se atingir o fim desejado, estes poderão ser: empírico ou cientifico. 1.2.1 O método empírico baseia-se em experiências acumuladas pelas comunidades ao longo do tempo, sem necessariamente ter comprovação. 1.2.2 O método científico baseia-se em observações vividas pelas comunidades, ou não, e estão são aferidas a partir de procedimentos hipotéticos com a utilização de metodologia matemática. E este poderá ser: experimental ou estatístico. As diferenças básicas entre o método experimental e o estatístico é que o experimental é usado em pesquisas de fenômenos em que se permite variar apenas uma das causas que tem influência sobre o fenômeno, enquanto que as demais causas permanecem constantes; já o método estatístico é usado quando não se permite tornar constantes causas que tem influências sobre o fenômeno, e torna-se necessário o estudo do fenômeno com todas as suas causas variando simultaneamente. Desta forma na área de humanas, normalmente devido à natureza dos fenômenos que são objeto de estudo, faz-se uso principalmente do método estatístico, desta forma nesta disciplina iremos estudar este método. Este método, o estatístico, baseia-se na descrição e na inferência do fenômeno, sendo que na descrição compreende as etapas de coleta, organização e apresentação dos dados; já a análise e a interpretação dos dados compreendem a inferência. 1.2.3 Fases do Método Estatístico 1.2.3.1 Coleta de dados Definido no planejamento do trabalho qual o fenômeno a ser mensurado, e suas causas de influências, em seguida monta-se instrumentos de mensuração para quantificá- 4 las. Esta parte da pesquisa compreende a coleta de dados, e esta poderá ser direta e/ou indireta. A coleta direta poderá ser classificada em: contínua, periódica ou ocasional. Esta classificação é feita a partir do fator tempo. A coleta indireta é feita a partir de informações já mensuradas, pela coleta direta, ou pelo conhecimento de causas relacionadas ao fenômeno. 1.2.3.2 Crítica dos dados Esta etapa poderá ser feita ou não, compreende ao procedimento de triagem dos instrumentos da pesquisa em busca de possíveis erros ou na aferição dos dados tabulados. E esta poderá ser interna ou externa, depende respectivamente da finalidade. 1.2.3.3 Apuração dos dados É a etapa de soma e processamento dos dados, e esta poderá ser: manual e/ou computadorizada. 1.2.3.4 Apresentação dos dados É a forma de exposição dos dados processados, e esta poderá ser através de tabelas e/ou de gráficos. 1.2.3.5 Análise dos resultados Compreende a etapa final que é a discussão e a conclusão dos resultados. Se a pesquisa foi feita por amostragem poderemos então fazer mensuração dos parâmetros a partir destes resultados estimados. 1.2.4 Importância da estatística nos negócios É de suma importância para a precisão das tomadas de decisões para que desta forma possa-se evitar erros, tendo-se como conseqüências prejuízos financeiros, sociais e/ou ambientais por partes das empresas seja estas públicas ou privadas. 2 Conceitos Fundamentais 2.1 Variáveis É comumente definida como sendo o conjunto de resultados possíveis de um fenômeno. E esta poderá ser classificada em qualitativa ou quantitativa. 1) qualitativa: quando seus valores são expressos por atributos, por exemplo: sexo, porte, ou categoria, da empresa, especialidade profissional, etc. 5 2) quantitativa: quando seus valores são expressos em números, por exemplos: salários de funcionários, valor de notas fiscais, vida útil de máquinas, depreciação de bens, etc. Este tipo de variável poderá ser ainda classificado em: discreta (se os valores forem expressos de forma pontual) ou contínua (se os valores forem expressos dentro de limites). A variável poderá ser classificada em paramétrica ou não paramétrica, e esta classificação é feita a partir da constatação de que o estimador é representativo do parâmetro na população, caso seja afirmativo logo a variável é paramétrica, caso contrário é dita não paramétrica. 2.2 População e Amostra 1) População: é o conjunto de todos os itens (pessoas, coisas, objetos) de interesse no estudo do fenômeno objeto da pesquisa. 2) Amostra: é um subconjunto não nulo e finito, representativo, da população. 3) Parâmetro: é uma característica numérica obtida, ou seja, mensurada, a partir de todos os elementos da população. 4) Estimador: é uma característica numérica obtida, ou seja, mensurada, a partir dos os elementos amostrados. 5) Dados brutos: é uma seqüência de valores numéricos não organizados, obtidos diretamente da observação de um fenômeno coletivo. 6) Rol: é uma seqüência ordenada dos dados brutos, e esta poderá ser crescente ou decrescente. 3 Processos Estatísticos de Abordagem A mensuração das causas que influenciam o fenômeno objeto de estudo poderá ser feito através da estimação ou do censo. Em um período de tempo não muito distante, as pesquisas em sua maioria eram feitas através do censo que compreende a avaliação do fenômeno utilizando-se todos os elementos que compõem a população; já nos dias atuais, inclusive o principal instituto de pesquisa do nosso país que é o IBGE utiliza a estimação que compreende a avaliação do fenômeno a partir de um estimador utilizando para isto cálculo de probabilidades. Através do quadro abaixo, podemos verificar as propriedades destes procedimentos de sondagens. 6 Processos de sondagem Vantagens Desvantagens Censo Admite erro processual zero e tem confiabilidade 100% É caro, lento, quase sempre desatualizado e nem sempre é viável. Estimação É barata, rápida, atualizada e sempre viável. Admite erro processual positivo e tem confiabilidade menor que 100% 3.1 Técnicas de Amostragem Quando a pesquisa é feita por estimação faz-se necessário utilizar alguns procedimentos na seleçãodos elementos da população que irão compor a amostra, e a estes procedimentos denominamos de técnicas de amostragem. Principais técnicas usadas na avaliação de variáveis paramétricas: 1) Amostragem casual ou aleatória simples É aquela em que se atribui aos grupos de mesma quantidade de elementos a mesma probabilidade de participar da amostra. E nesta a seleção dos elementos equivale a um sorteio. 2) Amostragem proporcional estratificada É usada quando a população encontra-se distribuída em estratos distintos, mas cada um deles homogêneo. Neste caso, seleciona-se aleatoriamente uma quantidade de elementos de cada grupo para formar a amostra, proporcional ao tamanho desse grupo. 3) Amostragem por conglomerados É usada principalmente quando a população encontra-se distribuída em uma grande superfície, e nesta é constatado estratos com características semelhantes; então poderão selecionar alguns destes estratos para selecionar os elementos que irão compor a amostra. 4) Amostragem sistemática É utilizada em casos em que a população encontra-se previamente ordenada. Então neste caso, para selecionar os elementos que irão compor a amostra, segue-se os seguintes passos: a) determina-se um período (que é a razão entre o tamanho da amostra e o da população), b) na população, no primeiro intervalo correspondente ao período obtido no item a faz-se a seleção de um elemento, c) a partir deste elemento selecionado seleciona-se os demais que irão compor a amostra seguindo-se o período. E caso a variável não seja paramétrica, as técnicas de amostragens a ser usadas são: acidental, intencional e por quotas. Observação: estão serão comentadas em sala. 7 4. Séries Estatísticas É a denominação dada às tabelas que a apresenta a distribuição dos dados observados do fenômeno em função: da época, do local ou da espécie. E a estas, respectivamente, são denominadas de: histórica, geográfica ou específica. Observação: serão desenvolvidas em sala de aula exemplos de construção de tabelas utilizando recursos computacionais, e seguindo as normas da ABNT. 4.1 Construção de gráficos Gráficos são recursos usados para apresentar séries estatísticas de forma rápida e dinâmica, sem a perda do rigor científico. Serão desenvolvidos em salas, utilizando os recursos computacionais, exemplos de construção dos principais tipos de gráficos, seguindo as normas da ABNT. E indicando-se os tipos de gráficos que devem ser usados para cada tipo de variável. 5. Construção de índices São razões muito usados nas áreas humanas e econômicas para avaliar fenômenos coletivos. Por exemplos: inflação, renda, consumo per capita, taxas de juros, etc. Será mostrado em sala como construir alguns destes índices, utilizando os recursos computacionais, e discutindo as suas aplicações. 6. Medidas de Tendência Central (ou de Posição) São medidas amplamente utilizadas devido a capacidades que estas oferecem ao pesquisar, bem como demais interessados, em mensurar e avaliar um fenômeno coletivo. Estas medidas são: médias (aritmética, geométrica e harmônica), mediana e moda. Em sala iremos discutir a construção de cada uma delas algebricamente, e usando os recursos computacionais, bem como as suas aplicações na área de finanças. 7. Medidas de Dispersão e de Assimetria São medidas usadas para avaliar o grau de uniformidade das variáveis mensuradas, bem como avaliar a medida de tendência central que melhor representa-a. As medidas que iremos desenvolver em sala, com e sem os recursos computacionais, são: variância, desvio- padrão, coeficientes: de variância, de assimetria (de Pearson) e de curtose. 8 8. Noções do Cálculo de Probabilidades Iremos mostrar como calcular, e interpretar uma probabilidade de um fenômeno ocorrer, e sua aplicações nos negócios. 9. Estimação de Intervalos de confiança, para médias e proporções, com variância populacional desconhecido. E determinação do tamanho de amostras, para estimar estas. Estes intervalos serão construídos a partir de exemplos de aplicação na área de finanças, bem como a determinação do tamanho da amostra. 10. Noções de modelagem matemática e de correlação Para isto usaremos os recursos computacionais, e discutiremos a sua importância na previsão de médias moveis de variáveis na área econômica, e em outras áreas correlatas. 11. Testes de hipóteses De forma sucinta e objetiva discutiremos a importância destes testes na gestão de negócios, como ferramenta nas decisões. OBSERVAÇÕES IMPORTANTES: Todo o conteúdo que envolve a parte prática será problematizado em sala, utilizando exemplos de aplicação, e serão desenvolvidos de forma algébrica e usando os recursos computacionais.
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