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Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 1 MEDIDAS DE DISPERSÃO As medidas de dispersão servem para indicar o quanto os dados se dispersão em torno da região central, ou seja, determina o grau de variação ou variabilidade em um conjunto de dados. As principais medidas de dispersão são: a amplitude, a variância, o desvio- padrão e o coeficiente de variação. 1. Amplitude (R ou H) A amplitude é a diferença entre o maior e o menor valor de um conjunto de dados. H = xmáx. – xmín. Exemplo: Determine a amplitude dos valores (conjunto de dados): 3; 7; 5 ; 8 ; 9; 15; 11; 4; 13 H = xmáx. – xmín. = 15 – 3 = 12 H = 12 Por utilizar apenas dois dados do conjunto de dados, a amplitude não é adequada para valores com dispersões maiores, pois seu cálculo se torna “grosseiro” em relação à variação de uma distribuição. NOTA: A amplitude é utilizada no controle de qualidade, pois as amostras não apresentam valores extremos muito diferentes. 2. Variância A variância é uma mediada de dispersão dos valores de uma variável em torno de sua média. Para calcular a variância recorremos as seguintes fórmulas: 2.1. Para amostras: Variância Amostral (s2) 2.2. Para populações: Variância Populacional (σσσσ2) NOTA: A diferença (xi – x ) recebe o nome de Desvio e pode ser representada por Di = (xi – x ) Dados isolados Dados agrupados 1n )xx( s n 1i 2 i 2 − − = ∑ = 1n f .)xx( s i n 1i 2 i 2 − − = ∑ = Dados isolados Dados agrupados n )xx( n 1i 2 i 2 ∑ = − =σ n f .)xx( i n 1i 2 i 2 ∑ = − =σ Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 2 3. Desvio-padrão O desvio-padrão é a raiz quadrada positiva da variância. Para calcular a variância recorremos as seguintes fórmulas: 3.1. Para amostras: Desvio-padrão Amostral (s) 3.2. Para populações: Desvio-padrão Populacional (σσσσ) 4. Coeficiente de variação ou Variabilidade O coeficiente de variação (CV) é o quociente entre o desvio-padrão e a média x s CV = , para amostras e x CV σ = , para populações. OBS.: CV sempre é dado em porcentagem. EXEMPLOS Exemplo 1: Determinar a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação do conjunto de dados amostrais: 2; 4; 7; 9; 11 e 15. xi Di = xi – x (xi – x )2 2 2 – 8 = – 6 36 4 4 – 8 = – 4 16 7 7 – 8 = – 1 1 9 9 – 8 = 1 1 11 11 – 8 = 3 9 15 15 – 8 = 7 49 ΣΣΣΣ 48 ---- 112 III) Cálculo do desvio-padrão: s = 4,22 ≅ 4,7 IV) Cálculo do coeficiente de variação: x s CV = = 8 7,4 = 0,5875 = 58,75% Dados isolados Dados agrupados 1n )xx( s n 1i 2 i − − = ∑ = 1n f .)xx( s i n 1i 2 i − − = ∑ = Dados isolados Dados agrupados n )xx( n 1i 2 i∑ = − =σ n f .)xx( i n 1i 2 i∑ = − =σ I) Cálculo da média: 6 15119742 x +++++ = = 8 II) Cálculo da variância: = − = − − = ∑ 16 112 1n )xx( s 2 i2 22,4 n = 6 Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 3 Exemplo 2: Determine a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação para a distribuição amostral: xi fi xi . fi xi –x (xi – x )2. fi 5 1 5 5 – 9 = – 4 (– 4)2.1 = 16 6 2 12 6 – 9 = – 3 (– 3)2.2 = 18 7 2 14 7 – 9 = – 2 (– 2)2.2 = 8 8 3 24 8 – 9 = – 1 (– 1)2.3 = 3 10 7 70 10 – 9 = 1 12.7 = 7 11 5 55 11 – 9 = 2 22.5 = 20 ΣΣΣΣ 20 180 --- 72 I) cálculo da média: n f . x x ii∑ = = 20 180 x = 9 II) cálculo da variância: = − = − − = ∑ 120 72 1n f .)xx( s i 2 i2 19 72 ≅ 3,79 III) cálculo do desvio-padrão: s = 79,3 ≅ 1,95 IV) cálculo do coeficiente de variação: x s CV = = 9 95,1 ≅ 0,2163 ≅ 21,63% Exemplo 3: Determinar a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação para a distribuição amostral: I) cálculo da média: Nota: quando xi não é dado, toma-se para seu valor o PMi, ou seja, xi = PMi. O PMi pode ser representado simplesmente por PM. II) Cálculo da variância: = − = − − = ∑ 140 4,196 1n f .)xx( s i 2 i2 39 4,196 = 5,0359 ≅ 5,04 III) Cálculo do desvio-padrão: s = 04,5 ≅ 2,24 IV) Cálculo do coeficiente de variação: x s CV = = 7,6 24,12 ≅ 0,3349 ≅ 33,49% Nos 3 exemplos vistos anteriormente se considerarmos as distribuições dadas como sendo distribuições populacionais, teríamos os seguintes resultados: Classes PMi = xi fi PMi . fi xi –x (xi – x )2. fi 2|--- 4 3 5 15 − 3,7 (− 3,7)2.5 = 68,45 4|--- 6 5 10 50 − 1,7 (−1,7)2.10 = 28,9 6|--- 8 7 14 98 0,3 (0,3)2.14 = 1,26 8|--- 10 9 8 72 2,3 2,32. 8 = 42,32 10|--- 12 11 3 33 4,3 4,32. 3 = 55,47 ∑∑∑∑ 40 268 --- 196,4 7,6x 40 268 n f . PM x n 1i ii =⇒== ∑ = Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 4 I) Para as variâncias: No Exemplo 1: n )xx( n 1i 2 i 2 ∑ = − =σ = 6 112 = 18,6666 ≅≅≅≅ 18,67 No Exemplo 2: n f.)xx( i n 1i 2 i 2 ∑ = − =σ = 20 72 = 3,6 No Exemplo 3: n f.)xx( i n 1i 2 i 2 ∑ = − =σ = 40 4,196 = 4,91 II) Para os desvio-padrão: No Exemplo 1: 67,18 =σ ≅ 4,32 No Exemplo 2: 6,3 =σ ≅ 1,90 No Exemplo 3: 91,4 =σ ≅ 2,22 III) Para os coeficientes de variação: No Exemplo 1: x CV σ = = 8 32,4 = 0,54 = 54% No Exemplo 2: x CV σ = = 9 90,1 ≅ 0,2111 ≅ 21,11% No Exemplo 3: x CV σ = = 7,6 22,2 ≅ 0,3313 ≅ 33,13% Exemplo 4: Num teste de Conhecimentos Gerais, a média das questões certas foi 57,5 e o desvio-padrão 5,98. Determine a Variabilidade relativa dessa classe. Solução: x s CV = = 5,57 98,5 = 0,104 = 10,4% EXERCÍCIOS 1. Calcular a média, a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação para a seguinte distribuição amostral: xi 2 4 7 3 1 fi 1 1 41 3 2. Determine a média, a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação da seguinte distribuição amostral: Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 5 Classes PM = xi fi 02 |--- 04 2 04 |--- 06 4 06 |--- 08 7 08 |--- 10 4 10 |--- 12 3 Total 3. Determinar a média, a variância, o desvio-padrão e o coeficiente de variação da seguinte distribuição populacional: Classes PM = xi fi 0 |--- 2 10 2 |--- 4 7 4 |--- 6 17 6 |--- 8 5 8 |--- 10 11 Total 4. A seguir são dadas as alturas (em cm) de 8 atletas. Determine o coeficiente de variação. 178 180 192 180 190 179 180 191 5. O gerente de uma loja de equipamentos eletrônicos pesquisou o preço de um determinado equipamento em 12 fabricantes obtendo-se os seguintes valores unitários em reais: 120 110 100 98 125 115 95 98 110 120 112 120 Determine: a) O preço médio do equipamento; b) A variância do equipamento; c) O desvio-padrão do equipamento; d) O coeficiente de variação do equipamento. 6. Calcular a média e o desvio-padrão para a seguinte distribuição de freqüências agrupadas de notas de exames de Estatística em uma turma de 25 estudantes. Intervalos de Classes Número de Estudantes 4 ⊢ 5 5 5 ⊢ 6 8 6 ⊢ 7 4 7 ⊢ 8 1 8 ⊢ 9 5 9 ⊢10 2 Σ Estatística para os cursos de Engenharia, Administração e Áreas Econômicas. Eurípedes MACHADO Rodrigues 6 7. A tabela a seguir mostra o consumo mensal de água (em m3) de uma residência. jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez 25 30 35 20 32 40 35 20 32 36 48 20 Determine: a) A média de consumo mensal em m3; b) O coeficiente de variação. 8. Em uma clínica endocrinológica foi observado o nível de colesterol, em mg/dl (miligramas por decilitro de sangue) de 10 pacientes, conforme tabela abaixo: 154 215 170 200 180 186 150 160 165 180 Pede-se: a) O desvio-padrão; b) O coeficiente de variação. 9. Na tabela de distribuição de freqüências a seguir estão apresentadas as espessuras (em mm) de 40 chapas de aço. Determine: a) O desvio-padrão da espessura das chapas; b) O coeficiente de variação. 10. A tabela abaixo apresenta as alturas (em cm) dos alunos de uma determinada sala de aula, determine a variância e o desvio-padrão dessa turma. Alturas (cm) xi Número de alunos fi 155 5 156 3 158 5 160 8 162 5 164 8 168 4 170 2 Total
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