Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 1 MEDIDAS DE POSIÇÃO As medidas de posição servem para localizar os dados sobre o eixo da variável em questão. As mais importantes são: a média, a mediana e a moda. A média e a mediana tendem a se localizar em valores centrais de um conjunto de dados. Por esta razão, costuma-se dizer que são medidas de tendência central. A moda, por sua vez, indica a posição de maior concentração de dados. 1. Média Aritmética (x ) 1.1. Para dados não agrupados Sendo x1, x2, x3, ..., xn os n valores de uma variável x, define-se média aritmética, ou simplesmente média, como sendo: n x x n 1i i∑ == , onde n é o nº de elementos da amostra. Exemplo: Determine a média aritmética dos valores: 3; 7; 5 e 8. 4 8573 x +++ = x = 5,75 1.2. Para dados agrupados Sendo x1, x2, x3, ..., xn os n valores da variável x com freqüências f1, f2, f3,..., fn, respectivamente, define-se média aritmética, ou simplesmente média, como sendo: n f . x x i n 1i i∑ == , sendo n = ∑ fi Exemplo: Determinar a média aritmética da distribuição de dados: xi fi xi . fi 1 1 1 2 3 6 3 5 15 4 1 4 ∑ 10 26 1.3. Para dados agrupados em Classes A média aritmética é calculada como no item anterior, lembrando que cada classe é representada pelo seu ponto médio (xi = PM) Exemplo: Determinar a média aritmética da distribuição: Classes PMi = xi fi PMi . fi 2|--- 4 3 5 15 4|--- 6 5 10 50 6|--- 8 7 14 98 8|--- 10 9 8 72 10|--- 12 11 3 33 ∑ 40 268 10 4.13.52.31.1 x +++ = = 2,6 ou n f . x x i n 1i i∑ == = 10 26 = 2,6 7,6x 40 268 n f . PM x n 1i ii =⇒== ∑ = Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 2 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. 2. Mediana (Md) Colocando-se os valores da variável em ordem crescente, a mediana é o elemento que ocupa a posição central, ou seja, a mediana divide um conjunto de n dados em dois subconjuntos com igual número de elementos. 2.1. Cálculo da mediana para dados não agrupados: A) Para n impar Se n for impar, a mediana será o valor central dos dados do rol, isto é, o elemento de ordem 2 1n + . Exemplo: Determine a mediana dos valores: 7; 5; 10; 8 e 15. Ordenando os valores, temos: 5; 7; 8; 10; 15. Então, a mediana será o valor 8 que ocupa a 3ª posição do rol. 2 1n + = 2 15 + = 3ª posição que corresponde a Md = 8 B) Para n par Se n for par, a mediana será a média aritmética dos dois dados centrais do rol, isto é, a média entre os dados de ordem 2 n e 2 n + 1 Exemplo: Determine a mediana do rol: 5; 7; 8; 10; 14; 15 A mediana é a média aritmética dos valores de posições: 2 n = 2 6 = 3ª posição, que corresponde ao valor 8 e 2 n + 1 = 3 + 1 = 4ª posição, que corresponde ao valor 10 Assim, a mediana será: Md = 2 108 + = 9 Exercício: Determine a mediana da distribuição de freqüências abaixo: Estaturas (em cm) de 20 estudantes de ciclo médio da escola ∆. Xi f i f a 160 2 2 161 1 3 162 1 4 163 1 5 164 3 8 165 2 10 166 3 13 168 5 18 169 2 20 ∑ 20 Como n é par (n = 20), a mediana será a média aritmética dos valores de xi cujas posições são: n/2 = 20/2 = 10ª posição e n/2 +1 = 11ª posição. Portanto, a Md será a média dos valores x= 165 e x = 166 (obtidos pela fa), ou seja: Md = 2 166165 + Md = 165,5 cm Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 3 2.2. Cálculo da mediana para dados agrupados em classes. Usamos a fórmula: − += mdi a id f f' 2 n LM . hmd , onde: n: número de elementos do conjunto de dados; n/2: posição da classe mediana obtida pela freqüência acumulada; Li : Limite inferior da classe mediana; ‘fa : freqüência acumulada anterior à classe mediana; fimd: freqüência absoluta da classe mediana; hmd : amplitude da classe mediana Exemplo: Determinar a mediana da distribuição: Através da posição n/2 = 58/2 = 29ª posição, determinamos a classe mediana na coluna da fa, ou seja, a classe 55|--- 65 é a classe mediana. Logo, Li = 55, ‘fa = 17, fimd = 18 e hmd = 65 – 55 = 10 − += mdi a id f f' 2 n LM . hmd = 55 + − 18 1729 .10 ≅≅≅≅ 55 + 6,67 ≅≅≅≅ 61,67 3. Moda (Mo) Define-se moda (ou modas) de um conjunto de valores dados como sendo o valor de freqüência máxima (ou valores de freqüência máxima). Exemplo – Determine a moda para as distribuições: a) 2, 2, 5, 7, 7, 7, 9, 10, 10, 13. Observe que o valor 7 é o elemento mais freqüente, ou seja, o elemento que “aparece” mais vezes nos dados. Assim, a moda será Mo = 7 “distribuição unimodal” b) 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 8, 8, 9, 10, 10. Note que agora, os elementos 3 e 8 “aprecem” ambos com freqüências máximas e iguais a 3. Neste caso, temos duas modas: Mo1 = 3 e Mo2 = 8 “distribuição bimodal” c) de dados agrupados: Classes PM = xi fi fa 35|--- 45 40 5 5 45|--- 55 50 12 17 55|--- 65 60 18 35 65|--- 75 70 14 49 75|--- 85 80 6 55 85|--- 95 90 3 58 ∑ 58 Classe Md Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 4 xi 243 245 248 251 307 fi 7 17 23 20 8 Como o valor de freqüência máxima é fimáx. = 23, a moda correspondente a esse valor é 248, ou seja,Mo = 248. Nota: Veja mais exemplos de outras situações adiante. 3.1. Cálculo da Moda para dados agrupados em classes. A) Fórmula de Czuber: Mo = Li + ∆+∆ ∆ 21 1 . hmo ou Mo = Li + + 21 1 dd d . hmo , onde: Li : Limite inferior da classe modal; ∆1 ou d1: diferença entre a freqüência da classe modal e a freqüência da classe imediatamente anterior; ∆2 ou d2: diferença entre a freqüência da classe modal e a freqüência da classe imediatamente posterior; hmo: amplitude da classe modal; classe modal: é a classe que apresenta a maior freqüência absoluta. Nota: MODA BRUTA – é o ponto médio da classe modal Exemplo: Determine, por Czuber, a moda da distribuição abaixo: A moda bruta dessa distribuição é: MB = + 2 10289 = 95,5 cm B) Fórmula de King: F' F' F' L M io + += . hmo , onde: Mo é a Moda Li é o limite inferior da classe modal F’ é a freqüência simples da classe posterior à classe modal ‘F é a freqüência simples da classe anterior à classe modal hmo é a amplitude da classe modal (hmo = Ls – Li) Classe modal é a classe que apresenta a maior freqüência simples Classes - Alturas (cm) fi 50 |--- 63 1 63 |--- 76 6 76 |--- 89 9 89 |--- 102 14 102 |--- 115 8 115 |--- 128 8 128 |--- 141 4 Total 50 A classe que apresenta a maior freqüência absoluta é a 4ª classe (89|--- 102), logo, a 4ª classe é a classe modal, ou seja, a classe que contém a moda. Temos: Li = 89, hmo = 102 – 89 = 13, ∆1 = d1 = 14 – 9 = 5, ∆2 = d2 = 14 – 8 = 6 Portanto: Mo = 89 + + 65 5 .13 = 89 + 5,90 = 94,90 Mo = 94,90 cm Classe Mo Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 5 Exemplo: Determine, por King, a moda da distribuição abaixo: EXEMPLOS RESOLVIDOS 1. MÉDIA (Exercícios) Ex1: Suponhamos que um aluno A fez quatro provas de Estatística durante o período letivo, tendo obtido as seguintes notas: Nota na 1 a prova = 3,0 ⇒ Representaremos por x1 = 3,0 Nota na 2 a prova = 7,0 ⇒ Representaremos por x2 = 7,0 Nota na 3 a prova = 8,0 ⇒ Representaremos por x3 = 8,0 Nota na 4 a prova = 10,0 ⇒ Representaremos por x4 = 10,0 Obter a média destas notas. Resposta: A média deste aluno será calculada da seguinte maneira: x = x x x x 4 1 2 3 4 + + + = + + + = 3 0 7 0 8 0 10 0 4 7 0 , , , , , ou ainda, usando-se a notação de somatório, este cálculo pode ser expresso como: x = x 4 i i=1 4 ∑ = 7 0, ou simplesmente: == ∑ n x x i 7,0 Ex2.: Calcular a média para a seguinte distribuição de dados: xi fi xi . fi 2 1 2 4 1 4 7 4 28 3 1 3 1 3 3 Σ 10 40 Ex3: Deseja-se determinar a média de idade de um grupo de 200 crianças, com idades entre 0 e 10 anos, mas só se dispõe de informações sobre a distribuição de freqüências das idades agrupadas em classes, conforme ilustrado na tabela a seguir: Classes - Alturas (cm) fi 50 |--- 63 1 63 |--- 76 6 76 |--- 89 9 89 |--- 102 14 102 |--- 115 8 115 |--- 128 8 128 |--- 141 4 Total 50 A classe que apresenta a maior freqüência absoluta é a 4ª classe (89|--- 102), logo, a 4ª classe é a classe modal, ou seja, a classe que contém a moda. Temos: Li = 89, hmo = 102 – 89 = 13, F’ = 8 e ‘F = 9 Portanto: Mo = 89 + + 89 8 .13 ≅ 89 + 6,12 ≅ 95,12 Mo = 95,12 cm Classe Mo 10 40 = • = ∑ n fx x ii 4=x Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 6 Classes: Idade PM = Xi fi PM . fi 0 |--- 2 1 8 8 2 |--- 4 3 27 81 4 |--- 6 5 45 225 6 |--- 8 7 95 665 8 |--- 10 9 25 225 Total 200 1204 Resposta: A média é, assim, dada por: 200 1204 n f.PM x i == ∑ = 6,02 ≅x 6 anos 2. MEDIANA (Exercícios) Ex1: Considerando o seguinte conjunto de valores de medidas de alturas, em metros: 1,56; 1,77; 1,65; 1,48; 1,81; 1,92; 1,72 Obter a mediana destes valores. Resposta: Inicialmente, colocamos estes valores em ordem crescente. Obtemos, então, um rol de medidas: 1,48; 1,56; 1,65; 1,72 ; 1,77; 1,81; 1,92 O número total de observações de altura é N = 7. Tem-se, portanto, um número ímpar de medidas. Portanto, a mediana será o quarto valor do rol, ou seja, o valor de posição (n + 1) / 2 = (7 + 1) / 2 = 4ª posição, que corresponde à 1,72. ∴∴∴∴ Md = 1,72m Ex2: Considerando o seguinte conjunto de valores de medidas de peso, em Kg: 67; 56; 82; 47; 71; 94; 101; 63 Resposta: Inicialmente, colocamos estes valores em ordem crescente. Obtemos, então, um rol de medidas: 47; 56; 63; 67; 71 ; 82; 94; 101 Tem-se um total de N = 8 medidas de peso. Trata-se de um número par de medidas. Portanto, a mediana será dada pela média dos valores de posições: n/2 = 8/2 = 4ª posição e n/2 + 1 = 5ª posição, ou seja: Md = 2 7167 + Md = 69 Kg Ex3: Consideremos a tabela a seguir, obtida a partir das medidas das alturas de 50 alunos, com os dados observados tendo sido agrupados em classes: Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 7 Md = Li + md i a h . f f' - 2 N md N / 2 = 50 / 2 = 25 (25ª posição) Md = 120 + 10 . 10 2225 −−−− Md = 120 + 3 Md = 123 cm 3. MODA (Exercícios) Ex1: Um aluno A obteve as seguintes notas em uma série de provas às quais foi submetido: 2, 6, 6, 8, 9, 9, 9, 10. Obter a moda deste conjunto de dados. Resposta: O valor que se apresenta com freqüência mais alta é 9, portanto este é o valor da moda, ou seja, Mo = 9. Ex2: Um aluno B obteve as seguintes notas em uma série de provas às quais foi submetido: 6, 6, 6, 8, 9, 9, 9, 10. Obter a moda deste conjunto de dados. Resposta: Osvalores de nota 6 e 9 aparecem ambos com freqüência igual a 3 e não há nenhum valor que apareça com freqüência superior a esta. Como estes valores não são adjacentes, dizemos que esta distribuição possui duas modas: Mo1 = 6 e Mo2 = 9. Trata-se, portanto de uma distribuição bimodal. Ex3: Um aluno C obteve as seguintes notas em uma série de provas às quais foi submetido: 6, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 10. Obter a moda deste conjunto de dados. Resposta: Os valores de nota 8 e 9 aparecem ambos com freqüência igual a 3 e não há nenhum valor que apareça com freqüência superior a esta. Como estes valores são adjacentes, a moda é tomada como a média aritmética entre eles, isto é, Mo = 2 98 + = 8,5. Trata-se de uma distribuição unimodal. Ex4: Um aluno C obteve as seguintes notas em uma série de provas às quais foi submetido: 6, 6, 8, 8, 9, 9, 10, 10. Obter a moda deste conjunto de dados. Resposta: Todos os valores de notas possuem a mesma freqüência, já que todos ocorreram duas vezes. Neste caso, como não há nenhum valor que tenha maior freqüência que os demais, esta distribuição não possui moda. Diz-se, neste caso, que se trata de uma distribuição amodal. Classes de Altura (cm) fi fa 80 |--- 90 2 2 90 |--- 100 3 5 100 |--- 110 5 10 110 |--- 120 12 22 120 |--- 130 10 32 130 |--- 140 15 47 140 |--- 150 3 50 Total 50 Classe mediana Estatística para os cursos de Engenharia e Informática Eurípedes MACHADO Rodrigues 8 Obs1: Distribuições com três modas são chamadas trimodais e distribuições com 4 ou mais modas, são ditas polimodais ou plurimodais. Ex5: Determine a moda (por King) para os dados da distribuição abaixo: Notas de Matemática Nº de alunos ( fi ) 0 |--- 2 15 2 |--- 4 23 4 |--- 6 46 6 |--- 8 37 8 |--- 10 9 Σ 130 Da tabela, temos: 4 |--- 6 é a classe modal , logo: Li = 4 , F’ = 37 , ‘F = 23 e hmo = 6 – 4 = 2, então: 2 37 23 37 4 Mo • + += M0 = 4 + 1,233... M0 ≅≅≅≅ 5,23 Ex6: Determinar a média, a mediana, a moda (por Czuber e por Pearson),: Classes PM fi fa PM . fi 02 |---- 04 3 3 3 9 04 |---- 06 5 5 8 25 06 |---- 08 7 10 18 70 08 |---- 10 9 6 24 54 10 |---- 12 11 2 26 22 ∑∑∑∑ 26 180 I) Cálculo da média : 6,92 26 180 n f . PM x i ≅== ∑ x = 6,92 II) Cálculo da mediana: a) posição da mediana : P = n/2 = 26/2 P = 13ª posição obtida na coluna fa que corresponde à 3ª classe; b) Li = 6 , ‘fa = 8 , fi = 10 , hmd = 8 – 6 = 2 c) Md = 1 6 2 . 10 8) - (13 6 h . f )f' - (P Li md mdi a +=+=+ Md = 7 III) Cálculo da moda pela fórmula de CZUBER: a) Classe modal = Classe de freqüência máxima = 3ª classe (6 |--- 8) b) Li = 6 , ∆1 = 10 – 5 = 5 , ∆2 = 10 – 6 = 4 , hmo = 8 – 6 = 2 c) Mo = Li + mo 21 1 h . ∆+∆ ∆ = 6 + 45 5 + . 2 = 6 + 1,11... ≅≅≅≅ 7,11 Mo ≅≅≅≅ 7,11 IV) Cálculo da moda pela fórmula empírica de PEARSON: M o ≅≅≅≅ 3.Md – 2.x M o = 3 . 7 – 2 . 6,92 = 21 – 13,84 = 7,16 Mo ≅≅≅≅ 7,16 Classe Modal (fi máx. = 46) Classe Mediana e Classe Modal
Compartilhar