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Curso Online - Raciocínio Lógico-Quantitativo para Traumatizados
Profs. Alexandre Lima e Moraes Junior
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Raciocínio Lógico-Quantitativo para Traumatizados
Aula 20
Testes de Hipóteses e Significância
20. Testes de Hipóteses e Significância ............................................................................... 3
20.1 Noções Fundamentais ................................................................................................ 3
20.1.1 Valor-p ........................................................................................................................... 7
20.2 Testes de Uma Média Populacional ..................................................................... 11
20.2.1 Desvio Padrão Conhecido ............................................................................................ 12
20.2.2 Desvio Padrão Desconhecido ...................................................................................... 19
20.3 Testes de Uma Proporção Populacional ............................................................. 20
20.4 Testes de Uma Variância Populacional .............................................................. 22
20.5 Testes Não Paramétricos ......................................................................................... 26
20.5.1 Teste de Aderência ....................................................................................................... 26
20.5.2 Teste de Independência ................................................................................................ 29
20.6 Memorize para a prova ............................................................................................ 33
20.7 Exercícios de Fixação ................................................................................................ 35
20.8 Gabarito ......................................................................................................................... 41
20.9 Resolução dos Exercícios de Fixação .................................................................. 41
APÊNDICE ....................................................................................................................................... 61
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Erratas
Aula 17
Resolução do Exemplo da pág. 15:
Corrigir a fórmula da média não condicional de Y:
E[Y] = y. fY (y)dy
−∞
∞
∫
Enunciado da Questão 09:
Corrigir a somatória dos Xi:
X i = 440
i=1
22
∑ .
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20. Testes de Hipóteses e Significância
Na prática, é muito comum a tomada de decisões sobre populações com base
em informações amostrais. Tais decisões são denominadas decisões
estatísticas. Por exemplo, podemos desejar conhecer, a partir de um
conjunto de dados provenientes de uma população, se uma vacina
experimental é eficaz contra um novo tipo de gripe ou se uma política
governamental econômica é melhor que outra(s). Nesta aula, estudaremos o
problema dos testes de hipóteses relativos à população. Diz-se que os testes
são paramétricos quando se referem a hipóteses sobre parâmetros
populacionais. Os testes são não paramétricos quando se referem a outros
aspectos que não os parâmetros em si.
Considere, por exemplo, uma população cujos elementos podem ser
classificados de acordo com dois atributos, que denominaremos “sucesso” e
“fracasso”. Podemos ter n elementos, dos quais alguns são defeituosos e os
restantes são não defeituosos. Se p denota a proporção de sucessos na
população, então o objetivo é fazer algum tipo de inferência sobre p.
Aprendemos na aula anterior como estimar p. Aqui, estamos interessados em
testar alguma hipótese estatística sobre p, tal como “p é maior do que um
dado valor p0” ou “p é menor do que um certo valor p0”. A hipótese sob
investigação será considerada válida até que se “prove” o contrário (a prova
será dada num sentido probabilístico). Baseados em uma amostra da
população vamos estabelecer uma regra de decisão, segundo a qual
rejeitaremos ou aceitaremos a hipótese proposta. A regra de decisão é
chamada teste. Somente serão consideradas amostras aleatórias.
A presente aula é muito importante para a prova. Não prossiga com o estudo a
partir deste ponto se você ainda sente que não está “craque” nos tópicos de
amostragem e estimação de parâmetros. Estes assuntos são pré-requisitos
para um bom entendimento/aproveitamento desta aula.
No restante desta aula, aprenderemos a resolver questões que envolvam os
testes de hipóteses mais prováveis de serem cobrados pela banca na prova.
20.1 Noções Fundamentais
Dado um problema de teste de hipóteses, precisamos formular as chamadas
hipótese nula e hipótese alternativa.
A hipótese nula ou hipótese de trabalho (H0) é a hipótese aceita como
verdadeira até prova estatística em contrário. É o ponto de partida para a
análise dos dados. Em geral, ela é formulada em termos de igualdade entre
parâmetros ou entre um parâmetro e uma constante. Ela geralmente
representa o contrário do que queremos provar, ou seja, representa a
hipótese que se quer rejeitar. Quando os dados mostrarem evidência
suficiente de que a hipótese nula (H0) é falsa, o teste rejeita-a, aceitando em
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seu lugar a chamada hipótese alternativa (H1). Em geral, a hipótese
alternativa é formulada em termos de desigualdades (≠≠≠≠, < ou >). Ela
comumente representa o que se quer provar, isto é, corresponde à
própria hipótese de pesquisa formulada em termos de parâmetros.
Exemplo. Uma empresa atuante na exploração e produção de óleo e gás
natural compra de um fornecedor parafusos cuja carga média de ruptura é 55
kN. O desvio padrão das cargas de ruptura é igual a 6 kN e independe do valor
médio. Deseja-se verificar se um grande lote de parafusos recebidos deve ser
considerado satisfatório. Não é desejável que esse lote seja formado por
parafusos cuja carga média de ruptura seja inferior a 55 kN. Por outro lado, o
fato de a carga média de ruptura ser superior a 55 kN não representa
problema, pois, nesse caso, os parafusos seriam de qualidade superior à
necessária.
A empresa poderia adotar a seguinte regra para decidir se concorda em aceitar
o lote ou se prefere devolvê-lo ao fornecedor: coletar uma amostra aleatória
de 36 parafusos do lote e submetê-los a ensaios de ruptura em laboratório; se
a carga média de ruptura observada nessa amostra for maior ou igual a 53 kN,
ela comprará o lote; caso contrário, ela se recusará a comprar.
A princípio, a empresa poderia testar a hipótese de que a carga média de
ruptura dos parafusos do lote seja maior ou igual a 55 kN, contra a alternativa
de que ela seja inferior a 55 kN (esta última é a sua suspeita). Como a
hipótese de que a carga média de ruptura seja superior a 55 kN não preocupa
o comprador, a mesma poderia ser excluída, sem perda de generalidade, para
simplificação do teste. Assim, as hipóteses do teste são
H0: µµµµ = 55 kN
H1: µµµµ < 55 kN
Vamos admitir que a hipótese H0 seja verdadeira, ou seja, que a
população dos valores da carga de ruptura tem de fato a média µ = 55 kN.
Assim, a média X da amostra aleatória de 36 elementos será uma variável
aleatória com média também de 55 kN e com desvio padrão igual a
0,136/6/ === n
X
σσ kN. Aprendemosque podemos considerar a distribuição
amostral de X como aproximadamente normal. Temos então a situação
indicada na figura abaixo, em que α indica a probabilidade de se obter x 1 < 53
kN (essa probabilidade corresponde à área sob a distribuição amostral de X
no intervalo 53<<∞− x ).
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51 52 53 54 55 56 57 58 59
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Distribuição da média amostral, n=36
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Rejeita se média < 53 kN
α = P(média < 53)
A probabilidade α pode ser determinada por meio de
z =
x 1 − µ
σ
X
=
53−55
1,0
= −2,0,
valor para o qual a tabela da normal reduzida fornece a área 0,5 – 0,4772 =
0,0228 = 2,28%. Assim, há uma probabilidade αααα = 2,28% de que, mesmo
sendo a hipótese H0 verdadeira, x assuma valor na faixa que leva à
rejeição de H0, de acordo com a regra de decisão adotada. Neste caso, a
empresa iria rejeitar H0 sendo ela verdadeira, o que consiste no erro tipo
I (neste exemplo, o erro tipo I levaria à rejeição de um lote satisfatório), cuja
probabilidade é dada por
α = P(erro tipo I) = P(rejeitar H0|H0 é verdadeira).
Por outro lado, pode ocorrer a situação em que a hipótese H0 é falsa, ou
seja, na realidade vale µ < 55 kg, e a média amostral assume um valor maior
que 53 kg, levando a aceitação de H0. A empresa cometeria, neste caso, o
erro tipo II, que consiste em aceitar a hipótese H0 sendo ela falsa. Por
conseguinte, a empresa iria adquirir um lote insatisfatório, causando prejuízos
à produção. A probabilidade de se cometer um erro tipo II é denotada por β,
logo
β = P(erro tipo II) = P(não rejeitar H0| H0 é falsa).
A probabilidade β não pode ser calculada, a menos que se especifique um valor
alternativo para o parâmetro sob investigação.
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Em resumo, em um teste de hipóteses, podem ocorrer dois tipos de erro
(memorize para a prova!):
• Erro tipo I: rejeitar H0, sendo H0 verdadeira;
• Erro tipo II: aceitar H0, sendo H0 falsa.
A faixa de valores da variável de teste que leva à rejeição de H0 é denominada
Região Crítica (RC) ou região de rejeição do teste. Para o exemplo visto, a
RC é 53<<∞− x . Por outro lado, a faixa de valores que leva à aceitação é
chamada de Região de Aceitação (RA), 53≥x . A figura abaixo mostra as RC e
RA do teste do exemplo anterior.
51 52 53 54 55 56 57 58 59
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Região de Aceitação (RA)
Região
Crítica (RC)
Voltando ao exemplo visto acima, a empresa poderia ter adotado o seguinte
critério (alternativo) de decisão: se a carga média de ruptura observada na
amostra de 36 elementos for inferior a 55 kN, isto é, se x < 55 kN, então ela se
recusará a comprar o lote de parafusos. Entretanto, esta idéia, aparentemente
intuitiva, de se rejeitar H0 caso x < 55 kN, não seria, de fato, recomendável,
pois, nesse caso, a probabilidade α do erro tipo I seria igual a 50%!
Vimos como, no exemplo anterior, fixada a RC do teste, determinamos a
probabilidade α do erro tipo I por meio de uma simples manipulação da
distribuição normal. Inversamente, dado α, podemos determinar o limite da
RC. Isso é o que em geral se faz na prática, direta ou indiretamente, sendo os
valores usualmente adotados α = 5% e α = 1%.
Assim, no exemplo anterior, se for fixado α = 5%, resultará que
,
0,1
55
645,1%5
−
=−=−
x
z
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x = 55,0 −1,645 = 53,355 kN ⇒ limite da RC.
Da mesma forma, se for fixado α = 1%, o novo limite da RC será
−z1% = −2,326 =
x − 55
1,0
⇒ x = 55,0 − 2,326 = 52,674 kN.
Deste modo, se o valor numérico da média amostral for inferior a 52,674 kN,
rejeitaremos a hipótese H0 ao nível α = 1% de significância (isso implica que
H0 será também rejeitada se o nível de significância for α = 5%). Se a média
amostral for superior a 53,355 kN, aceitaremos a hipótese H0 ao nível de α =
5% de significância (H0 será também aceita se o nível de significância for α =
1%). Se, por acaso, tivermos 52,674 < x < 53,355 kN, a hipótese H0 será aceita ao
nível α = 1% e será rejeitada ao nível α = 5%. Isto quer dizer que, se a
empresa admite realizar o teste a um risco de 5% de probabilidade de cometer
o erro tipo I (rejeitar H0, sendo H0 verdadeira), a evidência estatística terá sido
significativa, indicando que a hipótese nula deverá ser rejeitada. Se, porém,
tivéssemos especificado um risco de apenas 1% de probabilidade de cometer o
erro tipo I, a evidência amostral não teria sido significativa a esse nível de
significância.
O exemplo mostra que a decisão de aceitar ou rejeitar a hipótese nula H0
depende do nível de significância adotado. Um dado resultado amostral
obtido pode ser ou não significante, dependendo do α fixado, e é por esta
razão que α é denominado nível de significância. Um resultado
significativo a um determinado nível αααα nos levará à rejeição de H0, pois
admite-se que ele não é compatível com a hipótese nula, a menos de uma
probabilidade α de erro.
Por outro lado, se o resultado amostral cair na região de aceitação, não terá
havido, no nível α especificado, evidência significativa suficiente para a
rejeição de H0, a qual, por tal motivo, deverá ser aceita. Neste caso, estamos
sujeitos a cometer o erro tipo II (aceitar H0 sendo H0 falsa). A aceitação de H0
está associada, via de regra, à insuficiência de evidência empírica, ao nível de
significância desejado, para se chegar à sua rejeição. Essa aceitação, portanto,
não deve ser interpretada como uma afirmação de H0. Assim, rejeitamos H0
quando estamos estatisticamente convencidos, ao nível de significância α, de
que estamos certos, enquanto que, se aceitamos H0, em geral essa aceitação
não representa uma afirmação estatisticamente forte.
20.1.1 Valor-p
Geralmente, a hipótese nula H0 afirmará que um parâmetro populacional tem
um valor específico e a hipótese alternativa H1 será uma das seguintes
assertivas:
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(i) O parâmetro é maior que o valor especificado (teste unilateral ou
monocaudal à direita).
51 52 53 54 55 56 57 58 59
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Teste unilateral à direita
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Rejeita se média > 57 kN
(ii) O parâmetro é menor que o valor especificado (teste unilateral à
esquerda).
51 52 53 54 55 56 57 58 59
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Teste unilateral à esquerda
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Rejeita se média < 53 kN
(iii) O parâmetro é maior que um valor ou menor que um outro valor
especificado (teste bilateral ou bicaudal).
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-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Rejeita se t>2.131
Prob = 0.025
Rejeita se x<-2.131
Prob = 0.025Teste bilateral
Definição (valor-p). O valor-p (ou probabilidade de significância) é a
probabilidade de a estatística do teste acusar um resultado tão ou mais
distante do esperado, como o resultado ocorrido na particular amostra
observada, supondo H0 como a hipótese verdadeira.
Exemplo. Suponha que o desvio padrão σ de uma população normalmente
distribuída seja igual a 3, e que H0 afirme que a média populacional seja igual
a 12 (H0: µ = 12). Uma amostra aleatória com 36 elementos é extraída da
população e produz a média amostral 95,12=X . Escolheu-se
,
5,0
12
36/3
12
/
12 −
=
−
=
−
=
XX
n
X
Z
σ
como a estatística do teste, que corresponderá à variável aleatória normal
reduzida, se H0 for verdadeira. O valor da estatística é 9,15,0/)1295,12( =−=z .
Vamos supor que o nível de significância especificado para o teste seja α =
5%. O valor-p do teste então dependerá da hipótese alternativa H1 como se
segue:
(i) Para H1: µ > 12 (caso (i)), o valor-p é a probabilidade de que uma
amostra aleatória com 36 observações produza uma média amostral
maior ou igual a 12,95, dado que a verdadeira média seja 12; neste
caso, P(z ≥ 1,9) ≈ 2,9% (vide a figura abaixo). Isto significa que a
chance de ocorrer 95,12≥X é aproximadamente igual a 3%
(relativamente baixa) se µ = 12.
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10
10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Valor-p = P(média > 12.95)
(ii) Para H1: µ<12 (caso (ii)), o valor-p é a probabilidade de que uma
amostra aleatória de tamanho 36 produza uma média amostral
menor ou igual a 12,95, se µ = 12. Tem-se que P(z ≤ 1,9) ≈ 97,1%
(veja a próxima figura). Isto quer dizer que a probabilidade de
ocorrer 95,12≤X é aproximadamente igual a 97% (as chances são
bastante altas) se µ = 12.
10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Valor-p = P(média < 12.95)
(iii) Para H1: µ ≠ 12 (caso (iii)), o valor-p é a probabilidade de que uma
amostra aleatória de tamanho 36 produza uma média amostral que
esteja 0,95 unidade ou mais afastada de µ = 12, ou seja, 95,12≥X ou
05,11≤X , se a média populacional é de fato igual a 12. Aqui, o valor-
p é dado por P(z ≥ 1,9) + P(z ≤ -1,9) = 2,87 + 2,87 ≈ 5,7% (vide a
figura abaixo), e isto quer dizer que as chances são de
aproximadamente 6 em 100 de que 95,0|12| ≥−X se µ = 12.
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11
10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
p/2p/2
Pequenos valores-p nos dão evidências estatísticas para rejeitarmos H0 em
favor de H1, pois a probabilidade de ocorrer um resultado tão ou mais distante
do esperado, como o resultado ocorrido na amostra observada é pequena, se
H0 for verdadeira (mas é preciso quantificar quão pequeno deve ser o valor-p e
é aí que entra em cena o nível de significância α). Neste exemplo, P(Z ≥ 1,9) =
valor-p = 2,9% para H1: µ > 12. Neste caso, valor-p = 2,9% (menor que α =
5%) é um forte indicador de que a média populacional µ é maior que 12.
Portanto, torna-se natural rejeitar H0 em favor de H1.
Por outro lado, grandes valores-p não fornecem evidências estatísticas para
rejeitarmos H0 em favor de H1, pois a probabilidade de ocorrer um resultado
tão ou mais distante do esperado, como o resultado ocorrido na amostra
observada é grande, se H0 for verdadeira. No exemplo, P(Z ≤ 1,9) = valor-p =
97,1% para H1: µ<12. Assim, um valor-p = 97,1% (maior que α = 5%) é uma
forte evidência de que H0 não deve ser rejeitada em favor de H1.
Para o caso (iii), H1: µ ≠ 12, foi obtido (valor-p = 5,7%) > (α = 5%). Aqui, a
evidência estatística para rejeitar H0 em favor de H1 NÃO é suficientemente
forte. Logo, não rejeitamos H0 em favor de H1. Porém, H0 seria rejeitada em
favor de H1 se adotássemos um valor maior para o nível de significância, como
α’ = 10%.
Regra a ser memorizada para a prova:
⇒⇒⇒⇒ Se valor-p ≤ α , rejeitamos H0 em favor de H1.
⇒⇒⇒⇒ Se valor-p > α , não rejeitamos H0 em favor de H1.
20.2 Testes de Uma Média Populacional
Ressaltamos que todos os testes de médias a serem vistos nesta seção
pressupõem a normalidade da distribuição amostral de X . Essa suposição é
válida, com boa aproximação, mesmo quando as populações sob investigação
não seguem a distribuição normal, desde que as amostras sejam
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suficientemente grandes. Na prática, amostras com mais de n = 30
observações podem ser consideradas grandes.
20.2.1 Desvio Padrão Conhecido
Caso 1: Testes de hipóteses monocaudais:
a) H0: µ = µ0
H1: µ < µ0
ou
b) H0: µ = µ0
H1: µ > µ0
Deve-se padronizar o valor experimental 1x utilizando-se a fórmula:
(1) .
/
01
n
x
z
σ
µ
α
−
=
A RC irá corresponder aos valores 1xx < para o teste (a). Neste caso, devemos
rejeitar H0 se z < -zα. A RC irá corresponder aos valores 1xx > para o teste (b).
Portanto, a hipótese nula (H0) deve ser rejeitada se z > zα.
Caso 2: Testes de hipóteses bilaterais:
c) H0: µ = µ0
H1: µ ≠ µ0
A RC irá corresponder aos valores 1xx < ou 2xx > (vide a próxima figura), em
que os dois limites da RC são dados por
(2)
n
zx
σ
µ α 2/01 −=
(3)
n
zx
σ
µ α 2/02 +=
Neste caso, devemos rejeitar H0 se z < -zα/2 ou z > zα/2, o que implica o
critério de rejeição |z| > zα/2.
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13
10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
x
1
x
2
α/2 α/2
µ
0
A Tabela I resume os testes de hipóteses de uma média populacional com
desvio padrão σ conhecido.
Tabela I: testes de hipóteses para µµµµ com σσσσ conhecido
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: µ = µ0 z < -zα H1: µ < µ0
H0: µ = µ0 z > zα H1: µ > µ0
H0: µ = µ0 z < -zα/2 ou z > zα/2
⇒ |z| > zα/2 H1: µ ≠ µ0
Já caiu em prova! (ICMS-RJ/2010/FGV). Para testar H0: µ ≤ 10 contra H1:
µ > 10, sendo µ a média de uma variável populacional suposta normalmente
distribuída com variância igual a 100, uma amostra aleatória simples de
tamanho 25 foi obtida e resultou num valor da média amostral igual a 15,76.
Ao nível de significância de 5%, o valor-p (nível crítico) correspondente e a
decisão a ser tomada são respectivamente:
A) 0,102 e não rejeitar H0.
B) 0,01 e rejeitar H0.
C) 0,058 e não rejeitar H0.
D) 0,002 e rejeitar H0
E) 0,154 e não rejeitar H0.
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14
Resolução
Dados: σ2=100, n=25, X =15,76 e α=5%.
z =
X − µ
σ / n
∴z =
15,76 −10
10 / 25
= 2,88
Consultando a tabela normal, tem-se que o valor-p correspondente a z = 2,88
é igual a 0,002. Como valor-p < α , rejeitamos H0 em favor de H1.
GABARITO: D
Já caiu em prova!(Especialista em Regulação de Aviação
Civil/ANAC/2009/UnB-CESPE). Em uma pequena pesquisa encomendada
por uma empresa aérea, foi realizado o seguinte teste de hipóteses.
H0: µ=20 kg versus H1: µ>20 kg, em que µ representa a quantidade média de
bagagens (em kg) que cada passageiro gostaria de transportar em vôos
domésticos; H0 é a hipótese nula e H1 é a hipótese alternativa.
De um grupo de 324 passageiros escolhidos ao acaso, a pesquisa mostrou que,
em média, cada passageiro gostaria de transportar 21 kg. O desvio padrão
amostral das quantidades observadas nesse levantamento foi igual a 9 kg.
Com base nessas informações e considerando que as quantidades sigam uma
distribuic ̧ão normal, e que Φ(1,7) = 0,955, Φ(2,0) = 0,977 e Φ(2,5) = 0,994,
em que Φ(z) representa a func ̧ão de distribuição acumulada da distribuic ̧ão
normal padrão, julgue os itens seguintes.
A probabilidade de significa ̂ncia do teste é superior a 0,03.
Resolução
A distribuição amostral de X é normal com média µ e variância σ2/n. Vimos
que a variância amostral S2 é um estimador consistente da variância
populacional σ2, pois a variabilidade de S2 é desprezível (é um valor muito
próximo de zero) quando o tamanho n da amostra é um valor grande. Embora
S2, seja um estimador justo da variância populacional σ2, sua raiz quadrada S
não é um estimador justo do desvio padrão populacional σ. O viés de S como
estimador de σ, entretanto, tende assintoticamente a zero. Logo, para
amostras grandes, podemos, por simplificação, adotar como estimativa o
próprio desvio padrão da amostra, calculado pela raiz quadrada da variância
amostral
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15
Portanto, podemos adotar a aproximação S = 9 ≅ σ (desvio-padrão amostral =
desvio-padrão populacional), pois n = 324 é um valor muito grande. Deste
modo, µ = 20 pela H0, σ2/n = 92/324 = 81/324 = 1/4, X ~ N(20; 1/4) e a
estatística do teste é
0,2
2/1
2021
/
=
−
=∴
−
= z
n
x
z
σ
µ
.
⇒ Φ(2,0) = 0,977 ⇒ valor-p = 1-Φ(2,0) = 0,023 = 2,3% < 3%.
O item está errado, porque a probabilidade de significância ou valor-p do teste
é 2,3%, inferior a 3%. A próxima figura mostra a distribuição amostral da
média, sendo a hipótese nula verdadeira. A área hachurada é o valor-p.
18 18.5 19 19.5 20 20.5 21 21.5 22
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
Valor-p = 2,3%
GABARITO: E
Se o nível de significância for igual a 3,5%, então há evidências estatísticas
contra a hipótese nula.
Resolução
Valor-p=2,3% < α=3,5% ⇒ deve-se rejeitar H0, pois o valor da média
amostral ( 21=x ) encontra-se na região crítica 9060,20=> cxx (α=3,5%). A
figura abaixo mostra a região crítica do teste (área hachurada em vermelho).
Item certo.
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16
18 18.5 19 19.5 20 20.5 21 21.5 22
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Média amostral
D
e
n
s
id
a
d
e
RC
GABARITO: C
Se a média verdadeira for µ = 19,6, então, para uma probabilidade do erro do
tipo I fixada em 4,5%, o valor da função característica de operação do teste
será superior a 0,98.
Resolução
Aqui a probabilidade β do erro tipo II pode ser calculada, pois o item
especificou um valor alternativo para µ, qual seja, µ’=19,6. Precisamos
aprender um conceito novo antes de resolver este item.
Definição. A função característica de operação do teste é definida como
β(µ) = P(aceitar H0|µ).
Ou seja, β(µ) é a probabilidade de aceitar H0, considerada como uma função
de µ.
Segue-se que a função característica do teste especificado pela questão é dada
por
β(µ) = P(aceitar H0|µ) = P( X pertencer à região de aceitação|µ).
No item,
β(µ = µ’ = 19,6) = P( X menor que o valor crítico|µ = 19,6).
Observe que a nova probabilidade do erro do tipo I foi fixada em 4,5%, ou
seja, α’ = 4,5% e isto implica z4,5% = 1,7, pois Φ(0,955) = 1,7. Então o novo
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valor crítico do teste, assumindo-se verdadeira a hipótese nula µ = 20, será
dado por
85,207,1
5,0
20
=∴=
−
c
c x
x
.
A região de aceitação para α’ = 4,5% é 85,20<x . Como a média verdadeira é
µ’=19,6, a P( X menor que o valor crítico |µ = 19,6) é dada por
%4,99)5,2()5,2(
2/1
6,1985,20
=Φ==<=
−=< cc zzPzzP .
Então β(19,6) = P(aceitar H0|média verdadeira) = 0,994 > 0,98. Item certo. A
próxima figura mostra a probabilidade β, a distribuição verdadeira (linha preta)
e a distribuição amostral falsa (linha vermelha).
18 18.5 19 19.5 20 20.5 21 21.5 22
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
distribuição pela H
0
distribuição verdadeira
β
GABARITO: C
Considerando-se que o nível de significância do teste igual a 0,6%, o valor da
func ̧ão poder (ou potência) do teste será igual a 0,5 se a média verdadeira µ
for igual a 21kg.
Resolução
O poder ou potência do teste é definido como
π(µ) = 1-β(µ) = P(rejeitar H0|µ).
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18
No item,
π(µ = 21) = P( X pertencer à região crítica|µ = 21).
O nível de significância é 0,6%, isto é, α = 0,6%. Logo, z0,6%=2,5, pois
Φ(0,994) = 2,5. Assim, o valor crítico do teste, assumindo-se verdadeira a
hipótese nula µ = 20, será
25,215,2
5,0
20
=∴=
−
c
c x
x
.
Ou seja, a região crítica para α = 0,6% é 25,21>x . Como a média verdadeira é
µ=21, então
π(21) = P( X >21,25|µ=21) < 0,5,
pois o valor crítico está direita da verdadeira média. A figura abaixo mostra
que o poder do teste, representado pela área azul, é menor que 0,5. Item
errado.
18 19 20 21 22 23 24
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
distribuição pela H
0
(falsa)
distribuição verdadeira
poder do teste
GABARITO: E
Pode-se afirmar, com 95,5% de confianc ̧a, que a estimativa da quantidade
média de bagagens µ é de 21 kg ± 0,85 kg.
Resolução
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19
O intervalo de confiança para a média quando o desvio-padrão populacional é
conhecido (lembre que σ ≅ S = 9, pois n = 324 é um valor grande), no nível de
confiança 1-α, é dado por
.2/
n
zX
σ
α±
Dados: 21=X e 2/118/9324/9/ ===nσ .
Temos que 955,01 =−α ⇒ %5,4045,0 ==α ⇒ %25,22/ =α ⇒ 977,02/1 ≈−α ⇒
0,2=z , pois Φ(2,0) = 0,977. Logo, o intervalo de confiança é
0,121)2/10,2(21 ±=×± .
O item está errado.
GABARITO: E
O erro padrão da média amostral é inferior a 0,8 kg.
Resolução
O desvio padrão da média amostral é n
X
/σσ = = 0,5 kg, e o mesmo é
inferior a 0,8 kg. Item certo.
GABARITO: C
20.2.2 Desvio Padrão Desconhecido
É muito freqüente, na prática, o caso em que desejamos testar hipóteses
referentes à média de uma população cujo desvio padrão é desconhecido. Se
tivermos à disposição uma amostra aleatória de n elementos provenientes
dessa população, com base na qual iremos realizar o teste, deveremos então
usar essa mesmaamostra para estimar o desvio padrão σ da população. Neste
caso, a variável aleatória de teste terá distribuição t de Student com n-1 graus
de liberdade:
(4) .
/
0
1
ns
x
tn
µ−
=−
Assim, a única diferença em relação ao caso anterior (desvio padrão
conhecido) reside no fato de que iremos trabalhar com valores t de Student no
lugar de z (normal padrão).
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20
A Tabela II resume os testes de hipóteses de uma média populacional com
desvio padrão σ desconhecido.
Tabela II: testes de hipóteses para µµµµ com σσσσ desconhecido
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: µ = µ0 tn-1 < -tn-1,α H1: µ < µ0
H0: µ = µ0 tn-1 > tn-1,α H1: µ > µ0
H0: µ = µ0 |tn-1| > tn-1,α/2 H1: µ ≠ µ0
20.3 Testes de Uma Proporção Populacional
Já aprendemos que, ao realizar inferências sobre uma proporção populacional
p, devemos nos basear na proporção observada na amostra pˆ . Também vimos
que se np ≥ 5 e n(1-p) ≥ 5, podemos aproximar a distribuição amostral de pˆ
pela distribuição normal com média p e desvio padrão npp /)1( − .
Teste que envolvem proporções populacionais são feitos de forma análoga aos
testes com médias da população. Assim, por exemplo, sejam as hipóteses
H0: p = p0
H1: p < p0.
Satisfeitas as restrições np0 ≥ 5 e n(1-p0) ≥ 5, a distribuição amostral da
frequência relativa será aproximadamente normal, com média p0 e desvio
padrão npp /)1( 00 − (pela hipótese nula). Portanto, padronizando o valor
experimental pˆ , teremos o valor padronizado experimental correspondente
(5) .
/)1(
ˆ
00
0
npp
pp
z
−
−
=
Podemos multiplicar o numerador e o denominador de (5) por n, obtendo o
mesmo teste em termos da freqüência observada f, por meio da expressão
equivalente
(6) .
)1( 00
0
pnp
npf
z
−
−
=
A hipótese nula (H0) será rejeitada se z < -zα. De forma análoga ao que já
visto para os testes com a média, no caso dos testes unilateral à direita e
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bicaudal, as condições de rejeição de H0 são, respectivamente, z > zα e |z| >
zα/2
A Tabela III resume os testes de hipóteses para uma proporção populacional.
Tabela III: testes de hipóteses para p (*)
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: p = p0 z < -zα H1: p < p0
H0: p = p0 z > zα H1: p > p0
H0: p = p0 |z| > zα/2 H1: p ≠ p0
(*)
npp
pp
z
/)1(
ˆ
00
0
−
−
= ou
)1( 00
0
pnp
npf
z
−
−
=
Já caiu em prova! (ICMS-RJ/2010/FGV). Para testar H0: p ≤ 0,5 contra H1:
p > 0,5, sendo p a proporção de pessoas que são protegidas por planos de
previdência privada numa certa população, uma amostra aleatória simples de
tamanho 400 será obtida e será usado como critério de decisão rejeitar a
hipótese H0 se a proporção de pessoas com essa proteção na amostra for
maior ou igual a um certo número k.
Ao nível de significância de 5%, o valor de k é aproximadamente igual a:
A) 0,508.
B) 0,541.
C) 0,562.
D) 0,588.
E) 0,602.
Resolução
Testes que envolvem proporções populacionais são feitos de forma análoga
aos testes com médias da população.
Como as restrições np = 400 x 0,5 = 200>5 e n(1-p) = 400 x 0,5 = 200>5
são válidas, a distribuição amostral da frequência relativa será
aproximadamente normal, com média p=0,5 e desvio padrão 1/2(1−1/2) /400
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(pela hipótese nula). Portanto, padronizando o valor experimental kp =ˆ ,
teremos o valor padronizado experimental correspondente
40/14/120/1/)1(ˆ
ˆ
0
0 dd
npp
pp
z ==
−
−
=
O teste de hipóteses é unilateral. A tabela normal indica
z5% ≈1,64 =
d
1/40
∴d =1,64 /40 = 0,041. Assim, 541,0041,05,0ˆ =+== kp .
GABARITO: B
20.4 Testes de Uma Variância Populacional
Seja o teste unilateral à direita
H0: ,20
2 σσ =
H1: .20
2 σσ >
Como a média populacional µ em geral é desconhecida, a variável de teste
deverá ser a variância amostral
,
1
)(
1
2
2
−
−
=
∑
=
n
xx
s
n
i
i
que é um estimador justo de σ2, conforme já visto neste curso.
Se a variância amostral s2 for próxima do valor testado 20σ , iremos aceitar a
hipótese nula (H0). Rejeitaremos H0 se s2 cair na região crítica (RC), que
corresponderá à cauda à direita com probabilidade α na distribuição amostral
de s2, sendo verdadeira a hipótese nula. Ou seja, sendo 21s o limite da RC,
rejeitamos H0 se
(7) 21
2 ss > .
Por outro lado, vimos que, se a população for normalmente distribuída, a
quantidade 22 /)1( σsn − tem distribuição 2χ com n-1 graus de liberdade.
Portanto, admitindo verdadeira a hipótese nula (H0), podemos escrever que
(8) ,
)1( 2
12
2
0
−=
−
n
sn
χ
σ
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23
sendo a quantidade (8) denominada 2 1−nχ experimental.
A Eq. (8) estabelece a relação existente entre valores de 2s e a distribuição
2
1−nχ , suposta verdadeira a hipótese nula. Assim, se em (8) fizermos
2
1
2 ss = , o
qui-quadrado correspondente será o valor 2χ que determina sobre sua
distribuição uma cauda à direita com probabilidade α, ou seja, 2 ;1 αχ −n (qui-
quadrado superior):
(9) 2 ;12
2
1
0
)1(
αχσ −
=
−
n
sn
Como 21
2 ss > implica 2 ;1
2
1 αχχ −− > nn , a condição de rejeição de H0 é
(10) 2 ;1
2
1 αχχ −− > nn
em que o 2 1−nχ experimental é dado por (8) e o valor crítico
2
;1 αχ −n é obtido na
Tabela da distribuição 2χ . A figura abaixo mostra a região crítica (cauda à
direita azul) para uma variável qui-quadrado com 6 graus de liberdade e α =
5% ( 2 %5;6χ = 12,5916).
0 5 10 15 20 25
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
X
superior
D
e
n
s
id
a
d
e
X
X
6
área = α
α
De forma análoga, se as hipóteses forem
H0: ,20
2 σσ =
H1: ,20
2 σσ <
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rejeitaremos H0 se
(11) 2 1;1
2
1 αχχ −−− < nn ,
em que 2 1;1 αχ −−n é o qui-quadrado inferior (é o valor que determina sobre sua
distribuição uma cauda à direita com probabilidade 1-α). A figura abaixo
mostra a região crítica (cauda à esquerda azul) para uma qui-quadrado com 6
graus de liberdade e α = 5% ( 2 %95;6χ = 1,6354).
0 5 10 15 20 25
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
X
inferior
D
e
n
s
id
a
d
e
X
6
área = α
Se o teste for bilateral, isto é.
H0: ,20
2 σσ =
H1: ,20
2 σσ ≠
rejeitaremos H0 se
(12) 2 2/1;1
2
1 αχχ −−− < nn ou
2
2/;1
2
1 αχχ −− < nn .
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25
0 5 10 15 20 25
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
X
D
e
n
s
id
a
d
e
X
6
área inferior = 2,5%
área superior = 2,5%A figura acima mostra as regiões críticas para uma qui-quadrado com 6 graus
de liberdade e α = 5% ( 2 %5,97;6χ = 1,2373 e
2
%5,2;6χ = 14,4494).
A Tabela IV resume os testes de hipóteses para uma variância populacional.
Tabela IV: testes de hipóteses para σσσσ2 (*)
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: 20
2 σσ =
2
1;1
2
1 αχχ −−− < nn H1: 20
2 σσ <
H0: 20
2 σσ =
2
;1
2
1 αχχ −− > nn H1: 20
2 σσ >
H0: 20
2 σσ =
2
2/1;1
2
1 αχχ −−− < nn ou
2
2/;1
2
1 αχχ −− < nn H1: 20
2 σσ ≠
(*)
2
2
2
1
0
)1(
σ
χ
sn
n
−
=−
Exemplo. Uma amostra de dez elementos é extraída de uma população
normal e fornece variância amostral igual a 12,0. O resultado obtido é
suficiente para se concluir, ao nível α = 5% de significância, que a variância
populacional é inferior a 20?
As hipóteses a serem testadas são:
H0: ,202 =σ
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26
H1: .202 <σ
O 29
2
1 χχ =−n experimental é dado por
.4,5
20
129)1(
2
2
2
9
0
=
×
=
−
=
σ
χ
sn
A condição de rejeição da hipótese nula (H0) é 2 1;1
2
1 αχχ −−− < nn . O valor crítico
χn−1;1−α
2 = χ9;0,95
2 = 3,325 ≈ 3,32 (vide tabela ao final desta aula). Como 5,4>3,32,
devemos aceitar a hipótese nula .202 =σ
20.5 Testes Não Paramétricos
Vimos nas seções anteriores como podemos testar hipóteses referentes a um
parâmetro populacional (testes paramétricos). A partir deste ponto,
abordaremos um tipo de teste não paramétrico de hipóteses. Um teste não
paramétrico refere-se a outros aspectos que não os parâmetros da distribuição
de probabilidades que modela a população. Na próxima seção, veremos o teste
de aderência pelo χ2.
20.5.1 Teste de Aderência
Uma modalidade relevante de teste não paramétrico é constituída pelo teste
de aderência, em que a hipótese testada refere-se à forma da distribuição da
população. Nesse teste, admitimos, por hipótese, que a distribuição da variável
de interesse na população seja descrita por determinado modelo de
distribuição de probabilidades. Testamos esse modelo e verificamos a boa ou
má aderência dos dados da amostra ao modelo. Se obtivermos uma boa
aderência e a amostra for grande (n>30), poderemos, em princípio, admitir
que a distribuição populacional seja bem ajustada pelo modelo proposto no
teste. Por outro lado, a rejeição da hipótese nula em um dado nível de
significância indica que o modelo testado é inadequado para representar a
população.
A forma de testar a aderência baseia-se na estatística
(13) χν
2 =
(Oi − E i)
2
E i
=
i=1
k
∑ Oi
2
E i
− n,
i=1
k
∑
em que:
- 2νχ denota a estatística do teste, com ν graus de liberdade;
- iO é a freqüência observada de uma determinada classe ou valor da variável;
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27
- iE é a freqüência esperada, segundo o modelo testado, dessa classe ou valor
da variável;
- ∑∑
==
==
k
i
i
k
i
i EOn
11
é o número de elementos da amostra;
- k denota o número de classes ou valores considerados.
Demonstra-se que, se o modelo testado for verdadeiro e se todas 5≥iE , a
quantidade definida acima terá distribuição assintótica 2νχ com ν = (k -1 – m)
graus de liberdade, em que m denota o número de parâmetros do modelo
estimado. A subtração de 1 ao valor de k deve-se à existência da restrição
nO
k
i
i =∑
=1
entre as freqüências observadas. O cálculo das freqüências esperadas
é feito por meio da expressão
,ii npE =
em que pi é a probabilidade, segundo o modelo, de se obter um valor da
variável na classe considerada, e n é o número de elementos da amostra. Essa
expressão resulta do fato de que cada freqüência observada Oi terá, para
população infinita, distribuição binomial com parâmetros n e pi, sendo,
portanto, seu valor esperado dado por ii npE = .
A estatística distribui-se aproximadamente segundo um qui-quadrado porque
∑∑
==
−
=
−
=
k
i i
ii
k
i i
ii
E
EO
E
EO
1
2
1
2
2 )(
νχ
e, havendo muitas classe, )1( iiii pnpnpE −≅= (esta última expressão
corresponde ao desvio padrão da binomial), pois os pi deverão ser pequenos.
Supondo-se que valha 5≥iE , a distribuição binomial das Oi aproxima-se da
normal, e o valor entre parênteses no segundo membro da equação acima
seria aproximadamente um valor de z (normal padrão). Como a distribuição 2νχ
surge de uma soma de valores de z ao quadrado, resulta que o somatório
fornece uma variável com distribuição próxima do qui-quadrado com ν graus
de liberdade.
Observe que a estatística 2νχ pode ser interpretada como uma medida da
discrepância existente entre as freqüências observadas e esperadas, pois
consiste em uma soma de desvios quadráticos padronizados por suas
respectivas freqüências esperadas. Quando 02 =νχ , as freqüências teóricas e
observadas concordam exatamente, enquanto que, para 02 >νχ , isso não é
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28
verdade. Quanto maior for o valor de 2νχ , maior será a discrepância entre as
freqüências observadas e esperadas.
O teste de aderência pelo 2χ é unilateral, devendo a hipótese nula (H0) ser
rejeitada se 2,
2
ανν χχ > . Isso é razoável, porque, se o modelo testado estiver
longe da realidade, as freqüências observadas irão diferir bastante das
esperadas, o que fará com que a variável de teste cresça.
Caso existam classes que não satisfaçam à condição 5≥iE , estas deverão ser
englobadas às classes adjacentes, conforme veremos no exemplo a seguir.
Exemplo. O número de defeitos por unidade observado em uma amostra de
cem aparelhos eletrônicos do tipo home theaters produzidos em uma linha de
montagem apresentou a seguinte distribuição de frequências
Número de defeitos 0 1 2 3 4 5 6 7
Número de aparelhos 24 36 18 12 5 2 1 2
O teste de aderência pelo χ2 será usado para testar as seguintes hipóteses:
H0: a distribuição do número de defeitos por unidade é bem modelada pela
distribuição de Poisson;
H1: a distribuição do número de defeitos por unidade não é do tipo Poisson.
Aprendemos que a Lei de Poisson pode ser escrita na forma
,
!
)(
k
e
kXP
k λλ −
== ,...2,1,0=k
em que o parâmetro λ = E(X) = µ (média da distribuição). Como a hipótese a
ser testada não especifica o valor de µ, devemos estimá-la por meio da média
amostral X . Da tabela do enunciado deste exemplo, obtemos
.58,1
100
158
=== ∑
n
fx
x
ii
Usaremos, portanto, o modelo de Poisson com µ = λ = 1,58 para o cálculo das
probabilidades pi.
Considerando pi = P(X = i), i = 0, 1, 2, ... , 7, temos, aplicando a fórmula da
distribuição de Poisson:
,2060,0
!0
58,1 58,1
58,10
0 ≈==
−
−
e
e
p
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29
5 2,24 2,76
,3254,058,1
!1
58,1 58,1
58,11
1 ≈×==
−
−
e
e
p
,2571,0
!2
58,1 58,12
2 ≈=
−e
p
,1354,0
!3
58,1 58,13
3 ≈=
−e
p
,0535,0
!4
58,1 58,14
4 ≈=
−e
p
,0169,0
!5
58,1 58,15
5 ≈=
−e
p
0045,0
!6
58,1 58,16
6 ≈=
−e
p e
0010,0!7
58,1 58,17
7 ≈=
−e
p
E chegamos à seguinte Tabela de cálculo de 2νχ :
ix ii Of = ii fx ip ii npE = ii EO −
i
ii
E
EO 2)( −
0 24 0 0,2060 20,60 3,40 0,5612
1 36 36 0,3254 32,54 3,46 0,3679
2 18 36 0,2571 25,71 -7,71 2,3121
3 12 36 0,1354 13,54 -1,54 0,1752
4 5 20 0,0535 5,35 -0,35 0,0229
5 2 10 0,0169 1,69 0,31
3,4007 6 1 6 0,0045 0,45 0,55
7 2 14 0,0010 0,10 1,90
Soma 158 ≈ 1,00 ≈ 100,0 6,84
Para determinação do 2νχ crítico, o número de graus de liberdade deverá ser
,41161 =−−=−−= mkν
pois temos seis parcelas na tabela acima e somente um parâmetro foi
estimado a partir da amostra. Adotando α = 5%, obtemos (vide tabela da
distribuição 2χ ao final desta aula)
49,92 %5;4
2 == χχ crítico .
Como 6,84 < 9,49, aceitamos H0 e concluímos que a variável tem boa
aderência ao modelo de Poisson.
20.5.2 Teste de Independência
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30
Quando existem duas ou mais variáveis qualitativas de interesse, a
representação das freqüências observadas pode ser feita por meio de uma
tabela de contingência.
Considere, por exemplo, uma amostra de 100 pessoas, que foram
entrevistadas quanto às suas opiniões sobre as cotas raciais nas universidades
públicas brasileiras, tendo sido obtidos os resultados dados na Tabela V.
Tabela V: pesquisa de opinião
Sexo
Opinião
Totais Favorável Desfavorável Indiferente
Feminino 34 11 15 60
Masculino 8 19 13 40
Totais 42 30 28 100
A Tabela V é uma tabela de contingência 2 x 3, pois a variável qualitativa
“sexo” apresenta duas classificações possíveis e a variável “opinião”, três
classificações. As frequências indicam que 34 mulheres foram favoráveis, 11
foram desfavoráveis e 15 foram indiferentes, no total de 100 pessoas
entrevistadas. A linha e a coluna de totais fornecem as distribuições de
frequências marginais, ou seja, as distribuições de cada variável qualitativa
considerada individualmente, não importando a outra variável.
É possível testar se as variáveis qualitativas envolvidas na Tabela V são ou não
independentes (ou seja, é possível testar se a opinião independe do sexo).
Ou seja, podemos formular o seguinte teste de hipóteses:
H0: as variáveis são independentes;
H1: as variáveis não são independentes, apresentando algum grau de
associação entre si.
O teste acima pode ser feito pelo χ2, de modo semelhante ao teste de
aderência, isto é, utilizando a estatística
(14) ∑∑∑∑
= == =
−=
−
=
l
i
c
j ij
ij
l
i
c
j ij
ijij
n
E
O
E
EO
1 1
2
1 1
2
2
)(
νχ
em que:
- 2νχ denota a estatística do teste, com νννν graus de liberdade;
- l é o número de linhas da tabela de contingência;
- c é o número de colunas da tabela de contingência;
- Oij é a freqüência observada na posição de linha i e coluna j da tabela;
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31
- E ij é a freqüência esperada, na posição de linha i e coluna j da tabela;
- n = Oij
j=1
c
∑
i=1
l
∑ é o número de elementos da amostra;
As freqüências esperadas de cada posição da tabelas são dadas por
(15) E ij = npij ,
em que pij é a probabilidade de ocorrer uma observação na posição
considerada. Havendo independência entre as variáveis, temos que
(16) pij = pip j
em que pi é a probabilidade marginal correspondente à linha i e p j a
probabilidade marginal correspondente à linha j.
As probabilidades marginais deverão ser estimadas, pois não são conhecidas,
utilizando-se as frequências relativas pi ' e p j ', dadas por
pi '=
f i
n
, p j '=
f j
n
,
de modo que
(17) E ij = npip j ≈ npi ' p j '=
f i f j
n
.
A Eq. (17) nos fornece a regra prática para o cálculo das freqüências
esperadas: multiplicar o total da linha pelo total da coluna e dividir por n. Aqui,
também deve-se obedecer a restrição E ij ≥ 5
O número de graus de liberdade da variável de teste 2νχ é
(18) ν = (l −1)(c −1).
A hipótese nula (H0) deve ser rejeitada se 2,
2
ανν χχ > .
No caso bastante comum de tabela 2x2 (importante para a prova!), o
cálculo de 2νχ pode ser feito pela expressão
(19) χ1
2 =
n(ad − bc)2
(a +b)(a + c)(b+ d)(c + d)
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32
em que a, b, c e d são as frequências observadas, organizadas segundo o
esquema:
a b
c d
Exemplo. Realizar o teste de independência para os dados da Tabela V ao
nível de 1% de significância.
As frequências esperadas devem ser calculadas pela fórmula:
,
n
ff
E
ji
ij ≈ em que i denota a linha e j representa a coluna da tabela de
contingência.
Então, obtemos
2,25
100
426011
11 =
×
==
n
ff
E , 0,18
100
3060
12 =
×
=E , 8,16
100
2860
23 =
×
=E
8,16
100
4260
21 =
×
=E , 0,12
100
3040
22 =
×
=E , 2,11
100
2840
23 =
×
=E
Sexo
Opinião
Totais Favorável Desfavorável Indiferente
Feminino O11 = 34,0
E11 = 25,2
O12 =11,0
E12 = 18,0
O13 =15,0
E13 = 16,8
60
Masculino O21 =8,0
E21 = 16,8
O22 =19,0
E22 = 12,0
O23 =13,0
E23 = 11,2
40
Totais 42 30 28 100
Note que, na condição de independência, as frequências esperadas mantêm
relações constantes entre todas as linhas e todas as colunas, inclusive os
totais. Assim, espera-se que as opiniões estejam na relação 42:30:28
independentemente do sexo. De fato, essa relação é verificada entre as
frequências esperadas: 25,2:18,0:16,8 para mulheres e 16,8:12,0:11,2 para
homens. Similarmente, o sexo independeria da opinião, pois 60:40 equivale a
25,2:16,8, 18,0:12,0 e 16,8:11,2.
Será que as freqüências observadas diferem significativamente das frequências
esperadas? Faremos esta verificação usando o χ2, cujo cálculo está registrado
na tabela abaixo.
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33
ijO ijE ijij EO −
ij
ijij
E
EO 2)( −
34,0 25,2 8,8 3,073
11,0 18,0 -7,0 2,722
15,0 16,8 -1,8 0,193
8,0 16,8 -8,8 4,610
19,0 12,0 7,0 4,083
13,0 11,2 1,8 0,289
100,0 100,0 14,970
O 2νχ calculado conforme (14) é 14,970. O número de graus de liberdade é ν =
(l-1)(c-1) = (2-1)(3-1) = 1.2 = 2. Logo, o valor crítico para α = 1% é
21,92 %1;2 =χ (vide tabela do qui-quadrado).
Como 14,970 > 9,21, deve-se rejeitar a hipótese de independência entre
opinião e sexo ao nível de 1% de significância.
20.6 Memorize para a prova
- A hipótese nula (ou hipótese de trabalho) H0 é a hipótese aceita como
verdadeira até prova estatística em contrário. Ela geralmente representa o
contrário do que queremos provar, ou seja, representa a hipótese que se quer
rejeitar.
- A hipótese alternativa H1 usualmente representa o que se quer provar.
- Em um teste de hipóteses, podem ocorrer dois tipos de erro:
• Erro tipo I: rejeitar H0, sendo H0 verdadeira;
• Erro tipo II: aceitar H0, sendo H0 falsa.
- Valor-p:
⇒ se valor-p ≤ α , rejeitamos H0 em favor de H1.
⇒ se valor-p > α , não rejeitamos H0 em favor de H1.
Nota: α é o nível de significância do teste.
- Variáveis de teste para a média populacional:
a)
n
X
z/σ
µ−
= (normal padrão), se o desvio-padrão populacional σ é
conhecido.
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34
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: µ = µ0 z < -zα H1: µ < µ0
H0: µ = µ0 z > zα H1: µ > µ0
H0: µ = µ0 z < -zα/2 ou z > zα/2
⇒ |z| > zα/2 H1: µ ≠ µ0
b)
ns
X
t
/
µ−
= (t de Student), em que s denota o desvio-padrão amostral.
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: µ = µ0 tn-1 < -tn-1,α H1: µ < µ0
H0: µ = µ0 tn-1 > tn-1,α H1: µ > µ0
H0: µ = µ0 |tn-1| > tn-1,α/2 H1: µ ≠ µ0
- Frequência relativa amostral pˆ tem distribuição binomial com média p e
variância p(1-p)/n. Se np ≥ 5 e n(1-p) ≥ 5, então pˆ tem distribuição N ~ (p,
p(1-p)/n).
- Estatística para teste da proporção populacional p:
npp
pp
z
/)1(
ˆ
−
−
= .
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: p = p0 z < -zα H1: p < p0
H0: p = p0 z > zα H1: p > p0
H0: p = p0 |z| > zα/2 H1: p ≠ p0
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35
- Variável de teste para variância populacional σ2:
2
2
2
1
)1(
σ
χ
sn
n
−
=− , em que
1
)( 2
2
−
−
=∑
n
xx
s
i denota a variância amostral.
- Testes de hipóteses para variância populacional σ2:
Hipóteses Rejeita-se H0 se
H0: 20
2 σσ =
2
1;1
2
1 αχχ −−− < nn H1: 20
2 σσ <
H0: 20
2 σσ =
2
;1
2
1 αχχ −− > nn H1: 20
2 σσ >
H0: 20
2 σσ =
2
2/1;1
2
1 αχχ −−− < nn ou
2
2/;1
2
1 αχχ −− < nn H1: 20
2 σσ ≠
20.7 Exercícios de Fixação
1. (ICMS-RJ/2009/FGV) Uma empresa afirma que os pacotes de bala que
ela produz pesam em média 25g. Para testar essa hipótese, foram
selecionados ao acaso 16 pacotes produzidos pela empresa, registrados seus
pesos X1, X2, ... , X16 e calculadas as estatísticas ∑
=
=
16
1
320
i
iX e ∑
=
=
16
1
2 7360
i
iX . O
valor da estatística t (a ser comparado com o ponto desejado da distribuição t
de Student) para o teste é:
A) -0,8
B) -1,2
C) -2,0
D) -2,5
E) -3,2
2. (Analista da SUSEP/2006/ESAF) Em uma distribuição de sinistro S,
formulando-se a hipótese de que não há diferença entre a freqüência esperada
e a observada (hipótese nula: H0). Donde, segundo um determinado nível de
significância, podemos afirmar que ocorreu
A) um erro do tipo I, se for aceita a hipótese H0.
B) um erro do tipo II, se for rejeitada a hipótese H0.
C) um erro do tipo I, se for aceita a hipótese H0, sendo esta correta.
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36
D) um erro do tipo II, se for rejeitada a hipótese H0, sendo esta correta.
E) um erro do tipo I, se for rejeitada a hipótese H0, sendo esta correta.
3. (ICMS-RJ/2007/Adaptada) Para a realização de um teste de hipóteses
H0: µ = µ0, contra H1: µ > µ0, definimos ERRO DO TIPO I:
A) P(µ > µ0 | µ = µ0)
B) P(µ = µ0 | µ > µ0)
C) Rejeitar H0 sendo H0 verdadeira.
D) 1 – P(µ > µ0 | µ = µ0)
E) Aceitar H0, sendo H0 falsa
4. (ICMS-SP/2009/FCC) O gerente de uma indústria de determinado
componente eletrônico garante que a vida média do produto fabricado é igual
a 100 horas. Um comprador dessa indústria decide testar a afirmação do
gerente e faz um teste estatístico formulando as hipóteses H0: µ = 100 e H1: µ
< 100, sendo que H0 é a hipótese nula, H1 é a hipótese alternativa e µ é a
média da população considerada de tamanho infinito com uma distribuição
normal. O desvio padrão populacional é igual a 10 horas e utilizou-se a
informação da distribuição normal padrão (Z), segundo a qual P(Z ≥ 1,64) =
5%. H0 foi rejeitada com base em uma amostra aleatória de 64 componentes
em um nível de significância de 5%. Então, o valor da média amostral foi, em
horas, no máximo,
A) 94,75
B) 95,00
C) 96,00
D) 96,50
E) 97,95
5. (AFPS/2002/ESAF) Um atributo X tem distribuição normal com média µ e
variância σ2. A partir de uma amostra aleatória de tamanho 16 da população
definida por X, deseja-se testar a hipótese H0: µ = 22 contra a alternativa Ha:
µ ≠ 22. Para esse fim calcula-se a média amostral 30=x e a variância amostral
S2 = 100. Assinale a opção que corresponde à probabilidade de significância
(p-valor) do teste
A) 2P{T>3,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade.
B) P{|Z|>3,2} onde Z tem distribuição normal padrão.
C) P{Z<-2,2} onde Z tem distribuição normal padrão.
D) P{T<-3,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade
E) P{|T|>2,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade
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37
6. (Fiscal de Rendas MS/2006/FGV) Em um teste de hipóteses, a hipótese
nula foi rejeitada ao nível de 3%. Portanto, a hipótese nula:
A) será aceita no nível de 1%.
B) será aceita no nível de 5%.
C) pode ser aceita ou rejeitada no nível de 5%.
D) será rejeitada no nível de 1%.
E) será rejeitada no nível de 5%.
7. (Fiscal de Rendas MS/2006/FGV) Um teste de hipótese apresentou p-
valor igual a 0,03. Portanto, nos níveis de significância de 1% e 5%,
respectivamente, a hipótese nula:
A) deve ser aceita e aceita.
B) deve ser aceita e rejeitada.
C) deve ser rejeitada e aceita.
D) deve ser rejeitada e rejeitada.
E) pode ou não ser rejeitada, dependendo de a hipótese ser simples ou não.
8. (Economista Jr./Cia Potiguar de Gás/2006/FGV) Um teste de hipótese
apresentou p-valor igual a 0,07. Portanto, nos níveis de significância de 10% e
5%, respectivamente, a hipótese nula:
A) deve ser aceita e aceita.
B) deve ser aceita e rejeitada.
C) deve ser rejeitada e aceita.
D) deve ser rejeitada e rejeitada.
E) pode ou não ser rejeitada, dependendo de a hipótese ser simples ou não.
9. (Analista da SUSEP/2006/ESAF) Na análise da sinistralidade de uma
determinada carteira, uma medida de discrepância existente entre as
freqüências observadas e as esperadas é proporcionada pela estatística qui
quadrado – X2. Com base nisso, pode-se afirmar que se:
A) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
B) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas não concordam
exatamente nem parcialmente.
C) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
parcialmente, pode ser aceita-se como tal.
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D) X2 = 1, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
E) X2 ≠ 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
10. (INÉDITA) Em 200 lances de uma moeda, observaram-se 116 caras e 84
coroas. Testou-se a hipótese da moeda ser honesta, adotando-se os níveis de
significância 5% e 1%. Então pode-se afirmar que
A) a hipótese da moeda ser honesta é aceita nos dois níveis de significância.
B) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada nos dois níveis de significância.
C) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada no nível de significância de
1%, mas é aceita no nível de significância de 5%.
D) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada no nívelde significância de
5%, mas é aceita no nível de significância de 1%.
E) a hipótese alternativa da moeda ser desonesta é rejeitada no nível de
significância de 5%, mas é aceita no nível de significância de 1%..
11. (AFT/2010/ESAF) Em uma amostra aleatória simples de 100 pessoas de
uma população, 15 das 40 mulheres da amostra são fumantes e 15 dos 60
homens da amostra também são fumantes. Desejando-se testar a hipótese
nula de que nesta população ser fumante ou não independe da pessoa ser
homem ou mulher, qual o valor mais próximo da estatística do correspondente
teste de qui-quadrado?
A) 1,79.
B) 2,45.
C) 0,98.
D) 3,75.
E) 1,21.
12. (IRB/Resseguro/2004/ESAF) Num estudo do consumo de combustível
para uma determinada marca de automóvel, supõe-se que a distribuição do
consumo é aproximadamente normal com média desconhecida µ km/l e desvio
padrão 3 km/l. Uma amostra de 36 veículos produziu a média de consumo de
16 km/l. Deseja-se testar a hipótese H: µ = 15 contra a alternativa A: µ > 15.
Considerando os valores da função de distribuição normal padrão dados
abaixo, assinale a opção que dá o valor probabilístico (p-valor) do teste que
toma por base a estatística )15(2 −= Xz , sendo X a média amostral.
z F(z)
1,0 0,841
1,2 0,885
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39
1,4 0,919
1,6 0,945
1,8 0,964
2,0 0,977
2,2 0,986
2,4 0,992
A) 0,500
B) 0,977
C) 0,050
D) 0,023
E) 0,010
13. (Analista Área 2/BACEN/2010/CESGRANRIO) Com relação a um
teste simples de hipótese, assinale a afirmativa correta.
(A) Um teste bicaudal de nível de significância α rejeita ahipótese nula H0: µ =
µ0 precisamente quando µ0 está fora do intervalo de confiança de nível (1−α)
para µ.
(B) A hipótese nula a ser testada deve ser construída com muita atenção
porquanto é o objeto da inferência estatística, enquanto que a hipótese
alternativa só precisa ser contrária à hipótese nula.
(C) Se o grau de significa ̂ncia do teste é α, significa que (1− α) é a
probabilidade de se cometer erro do tipo I.
(D) Na definic ̧ão de um teste, deve-se levar em conta que quanto menor o
grau de significa ̂ncia do teste (α), maior será o poder do teste(π), uma vez que
(α + π)=1.
(E) Erro do tipo II, embora definido para uma hipótese alternativa específica,
ocorrerá sempre com probabilidade igual ao poder do teste.
(Fiscal de Rendas-MS/2006/FGV) O enunciado a seguir refere-se às
questões de números 14 e 15
Uma amostra aleatória simples de tamanho 25 foi selecionada para estimar a
média desconhecida de uma população normal. A média amostral encontrada
foi 4,2, e a variância amostral foi 1,44.
14. O intervalo de 95% de confiança para a média populacional é
A) 4,2 ± 0,75
B) 4,2 ± 0,64
C) 4,2 ± 0,71
D) 4,2 ± 0,49
E) 4,2 ± 0,81
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15. O intervalo de 95% de confiança para a variância populacional é
A) (0,72, 3,05)
B) (0,88, 2,79)
C) (0,64, 3,20)
D) (0,55, 3,16)
E) (0,44, 3,44)
(Fiscal de Rendas-MS/2006/FGV) O enunciado a seguir refere-se às
questões de números 16, 17 e 18.
A tabela a seguir mostra os resultados obtidos em Matemática por três
turmas:
Aprovados Reprovados Total
Turma X 30 10 40
Turma Y 35 5 40
Turma Z 15 5 20
Total 80 20 100
Desejamos testar, usando o teste qui-quadrado:
H0: os seis resultados possíveis têm probabilidades iguais versus
H0: os seis resultados possíveis não têm probabilidades iguais.
16. O valor observado da estatística qui-quadrado é, aproximadamente:
A) 1,16
B) 2,34
C) 3,44
D) 4,66
E) 5,58
17. O número de graus de liberdade é:
A) 2
B) 3
C) 4
D) 6
E) 99
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18. Nos níveis de 1%, 5% e 10%, a decisão sobre H0 é:
α = 1% α = 5% α = 10%
(A) não rejeitar não rejeitar não rejeitar
(B) não rejeitar não rejeitar rejeitar
(C) não rejeitar rejeitar rejeitar
(D) rejeitar rejeitar não rejeitar
(E) rejeitar rejeitar rejeitar
20.8 Gabarito
1 – D
2 – E
3 - C
4 - E
5 – A
6 – E
7 - B
8 - C
9 - A
10 – D
11 - A
12 – D
13 – A
14 – D
15 – B
16 – B
17 – A
18 - A
20.9 Resolução dos Exercícios de Fixação
1. (ICMS-RJ/2009/FGV) Uma empresa afirma que os pacotes de bala que
ela produz pesam em média 25g. Para testar essa hipótese, foram
selecionados ao acaso 16 pacotes produzidos pela empresa, registrados seus
pesos X1, X2, ... , X16 e calculadas as estatísticas ∑
=
=
16
1
320
i
iX e ∑
=
=
16
1
2 7360
i
iX . O
valor da estatística t (a ser comparado com o ponto desejado da distribuição t
de Student) para o teste é:
A) -0,8
B) -1,2
C) -2,0
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42
D) -2,5
E) -3,2
Resolução
É muito freqüente, na prática, o caso em que desejamos testar hipóteses
referentes à média de uma população cujo desvio padrão é desconhecido. Se
tivermos à disposição uma amostra aleatória de n elementos provenientes
dessa população, com base na qual iremos realizar o teste, deveremos então
usar essa mesma amostra para estimar o desvio padrão σ da população. Neste
caso, a variável aleatória de teste terá distribuição t de Student com n-1 graus
de liberdade:
ns
x
tn
/
1
µ−
=− .
O valor da estatística t é determinado pelos valores de x (média amostral) e s
(desvio padrão amostral).
x =
X i
i=1
16
∑
n
=
320
16
= 20
2
2
1
s
n
n
m
−=
s2 =
n
n −1
m2 =
n
n −1
X i
2
i=1
n
∑
n
−
X i
i=1
16
∑
n
2
=
n
n −1
X i
2
i=1
n
∑
n
− x 2
6420
16
7360
15
16 22 =
−=s ⇒ 8=s .
Logo,
5,2
16/8
2520
1 −=
−
=−nt .
Solução alternativa (aproximada):
Suponha que você tenha esquecido a fórmula
2
2
1
s
n
n
m
−= .
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43
Para n “grande”, tem-se que
1
1
≈
−
n
n
e é válida a seguinte aproximação para a variância amostral:
60400
16
736021
2
2 =−=−≈
∑
= x
n
X
s
n
i
i
.
Logo,
5,2
2
5
4
5
16/60
5
16/60
2520
1 −=
−
≈
−
≈
−
≈
−
≈−nt (eu também usei a aproximação
15/6016/60 ≈ )
GABARITO: D
2. (Analista/SUSEP/2006/ESAF) Em uma distribuição de sinistro S,
formulando-se a hipótese de que não há diferença entre a freqüência esperada
e a observada (hipótese nula: H0). Donde, segundo um determinado nível de
significância, podemos afirmar que ocorreu
A) um erro do tipo I, se for aceita a hipótese H0.
B) um erro do tipo II, se for rejeitada a hipótese H0.
C) um erro do tipo I, se for aceita a hipótese H0, sendo esta correta.
D) um erro do tipo II,se for rejeitada a hipótese H0, sendo esta correta.
E) um erro do tipo I, se for rejeitada a hipótese H0, sendo esta correta.
Resolução
O enunciado parece estar “truncado” e o problema reside no tempo verbal do
verbo formular. Não obstante, a questão é fácil e tem solução.
Vimos que comete-se um erro tipo I quando rejeita-se a hipótese nula
H0, sendo H0 verdadeira. Comete-se um erro tipo II quando aceita-se a
hipótese nula H0, sendo H0 falsa.
Análise das alternativas:
(A) Ocorreu um erro do tipo I, se for rejeitada a hipótese nula H0, sendo H0
verdadeira ⇒ ERRADO.
(B) Ocorreu um erro do tipo II, se for aceita a hipótese nula H0, sendo H0
falsa ⇒ ERRADO.
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44
(C) Ocorreu um erro do tipo I, se for rejeitada a hipótese nula H0, sendo H0
verdadeira ⇒ ERRADO.
(D) Ocorreu um erro tipo II, se for aceita a hipótese nula H0, sendo H0 falsa ⇒
ERRADO.
(E) Ocorreu um erro do tipo I, se for rejeitada a hipótese H0, sendo esta
correta ⇒ CERTO.
GABARITO: E
3. (ICMS-RJ/2007/FGV/Adaptada) Para a realização de um teste de
hipóteses H0: µ = µ0, contra H1: µ > µ0, definimos ERRO DO TIPO I:
A) P(µ > µ0 | µ = µ0)
B) P(µ = µ0 | µ > µ0)
C) Rejeitar H0 sendo H0 verdadeira.
D) 1 – P(µ > µ0 | µ = µ0)
E) Aceitar H0, sendo H0 falsa
Resolução
Em um teste de hipóteses, podem ocorrer dois tipos de erro:
• Erro tipo I: rejeitar H0, sendo H0 verdadeira;
• Erro tipo II: aceitar H0, sendo H0 falsa.
A faixa de valores da variável de teste que leva à rejeição de H0 é denominada
Região Crítica (RC) do teste. Neste exercício, a RC é x 1 < x < ∞, pois as
hipóteses são: H0: µ = µ0, contra H1: µ > µ0 (unilateral à direita). Como o nível
de significância não foi especificado pelo enunciado, não temos como
determinar o limite inferior x 1 da RC do teste. Não obstante, fixada a RC, a
probabilidade α do erro tipo I é dada pela probabilidade P(x > x 1).
GABARITO: C
4. (ICMS-SP/2009/FCC) O gerente de uma indústria de determinado
componente eletrônico garante que a vida média do produto fabricado é igual
a 100 horas. Um comprador dessa indústria decide testar a afirmação do
gerente e faz um teste estatístico formulando as hipóteses H0: µ = 100 e H1: µ
< 100, sendo que H0 é a hipótese nula, H1 é a hipótese alternativa e µ é a
média da população considerada de tamanho infinito com uma distribuição
normal. O desvio padrão populacional é igual a 10 horas e utilizou-se a
informação da distribuição normal padrão (Z), segundo a qual P(Z ≥ 1,64) =
5%. H0 foi rejeitada com base em uma amostra aleatória de 64 componentes
em um nível de significância de 5%. Então, o valor da média amostral foi, em
horas, no máximo,
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45
A) 94,75
B) 95,00
C) 96,00
D) 96,50
E) 97,95
Resolução
A Região Crítica (RC) do teste é −∞ < x < x 1, pois as hipóteses são: H0: µ = 100,
contra H1: µ < 100 (unilateral à esquerda). A questão pede que o candidato(a)
calcule o valor de x 1. Foram dados os valores σ = 10, n = 64 e −z5% = −1,64 .
Logo,
x 1 − µ
σ / n
=
x 1 −100
10 / 64
=
8(x 1 −100)
10
= −1,64
x 1 −100 = −1,64 /8 ⇒ x 1 = 97,95.
GABARITO: E
5. (AFPS/Área ATP/2002/ESAF) Um atributo X tem distribuição normal
com média µ e variância σ2. A partir de uma amostra aleatória de tamanho 16
da população definida por X, deseja-se testar a hipótese H0: µ = 22 contra a
alternativa Ha: µ ≠ 22. Para esse fim calcula-se a média amostral 30=x e a
variância amostral S2 = 100. Assinale a opção que corresponde à probabilidade
de significância (p-valor) do teste
A) 2P{T>3,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade.
B) P{|Z|>3,2} onde Z tem distribuição normal padrão.
C) P{Z<-2,2} onde Z tem distribuição normal padrão.
D) P{T<-3,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade
E) P{|T|>2,2} onde T tem distribuição de Student com 15 graus de liberdade
Resolução
Esta questão aborda o teste de hipóteses para a média populacional de uma
amostra pequena (n < 30) quando a variância populacional é desconhecida.
Neste caso, a variável aleatória de teste terá distribuição t de Student com n-1
= 15 graus de liberdade e será dada por:
ns
x
tn
/
1
µ−
=− ⇒ 2,3
4/10
8
16/10
2230
15 ==
−
=t
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46
O p-valor (ou probabilidade de significância) é a probabilidade de a
estatística t15 do teste cair na RC, supondo H0 como a hipótese
verdadeira.
A figura a seguir mostra a RC (ou região de rejeição) e a Região de Aceitação
(RA) da hipótese nula (H0). Observe que o teste realizado é bilateral (ou
bicaudal), pois Ha: µ ≠ 22.
Como o teste é bilateral, há duas áreas de rejeição: à esquerda de
2,315 −=− t e à direita de 2,315 =t , como ilustrado pela figura acima.
t15
RCRC
-t15
RA
Logo,
p-valor = }2,3{}2,3{}{}{ 1515 >+−<=>+−< tPtPttPttP ,
como a distribuição de Student é simétrica, tem-se que }2,3{}2,3{ >=−< tPtP e
isto implica
p-valor = }2,3{2 >tP ,
em que t possui 15 graus de liberdade.
GABARITO: A
6. (Fiscal de Rendas MS/2006/FGV) Em um teste de hipóteses, a hipótese
nula foi rejeitada ao nível de 3%. Portanto, a hipótese nula:
A) será aceita no nível de 1%.
B) será aceita no nível de 5%.
C) pode ser aceita ou rejeitada no nível de 5%.
D) será rejeitada no nível de 1%.
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47
E) será rejeitada no nível de 5%.
Resolução
O enunciado não diz se o teste é unilateral (à esquerda ou à direita) ou
bilateral. Logo, podemos analisar as alternativas a partir de um caso particular,
como, por exemplo, o do teste (unilateral à esquerda) da média da figura
abaixo.
x
3%
5%
1%
-z
-z-z
Análise das alternativas:
A) Não se pode garantir que a hipótese nula será aceita no nível de 1%. Tome,
por exemplo, o valor experimental –z0,5% < –z1%, que cai na RC do teste no
nível de 1%. Portanto, esta alternativa é FALSA.
B) Pelo contrário, a hipótese nula será rejeitada no nível de 5%, pois –z3% < –
z5% (dentro da RC do teste no nível de 5%) ⇒ FALSA.
C) Negativo! A hipótese nula será rejeitada no nível de 5%, pois –z3% < –z5%
⇒ FALSA.
D) Nem sempre isto será verdade. Por exemplo, a hipótese nula será aceita no
nível de 1% para um valor experimental –z2% ⇒ FALSA.
E) Isto sempre acontecerá, pois –z3% < –z5% ⇒ VERDADEIRA.
GABARITO: E
7. (Fiscal de Rendas MS/2006/FGV) Um teste de hipótese apresentou p-
valor igual a 0,03. Portanto, nos níveis de significância de 1% e 5%,
respectivamente, a hipótese nula:
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48
A) deve ser aceita e aceita.
B) deve ser aceita e rejeitada.
C) deve ser rejeitada e aceita.
D) deve ser rejeitada e rejeitada.
E) pode ou não ser rejeitada, dependendo de a hipótese ser simples ou não.
Resolução
Dados: p-valor = 3%, 1α = 1% e 2α = 5%.
Regra:
⇒⇒⇒⇒ Se p-valor ≤ α , rejeitar H0 em favor de H1.
⇒⇒⇒⇒ Se p-valor > α , não rejeitar H0 em favor de H1.Nível de significância Decisão
1α = 1% p-valor = 3% > 1% ⇒ aceitar H0
2α = 5% p-valor = 3% < 5% ⇒ rejeitar H0
A única alternativa que está de acordo com a Tabela de decisão acima é a B.
GABARITO: B
8. (Economista Jr./Cia Potiguar de Gás/2006/FGV) Um teste de hipótese
apresentou p-valor igual a 0,07. Portanto, nos níveis de significância de 10% e
5%, respectivamente, a hipótese nula:
A) deve ser aceita e aceita.
B) deve ser aceita e rejeitada.
C) deve ser rejeitada e aceita.
D) deve ser rejeitada e rejeitada.
E) pode ou não ser rejeitada, dependendo de a hipótese ser simples ou não.
Resolução
Dados: p-valor = 7%, 1α = 10% e 2α = 5%. Lembre que:
⇒⇒⇒⇒ Se p-valor ≤ α , rejeitar H0 em favor de H1.
⇒⇒⇒⇒ Se p-valor > α , não rejeitar H0 em favor de H1.
Nível de significância Decisão
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49
1α = 10% p-valor = 7% < 10% ⇒ rejeitar H0
2α = 5% p-valor = 7% > 5% ⇒ aceitar H0
A única alternativa que está de acordo com a Tabela de decisão acima é a C.
GABARITO: C
9. (Analista Técnico-SUSEP-2006-ESAF) Na análise da sinistralidade de
uma determinada carteira, uma medida de discrepância existente entre as
freqüências observadas e as esperadas é proporcionada pela estatística qui
quadrado – X2. Com base nisso, pode-se afirmar que se:
A) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
B) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas não concordam
exatamente nem parcialmente.
C) X2 = 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
parcialmente, pode ser aceita-se como tal.
D) X2 = 1, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
E) X2 ≠ 0, as freqüências teóricas (esperadas) e as observadas concordam
exatamente.
Resolução
Suponha que em uma dada amostra de uma determinada carteira de sinistros,
observou-se que um conjunto de eventos possíveis, kEEE ,...,, 21 ocorreram com
as freqüências kooo ,...,, 21 , respectivamente, denominadas freqüências
observadas, e que, de acordo com as regras da probabilidade, esperava-se
que os eventos ocorressem com as freqüências keee ,...,, 21 denominadas
freqüências esperadas ou teóricas, conforme a tabela abaixo.
Evento 1E 2E 3E ... kE
Frequência observada 1o 2o 3o ... ko
Frequência esperada 1e 2e 3e ... ke
Deseja-se frequentemente, saber se as freqüências observadas diferem, de
modo significativo, das esperadas. Uma medida da discrepância existente
entre as freqüências observadas e esperadas é proporcionada pela estatística
χ2, expressa, neste contexto, por:
∑
=
−
=
−
++
−
+
−
=
k
j j
jj
k
kk
e
eo
e
eo
e
eo
e
eo
1
22
2
2
22
1
2
112
)()(
...
)()(
χ
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50
em que
Neo
k
j
j
k
j
j ∑∑
==
==
11
quando a freqüência total é dada por N. Observe que a estatística χ2, como
definida acima, representa uma soma de desvios quadráticos padronizados por
suas respectivas freqüências esperadas.
Quando χ2 = 0, as freqüências teóricas e observadas concordam exatamente,
enquanto que, para χ2 > 0, isso não é verdade. Quanto maior for o valor de χ2,
maior será a discrepância entre as freqüências observadas e esperadas.
GABARITO: A
10. (INÉDITA) Em 200 lances de uma moeda, observaram-se 116 caras e 84
coroas. Testou-se a hipótese da moeda ser honesta, adotando-se os níveis de
significância 5% e 1%. Então pode-se afirmar que
A) a hipótese da moeda ser honesta é aceita nos dois níveis de significância.
B) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada nos dois níveis de significância.
C) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada no nível de significância de
1%, mas é aceita no nível de significância de 5%.
D) a hipótese da moeda ser honesta é rejeitada no nível de significância de
5%, mas é aceita no nível de significância de 1%.
E) a hipótese alternativa da moeda ser desonesta é rejeitada no nível de
significância de 5%, mas é aceita no nível de significância de 1%..
Resolução
As frequências observadas de caras e coroas são O1 = 116 e O2 = 84,
respectivamente. As frequências esperadas de caras e coroas, quando a
moeda é honesta, são E1 = 100 e E2 = 100, respectivamente.
Logo,
.12,556,256,2
100
)10084(
100
)100116()()( 22
2
2
22
1
2
112 =+=
−
+
−
=
−
+
−
=
E
EO
E
EO
χ
Como o número de classes (caras, coroas) é k = 2 e m = 0 (nenhum
parâmetro populacional foi estimado), ν = k -1 – m = 2 -1 = 1.
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51
(a) O valor crítico para um grau de liberdade e α = 5% é 84,32 %5;1 =χ .
Como 5,12 > 3,84, a hipótese nula (H0) da moeda ser honesta é
rejeitada no nível de significância de 5%.
(b) O valor crítico para um grau de liberdade e α = 1% é 63,62 %1;1 =χ .
Como 5,12 < 6,63, a hipótese da moeda ser honesta não é
rejeitada no nível de significância de 1%.
A única alternativa que está de acordo com os resultados (a) e (b) obtidos
acima é a D. Note que a alternativa E é incorreta porque menciona a hipótese
alternativa (H1) no lugar da hipótese nula (H0). Ora, aprendemos que
rejeitamos ou aceitamos a hipótese nula em favor da hipótese alternativa, e
não o contrário, como na alternativa E.
GABARITO: D
11. (AFT/2010/ESAF) Em uma amostra aleatória simples de 100 pessoas de
uma população, 15 das 40 mulheres da amostra são fumantes e 15 dos 60
homens da amostra também são fumantes. Desejando-se testar a hipótese
nula de que nesta população ser fumante ou não independe da pessoa ser
homem ou mulher, qual o valor mais próximo da estatística do correspondente
teste de qui-quadrado?
A) 1,79.
B) 2,45.
C) 0,98.
D) 3,75.
E) 1,21.
Resolução
Trata-se de um teste de independência: ser fumante ou não depende
do sexo?
Dados:
- Amostra = 100 pessoas
- 15 das 40 mulheres são fumantes
- 15 dos 60 homens são fumantes
Sexo
Situação quanto ao tabagismo
Totais
Fumantes Não Fumantes
Homens a=15 b=45 60
Mulheres c=15 d=25 40
Totais 30 70 100
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52
São então formuladas as seguintes hipóteses:
H0: ser fumante ou não independe do sexo;
H1: as variáveis qualitativas “sexo” e “situação quanto ao
tabagismo” apresentam algum grau de associação entre si.
Tal teste de hipóteses pode ser feito utilizando-se uma estatística qui-
quadrado. No caso bastante comum de uma tabela 2 x 2 como a da questão, o
cálculo da estatística pode ser feito pela expressão
))()()((
)( 22
dcdbcaba
bcadn
++++
−
=χ
em que a, b, c e d são as freqüências observadas, organizadas conforme o
esquema
a b
c d
Logo,
.79,1
40703060
)45152515(100 22 ≈
×××
×−×
=χ
GABARITO: A
12. (IRB/Resseguro/2004/ESAF) Num estudo do consumo de combustível
para uma determinada marca de automóvel, supõe-se que a distribuição do
consumo é aproximadamente normal com média desconhecida µ km/l e desvio
padrão 3 km/l. Uma amostra de 36 veículos produziu a média de consumo de
16 km/l. Deseja-setestar a hipótese H: µ = 15 contra a alternativa A: µ > 15.
Considerando os valores da função de distribuição normal padrão dados
abaixo, assinale a opção que dá o valor probabilístico (p-valor) do teste que
toma por base a estatística )15(2 −= Xz , sendo X a média amostral.
z F(z)
1,0 0,841
1,2 0,885
1,4 0,919
1,6 0,945
1,8 0,964
2,0 0,977
2,2 0,986
2,4 0,992
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53
A) 0,500
B) 0,977
C) 0,050
D) 0,023
E) 0,010
Resolução
Dados: σ = 3km/l, n = 36, 16=X km/l, µ0 = 15 (hipótese de trabalho).
Hipóteses do teste:
H0: µ = 15
H1: µ > 15
Estatística do teste: )15(2
6/3
15
36/3
15
/
0 −=
−
=
−
=
−
= X
XX
n
X
z
σ
µ
(fornecida pela banca!)
Logo,
2)1516(2 =−=z ⇒ F(z) = 0,977.
O p-valor é a probabilidade de que a média amostral seja maior ou
igual a 16, considerando que a média populacional seja igual a 15, ou
seja, P( X ≥ 16|µ = 15). Como a variável aleatória normal X foi reduzida,
tem-se que o p-valor pode ser calculado pela probabilidade P(z ≥≥≥≥ 2,0) =
1 – 0,977 = 0,023.
GABARITO: D
13. (Analista Área 2/BACEN/2010/CESGRANRIO) Com relação a um
teste simples de hipótese, assinale a afirmativa correta.
(A) Um teste bicaudal de nível de significância α rejeita ahipótese nula H0: µ =
µ0 precisamente quando µ0 está fora do intervalo de confiança de nível (1−α)
para µ.
(B) A hipótese nula a ser testada deve ser construída com muita atenção
porquanto é o objeto da inferência estatística, enquanto que a hipótese
alternativa só precisa ser contrária à hipótese nula.
(C) Se o grau de significa ̂ncia do teste é α, significa que (1− α) é a
probabilidade de se cometer erro do tipo I.
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54
(D) Na definic ̧ão de um teste, deve-se levar em conta que quanto menor o
grau de significa ̂ncia do teste (α), maior será o poder do teste (π), uma vez
que (α + π)=1.
(E) Erro do tipo II, embora definido para uma hipótese alternativa específica,
ocorrerá sempre com probabilidade igual ao poder do teste.
Resolução
Análise das alternativas:
A) Correta. Sem maiores comentários.
B) O objeto da inferência estatística é a estimação de parâmetro(s)
populacional(is), e não a construção da hipótese nula. Opção incorreta.
C) A probabilidade do erro tipo I é igual a α ⇒ incorreta.
D) O correto seria dizer que (β + π) = 1 ⇒ incorreta.
E) A probabilidade do erro tipo II é igual a β(µ). O poder do teste é π(µ) ⇒
incorreta.
GABARITO: A
(Fiscal de Rendas-MS/2006/FGV) O enunciado a seguir refere-se às
questões de números 14 e 15
Uma amostra aleatória simples de tamanho 25 foi selecionada para estimar a
média desconhecida de uma população normal. A média amostral encontrada
foi 4,2, e a variância amostral foi 1,44.
14. O intervalo de 95% de confiança para a média populacional é
A) 4,2 ± 0,75
B) 4,2 ± 0,64
C) 4,2 ± 0,71
D) 4,2 ± 0,49
E) 4,2 ± 0,81
Resolução
A expressão do intervalo de confiança para a média µ da população, ao nível
de confiança 1 - α, quando σ é conhecido, é
.2/
n
zX
σ
α±
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55
Quando desconhecemos o desvio padrão populacional σ, devemos estimar seu
valor por meio de
.
1
)(
1
2
−
−
=
∑
=
n
XX
S
n
i
i
Não é correto obter o intervalo de confiança para µ, ao nível de confiança 1 -
α, substituindo-se σ por S na expressão do intervalo de confiança. Observe que
o uso de S naquela expressão aumenta a incerteza da estimativa por intervalo,
diminuindo, deste modo, o valor do nível de confiança, que já não seria (1 -
α), mas sim (1 - α’) < (1 - α). Como podemos resolver este problema?
Vimos que as distribuições t de Student e normal padrão estão relacionadas
pela fórmula
.2/2/,1
S
ztn
σ
αα =−
Sendo assim, podemos reescrever
n
zX
σ
α 2/± como
n
S
tX
n
S
S
zX n 2/,12/ αα
σ
−±=± .
A equação acima nos mostra que o uso do desvio padrão amostral S na
expressão do intervalo de confiança da média populacional impõe o uso de
2/,1α−nt no lugar de 2/αz . Observe que 1)/( 2/2/,1 >− αα ztn (por exemplo,
96,10423,2 %5,2%5,2,30 =>= zt ). Desta maneira, 2/,1α−nt funciona como um fator de
correção para maior da amplitude do intervalo de confiança, quando usamos
S em vez de σ.
Cálculo do intervalo de confiança:
49,02,4
25
44,1
06,22,42/,1 ±≈×±=± −
n
S
tX n α
GABARITO: D
15. O intervalo de 95% de confiança para a variância populacional é
A) (0,72, 3,05)
B) (0,88, 2,79)
C) (0,64, 3,20)
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56
D) (0,55, 3,16)
E) (0,44, 3,44)
Resolução
Considere, na distribuição 2 1−nχ , os dois particulares valores
2
2/1,1 αχ −−n (qui-
quadrado inferior) e 2 2/,1αχ −n (qui-quadrado superior), conforme ilustrado pela
figura a seguir.
Sabemos que os valores 2 2/1,1 αχ −−n e
2
2/,1αχ −n são tais que
.1)( 2 2/,1
2
1
2
2/1,1 αχχχ αα −=≤≤ −−−− nnnP
Vimos que
2
1
2
2
1
−−
= n
n
S χ
σ
o que nos permite escrever as desigualdades entre parênteses como
2
2/,12
2
2
2/1,1
)1(
αα χσ
χ −−− ≤
−
≤ nn
Sn
.
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57
Vamos dividir todos os membros da expressão acima por 2)1( Sn − , e, após,
tomar os inversos. Invertendo as desigualdades, obtemos
2
2/1,1
2
2
2
2/,1
2 )1()1(
αα χ
σ
χ −−−
−
≤≤
−
nn
SnSn
,
que é o intervalo de confiança para σσσσ2, ao nível de 1 - α.
Cálculo do intervalo de confiança:
2
%5,97;24
2
2
%5,2;24
44,1)125(44,1)125(
χ
σ
χ
×−
≤≤
×−
⇒
4,12
56,34
4,39
56,34 2 ≤≤σ
79,288,0 2 ≤≤σ
NOTA: redobre a sua atenção quando for consultar as tabelas auxiliares
(normal padrão, qui-quadrado e t de Student) fornecidas pela banca, pois a(s)
notação(ões) pode(m) estar diferente(s) daquela(s) que você está
acostumado.
GABARITO: B
(Fiscal de Rendas-MS/2006/FGV) O enunciado a seguir refere-se às
questões de números 16, 17 e 18.
A tabela a seguir mostra os resultados obtidos em Matemática por três
turmas:
Aprovados Reprovados Total
Turma X 30 10 40
Turma Y 35 5 40
Turma Z 15 5 20
Total 80 20 100
Desejamos testar, usando o teste qui-quadrado:
H0: os seis resultados possíveis têm probabilidades iguais versus
H0: os seis resultados possíveis não têm probabilidades iguais.
16. O valor observado da estatística qui-quadrado é, aproximadamente:
A) 1,16
B) 2,34
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58
C) 3,44
D) 4,66
E) 5,58
Resolução
O uso da tabela de contingência para testar a independência entre duas
variáveis de classificação, em uma amostra proveniente de uma única
população de interesse, é somenteuma aplicação dos métodos da tabela de
contingência. Uma outra situação comum ocorre quando há r populações de
interesse e cada população (nesta questão r = 3 e temos as populações turma
X, turma Y e turma Z) é dividida nas mesmas c categorias (neste exercício c =
2 e temos as categorias “aprovado” ou “reprovado”). Uma amostra é então
tomada da i-ésima população e as contagens são colocadas nas colunas
apropriadas da da i-ésima linha. Nessa situação, queremos investigar se as
proporções, nas c categorias, são ou não as mesmas para todas as
populações. A hipótese nula nesse problema estabelece que as
populações são homogêneas com relação às categorias. O cálculo das
frequências esperadas, a determinação dos graus de liberdade e o
cálculo da estatística qui-quadrado para o teste da homogeneidade são
idênticos ao teste de independência [MON08].
As frequências esperadas devem ser calculadas pela fórmula:
,
n
ff
E
ji
ij ≈ em que i denota a linha e j representa a coluna da tabela de
contingência.
Então, obtemos
32
100
804011
11 =
×
==
n
ff
E , 8
100
2040
12 =
×
=E
32
100
8040
21 =
×
=E , 8
100
2040
22 =
×
=E
16
100
8020
31 =
×
=E , 4
100
2020
32 =
×
=E
Aprovados Reprovados Total
Turma X O11 =30
E11 = 32
O12 =10
E12 = 8
40
Turma Y O21 =35
E21 = 32
O22 =5
E22 = 8
40
Turma Z O31 =15 O32 =5 20
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59
E31 = 16 E32 = 4
Total 80 20 100
Note que, na condição de independência, as frequências esperadas mantêm
relações constantes entre todas as linhas e todas as colunas, inclusive os
totais. Assim, espera-se que as situações de aprovação/reprovação
estejam na relação 4:1 independentemente da turma. De fato, essa
relação é verificada entre as frequências esperadas:
Cálculo da estatística qui-quadrado:
ijO ijE ijij EO − ijijij EEO /)(
2−
30 32 -2 0,125
10 8 2 0,500
35 32 3 0,281
5 8 -3 1,125
15 16 -1 0,063
5 4 1 0,250
100,0 100,0 χχχχ2 = 2,344
O 2νχ calculado é 2,344 ≈ 2,34.
GABARITO: B
17. O número de graus de liberdade é:
A) 2
B) 3
C) 4
D) 6
E) 99
Resolução
O número de graus de liberdade ν de uma tabela de contingência é dado por
ν = (número de linhas - 1) x (número de colunas - 1) = 2 x 1 = 2
GABARITO: A
18. Nos níveis de 1%, 5% e 10%, a decisão sobre H0 é:
α = 1% α = 5% α = 10%
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60
(A) não rejeitar não rejeitar não rejeitar
(B) não rejeitar não rejeitar rejeitar
(C) não rejeitar rejeitar rejeitar
(D) rejeitar rejeitar não rejeitar
(E) rejeitar rejeitar rejeitar
Resolução
Temos os seguintes valores críticos:
21,92 %1;2 =χ , 99,5
2
%5;2 =χ e 61,4
2
%10;2 =χ
Como 34,222 =χ é menor que os valores críticos nos níveis de 1%, 5% e 10%,
não devemos rejeitar H0.
GABARITO: A
Até a próxima aula. Bom estudo!
Alexandre e Moraes Jr.
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61
APÊNDICE
TABELA I
NORMAL: área à direita de Zc
Parte
inteira e
primeira
decimal
de Zc
Segunda decimal de Zc
Parte
inteira e
primeira
decimal
de Zc
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
0,0 0,50000 0,49601 0,49202 0,48803 0,48405 0,48006 0,47608 0,47210 0,46812 0,46414 0,0
0,1 0,46017 0,45620 0,45224 0,44828 0,44433 0,44038 0,43644 0,43251 0,42858 0,42465 0,1
0,2 0,42074 0,41683 0,41294 0,40905 0,40517 0,40129 0,39743 0,39358 0,38974 0,38591 0,2
0,3 0,38209 0,37828 0,37448 0,37070 0,36693 0,36317 0,35942 0,35569 0,35197 0,34827 0,3
0,4 0,34458 0,34090 0,33724 0,33360 0,32997 0,32636 0,32276 0,31918 0,31561 0,31207 0,4
0,5 0,30854 0,30503 0,30153 0,29806 0,29460 0,29116 0,28774 0,28434 0,28096 0,27760 0,5
0,6 0,27425 0,27093 0,26763 0,26435 0,26109 0,25785 0,25463 0,25143 0,24825 0,24510 0,6
0,7 0,24196 0,23885 0,23576 0,23270 0,22965 0,22663 0,22363 0,22065 0,21770 0,21476 0,7
0,8 0,21186 0,20897 0,20611 0,20327 0,20045 0,19766 0,19489 0,19215 0,18943 0,18673 0,8
0,9 0,18406 0,18141 0,17879 0,17619 0,17361 0,17106 0,16853 0,16602 0,16354 0,16109 0,9
1,0 0,15866 0,15625 0,15386 0,15151 0,14917 0,14686 0,14457 0,14231 0,14007 0,13786 1,0
1,1 0,13567 0,13350 0,13136 0,12924 0,12714 0,12507 0,12302 0,12100 0,11900 0,11702 1,1
1,2 0,11507 0,11314 0,11123 0,10935 0,10749 0,10565 0,10383 0,10204 0,10027 0,09853 1,2
1,3 0,09680 0,09510 0,09342 0,09176 0,09012 0,08851 0,08691 0,08534 0,08379 0,08226 1,3
1,4 0,08076 0,07927 0,07780 0,07636 0,07493 0,07353 0,07215 0,07078 0,06944 0,06811 1,4
1,5 0,06681 0,06552 0,06426 0,06301 0,06178 0,06057 0,05938 0,05821 0,05705 0,05592 1,5
1,6 0,05480 0,05370 0,05262 0,05155 0,05050 0,04947 0,04846 0,04746 0,04648 0,04551 1,6
1,7 0,04457 0,04363 0,04272 0,04182 0,04093 0,04006 0,03920 0,03836 0,03754 0,03673 1,7
1,8 0,03593 0,03515 0,03438 0,03362 0,03288 0,03216 0,03144 0,03074 0,03005 0,02938 1,8
1,9 0,02872 0,02807 0,02743 0,02680 0,02619 0,02559 0,02500 0,02442 0,02385 0,02330 1,9
2,0 0,02275 0,02222 0,02169 0,02118 0,02068 0,02018 0,01970 0,01923 0,01876 0,01831 2,0
2,1 0,01786 0,01743 0,01700 0,01659 0,01618 0,01578 0,01539 0,01500 0,01463 0,01426 2,1
2,2 0,01390 0,01355 0,01321 0,01287 0,01255 0,01222 0,01191 0,01160 0,01130 0,01101 2,2
2,3 0,01072 0,01044 0,01017 0,00990 0,00964 0,00939 0,00914 0,00889 0,00866 0,00842 2,3
2,4 0,00820 0,00798 0,00776 0,00755 0,00734 0,00714 0,00695 0,00676 0,00657 0,00639 2,4
2,5 0,00621 0,00604 0,00587 0,00570 0,00554 0,00539 0,00523 0,00508 0,00494 0,00480 2,5
2,6 0,00466 0,00453 0,00440 0,00427 0,00415 0,00402 0,00391 0,00379 0,00368 0,00357 2,6
2,7 0,00347 0,00336 0,00326 0,00317 0,00307 0,00298 0,00289 0,00280 0,00272 0,00264 2,7
2,8 0,00256 0,00248 0,00240 0,00233 0,00226 0,00219 0,00212 0,00205 0,00199 0,00193 2,8
2,9 0,00187 0,00181 0,00175 0,00169 0,00164 0,00159 0,00154 0,00149 0,00144 0,00139 2,9
3,0 0,00135 0,00131 0,00126 0,00122 0,00118 0,00114 0,00111 0,00107 0,00104 0,00100 3,0
3,5 0,00023 0,00022 0,00022 0,00021 0,00020 0,00019 0,00019 0,00018 0,00017 0,00017 3,5
4,0 0,00003 0,00003 0,00003 0,00003 0,00003 0,00003 0,00002 0,00002 0,00002 0,00002 4,0
5,0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 5,0
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62
TABELA II
NORMAL: área de 0 a Zc
Parte
inteira e
primeira
decimal
de Zc
Segunda decimal de Zc
Parte
inteira e
primeira
decimal
de Zc 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
0,0 0,00000 0,00399 0,00798 0,01197 0,01595 0,01994 0,02392 0,02790 0,03188 0,03586 0,0
0,1 0,03983 0,04380 0,04776 0,05172 0,05567 0,05962 0,06356 0,06749 0,07142 0,07535 0,1
0,2 0,07926 0,08317 0,08706 0,09095 0,09483 0,09871 0,10257 0,10642 0,11026 0,11409 0,2
0,3 0,11791 0,12172 0,12552 0,12930 0,13307 0,13683 0,14058 0,14431 0,14803 0,15173 0,3
0,4 0,15542 0,15910 0,16276 0,16640 0,17003 0,17364 0,17724 0,18082 0,18439 0,18793 0,4
0,5 0,19146 0,19497 0,19847 0,20194 0,20540 0,20884 0,21226 0,21566 0,21904 0,22240 0,5
0,6 0,22575 0,22907 0,23237 0,23565 0,23891 0,24215 0,24537 0,24857 0,25175 0,25490 0,60,7 0,25804 0,26115 0,26424 0,26730 0,27035 0,27337 0,27637 0,27935 0,28230 0,28524 0,7
0,8 0,28814 0,29103 0,29389 0,29673 0,29955 0,30234 0,30511 0,30785 0,31057 0,31327 0,8
0,9 0,31594 0,31859 0,32121 0,32381 0,32639 0,32894 0,33147 0,33398 0,33646 0,33891 0,9
1,0 0,34134 0,34375 0,34614 0,34849 0,35083 0,35314 0,35543 0,35769 0,35993 0,36214 1,0
1,1 0,36433 0,36650 0,36864 0,37076 0,37286 0,37493 0,37698 0,37900 0,38100 0,38298 1,1
1,2 0,38493 0,38686 0,38877 0,39065 0,39251 0,39435 0,39617 0,39796 0,39973 0,40147 1,2
1,3 0,40320 0,40490 0,40658 0,40824 0,40988 0,41149 0,41309 0,41466 0,41621 0,41774 1,3
1,4 0,41924 0,42073 0,42220 0,42364 0,42507 0,42647 0,42785 0,42922 0,43056 0,43189 1,4
1,5 0,43319 0,43448 0,43574 0,43699 0,43822 0,43943 0,44062 0,44179 0,44295 0,44408 1,5
1,6 0,44520 0,44630 0,44738 0,44845 0,44950 0,45053 0,45154 0,45254 0,45352 0,45449 1,6
1,7 0,45543 0,45637 0,45728 0,45818 0,45907 0,45994 0,46080 0,46164 0,46246 0,46327 1,7
1,8 0,46407 0,46485 0,46562 0,46638 0,46712 0,46784 0,46856 0,46926 0,46995 0,47062 1,8
1,9 0,47128 0,47193 0,47257 0,47320 0,47381 0,47441 0,47500 0,47558 0,47615 0,47670 1,9
2,0 0,47725 0,47778 0,47831 0,47882 0,47932 0,47982 0,48030 0,48077 0,48124 0,48169 2,0
2,1 0,48214 0,48257 0,48300 0,48341 0,48382 0,48422 0,48461 0,48500 0,48537 0,48574 2,1
2,2 0,48610 0,48645 0,48679 0,48713 0,48745 0,48778 0,48809 0,48840 0,48870 0,48899 2,2
2,3 0,48928 0,48956 0,48983 0,49010 0,49036 0,49061 0,49086 0,49111 0,49134 0,49158 2,3
2,4 0,49180 0,49202 0,49224 0,49245 0,49266 0,49286 0,49305 0,49324 0,49343 0,49361 2,4
2,5 0,49379 0,49396 0,49413 0,49430 0,49446 0,49461 0,49477 0,49492 0,49506 0,49520 2,5
2,6 0,49534 0,49547 0,49560 0,49573 0,49585 0,49598 0,49609 0,49621 0,49632 0,49643 2,6
2,7 0,49653 0,49664 0,49674 0,49683 0,49693 0,49702 0,49711 0,49720 0,49728 0,49736 2,7
2,8 0,49744 0,49752 0,49760 0,49767 0,49774 0,49781 0,49788 0,49795 0,49801 0,49807 2,8
2,9 0,49813 0,49819 0,49825 0,49831 0,49836 0,49841 0,49846 0,49851 0,49856 0,49861 2,9
3,0 0,49865 0,49869 0,49874 0,49878 0,49882 0,49886 0,49889 0,49893 0,49896 0,49900 3,0
3,5 0,49977 0,49978 0,49978 0,49979 0,49980 0,49981 0,49981 0,49982 0,49983 0,49983 3,5
4,0 0,49997 0,49997 0,49997 0,49997 0,49997 0,49997 0,49998 0,49998 0,49998 0,49998 4,0
5,0 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 0,50000 5,0
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63
TABELA III
QUI-QUADRADO: VALORES Yc tais que P(Y>Yc)=p
GL 0,995 0,990 0,975 0,950 0,900 0,750 0,500 0,250 0,100 0,050 0,025 0,010 0,005 0,001
1 0,0000393 0,000157 0,000982 0,00393 0,0158 0,102 0,455 1,323 2,706 3,841 5,024 6,635 7,879 10,83
2 0,0100 0,0201 0,0506 0,103 0,211 0,575 1,386 2,773 4,605 5,991 7,378 9,210 10,60 13,82
3 0,0717 0,115 0,216 0,352 0,584 1,213 2,366 4,108 6,251 7,815 9,348 11,34 12,84 16,27
4 0,207 0,297 0,484 0,711 1,064 1,923 3,357 5,385 7,779 9,488 11,14 13,28 14,86 18,47
5 0,412 0,554 0,831 1,145 1,610 2,675 4,351 6,626 9,236 11,07 12,83 15,09 16,75 20,52
6 0,676 0,872 1,237 1,635 2,204 3,455 5,348 7,841 10,64 12,59 14,45 16,81 18,55 22,46
7 0,989 1,239 1,690 2,167 2,833 4,255 6,346 9,037 12,02 14,07 16,01 18,48 20,28 24,32
8 1,344 1,646 2,180 2,733 3,490 5,071 7,344 10,22 13,36 15,51 17,53 20,09 21,95 26,12
9 1,735 2,088 2,700 3,325 4,168 5,899 8,343 11,39 14,68 16,92 19,02 21,67 23,59 27,88
10 2,156 2,558 3,247 3,940 4,865 6,737 9,342 12,55 15,99 18,31 20,48 23,21 25,19 29,59
11 2,603 3,053 3,816 4,575 5,578 7,584 10,34 13,70 17,28 19,68 21,92 24,72 26,76 31,26
12 3,074 3,571 4,404 5,226 6,304 8,438 11,34 14,85 18,55 21,03 23,34 26,22 28,30 32,91
13 3,565 4,107 5,009 5,892 7,042 9,299 12,34 15,98 19,81 22,36 24,74 27,69 29,82 34,53
14 4,075 4,660 5,629 6,571 7,790 10,17 13,34 17,12 21,06 23,68 26,12 29,14 31,32 36,12
15 4,601 5,229 6,262 7,261 8,547 11,04 14,34 18,25 22,31 25,00 27,49 30,58 32,80 37,70
16 5,142 5,812 6,908 7,962 9,312 11,91 15,34 19,37 23,54 26,30 28,85 32,00 34,27 39,25
17 5,697 6,408 7,564 8,672 10,09 12,79 16,34 20,49 24,77 27,59 30,19 33,41 35,72 40,79
18 6,265 7,015 8,231 9,390 10,86 13,68 17,34 21,60 25,99 28,87 31,53 34,81 37,16 42,31
19 6,844 7,633 8,907 10,12 11,65 14,56 18,34 22,72 27,20 30,14 32,85 36,19 38,58 43,82
20 7,434 8,260 9,591 10,85 12,44 15,45 19,34 23,83 28,41 31,41 34,17 37,57 40,00 45,31
21 8,034 8,897 10,28 11,59 13,24 16,34 20,34 24,93 29,62 32,67 35,48 38,93 41,40 46,80
22 8,643 9,542 10,98 12,34 14,04 17,24 21,34 26,04 30,81 33,92 36,78 40,29 42,80 48,27
23 9,260 10,20 11,69 13,09 14,85 18,14 22,34 27,14 32,01 35,17 38,08 41,64 44,18 49,73
24 9,886 10,86 12,40 13,85 15,66 19,04 23,34 28,24 33,20 36,42 39,36 42,98 45,56 51,18
25 10,52 11,52 13,12 14,61 16,47 19,94 24,34 29,34 34,38 37,65 40,65 44,31 46,93 52,62
26 11,16 12,20 13,84 15,38 17,29 20,84 25,34 30,43 35,56 38,89 41,92 45,64 48,29 54,05
27 11,81 12,88 14,57 16,15 18,11 21,75 26,34 31,53 36,74 40,11 43,19 46,96 49,64 55,48
28 12,46 13,56 15,31 16,93 18,94 22,66 27,34 32,62 37,92 41,34 44,46 48,28 50,99 56,89
29 13,12 14,26 16,05 17,71 19,77 23,57 28,34 33,71 39,09 42,56 45,72 49,59 52,34 58,30
30 13,79 14,95 16,79 18,49 20,60 24,48 29,34 34,80 40,26 43,77 46,98 50,89 53,67 59,70
40 20,71 22,16 24,43 26,51 29,05 33,66 39,34 45,62 51,81 55,76 59,34 63,69 66,77 73,40
50 27,99 29,71 32,36 34,76 37,69 42,94 49,33 56,33 63,17 67,50 71,42 76,15 79,49 86,66
60 35,53 37,48 40,48 43,19 46,46 52,29 59,33 66,98 74,40 79,08 83,30 88,38 91,95 99,61
70 43,28 45,44 48,76 51,74 55,33 61,70 69,33 77,58 85,53 90,53 95,02 100,43 104,21 112,32
80 51,17 53,54 57,15 60,39 64,28 71,14 79,33 88,13 96,58 101,88 106,63 112,33 116,32 124,84
90 59,20 61,75 65,65 69,13 73,29 80,62 89,33 98,65 107,57 113,15 118,14 124,12 128,30 137,21
100 67,33 70,06 74,22 77,93 82,36 90,13 99,33 109,14 118,50 124,34 129,56 135,81 140,17 149,45
Exemplo: o valor da qui-quadrado com ν=16 graus de liberdade (GL) com área da cauda superior igual
a 0,100 (P(Y>yc) = 0,1) é 23,54, ou seja, 54,23
2
16 =χ .
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TABELA IV (t de Student): valores tc tais que P(-tc < t < tc) = 1-p
GL 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 0,001
1 1,000 1,376 1,963 3,078 6,314 12,706 31,821 63,657 127,321 318,309 636,619
2 0,816 1,061 1,386 1,886 2,920 4,303 6,965 9,925 14,089 22,327 31,599
3 0,765 0,978 1,250 1,638 2,353 3,182 4,541 5,841 7,453 10,215 12,924
4 0,741 0,941 1,190 1,533 2,132 2,776 3,747 4,604 5,598 7,173 8,610
5 0,727 0,920 1,156 1,476 2,015 2,571 3,365 4,032 4,773 5,893 6,869
6 0,718 0,906 1,134 1,440 1,943 2,447 3,143 3,707 4,317 5,208 5,959
7 0,711 0,896 1,119 1,415 1,895 2,365 2,998 3,499 4,029 4,785 5,408
8 0,706 0,889 1,108 1,397 1,860 2,306 2,896 3,355 3,833 4,501 5,041
9 0,703 0,883 1,100 1,383 1,833 2,262 2,821 3,250 3,690 4,297 4,781
10 0,700 0,879 1,093 1,372 1,812 2,228 2,764 3,169 3,581 4,144 4,587
11 0,697 0,876 1,088 1,363 1,796 2,201 2,718 3,106 3,497 4,025 4,437
12 0,695 0,873 1,083 1,356 1,782 2,179 2,681 3,055 3,428 3,930 4,318
13 0,694 0,870 1,079 1,350 1,771 2,160 2,650 3,012 3,372 3,852 4,221
14 0,692 0,868 1,076 1,345 1,761 2,145 2,624 2,977 3,326 3,787 4,140
15 0,691 0,866 1,074 1,341 1,753 2,131 2,602 2,947 3,286 3,733 4,073
16 0,690 0,865 1,071 1,337 1,746 2,120 2,583 2,921 3,252 3,686 4,015
17 0,689 0,863 1,069 1,333 1,740 2,110 2,567 2,898 3,222 3,646 3,965
18 0,688 0,862 1,067 1,330 1,734 2,101 2,552 2,878 3,197 3,610 3,922
19 0,688 0,861 1,0661,328 1,729 2,093 2,539 2,861 3,174 3,579 3,883
20 0,687 0,860 1,064 1,325 1,725 2,086 2,528 2,845 3,153 3,552 3,850
21 0,686 0,859 1,063 1,323 1,721 2,080 2,518 2,831 3,135 3,527 3,819
22 0,686 0,858 1,061 1,321 1,717 2,074 2,508 2,819 3,119 3,505 3,792
23 0,685 0,858 1,060 1,319 1,714 2,069 2,500 2,807 3,104 3,485 3,768
24 0,685 0,857 1,059 1,318 1,711 2,064 2,492 2,797 3,091 3,467 3,745
25 0,684 0,856 1,058 1,316 1,708 2,060 2,485 2,787 3,078 3,450 3,725
26 0,684 0,856 1,058 1,315 1,706 2,056 2,479 2,779 3,067 3,435 3,707
27 0,684 0,855 1,057 1,314 1,703 2,052 2,473 2,771 3,057 3,421 3,690
28 0,683 0,855 1,056 1,313 1,701 2,048 2,467 2,763 3,047 3,408 3,674
29 0,683 0,854 1,055 1,311 1,699 2,045 2,462 2,756 3,038 3,396 3,659
30 0,683 0,854 1,055 1,310 1,697 2,042 2,457 2,750 3,030 3,385 3,646
40 0,681 0,851 1,050 1,303 1,684 2,021 2,423 2,704 2,971 3,307 3,551
50 0,679 0,849 1,047 1,299 1,676 2,009 2,403 2,678 2,937 3,261 3,496
60 0,679 0,848 1,045 1,296 1,671 2,000 2,390 2,660 2,915 3,232 3,460
120 0,677 0,845 1,041 1,289 1,658 1,980 2,358 2,617 2,860 3,160 3,373
5000 0,675 0,842 1,037 1,282 1,645 1,960 2,327 2,577 2,808 3,092 3,292
Exemplo de uso da tabela t de Student: entrando-se na tabela com a probabilidade p = 0,1 e GL = 7,
lemos o valor t7 = 1,895. Logo, P(-1,895<t7<1,895) = 0,9 e P(t7>1,895) = P(t7<-1,895) = 0,1/2= 0,05.
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TABELA V
DISTRIBUIÇÃO F: valores fc tais que P(F>fc) = p
GL1
GL2 P(F>) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0,100 39,9 49,5 53,6 55,8 57,2 58,2 58,9 59,4 59,9 60,2
0,050 161 199 216 225 230 234 237 239 241 242
0,025 648 799 864 900 922 937 948 957 963 969
0,010 4052 4999 5403 5625 5764 5859 5928 5981 6022 6056
0,005 16211 19999 21615 22500 23056 23437 23715 23925 24091 24224
0,001 405284 499999 540379 562500 576405 585937 592873 598144 602284 605621
2 0,100 8,53 9,00 9,16 9,24 9,29 9,33 9,35 9,37 9,38 9,39
0,050 18,5 19,0 19,2 19,2 19,3 19,3 19,4 19,37 19,38 19,40
0,025 38,5 39,0 39,2 39,2 39,3 39,3 39,4 39,4 39,4 39,4
0,010 98,5 99,0 99,2 99,2 99,3 99,3 99,4 99,4 99,4 99,4
0,005 199 199 199 199 199 199 199 199 199 199
0,001 999 999 999 999 999 999 999 999 999 999
3 0,100 5,54 5,46 5,39 5,34 5,31 5,28 5,27 5,25 5,24 5,23
0,050 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,81 8,79
0,025 17,44 16,04 15,44 15,10 14,88 14,73 14,62 14,54 14,47 14,42
0,010 34,12 30,82 29,46 28,71 28,24 27,91 27,67 27,49 27,35 27,23
0,005 55,55 49,80 47,47 46,19 45,39 44,84 44,43 44,13 43,88 43,69
0,001 167,03 148,50 141,11 137,10 134,58 132,85 131,58 130,62 129,86 129,25
4 0,100 4,54 4,32 4,19 4,11 4,05 4,01 3,98 3,95 3,94 3,92
0,050 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96
0,025 12,22 10,65 9,98 9,60 9,36 9,20 9,07 8,98 8,90 8,84
0,010 21,20 18,00 16,69 15,98 15,52 15,21 14,98 14,80 14,66 14,55
0,005 31,33 26,28 24,26 23,15 22,46 21,97 21,62 21,35 21,14 20,97
0,001 74,14 61,25 56,18 53,44 51,71 50,53 49,66 49,00 48,47 48,05
5 0,100 4,06 3,78 3,62 3,52 3,45 3,40 3,37 3,34 3,32 3,30
0,050 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,77 4,74
0,025 10,01 8,43 7,76 7,39 7,15 6,98 6,85 6,76 6,68 6,62
0,010 16,26 13,27 12,06 11,39 10,97 10,67 10,46 10,29 10,16 10,05
0,005 22,78 18,31 16,53 15,56 14,94 14,51 14,20 13,96 13,77 13,62
0,001 47,18 37,12 33,20 31,09 29,75 28,83 28,16 27,65 27,24 26,92
6 0,100 3,78 3,46 3,29 3,18 3,11 3,05 3,01 2,98 2,96 2,94
0,050 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06
0,025 8,81 7,26 6,60 6,23 5,99 5,82 5,70 5,60 5,52 5,46
0,010 13,75 10,92 9,78 9,15 8,75 8,47 8,26 8,10 7,98 7,87
0,005 18,63 14,54 12,92 12,03 11,46 11,07 10,79 10,57 10,39 10,25
0,001 35,51 27,00 23,70 21,92 20,80 20,03 19,46 19,03 18,69 18,41
7 0,100 3,59 3,26 3,07 2,96 2,88 2,83 2,78 2,75 2,72 2,70
0,050 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,64
0,025 8,07 6,54 5,89 5,52 5,29 5,12 4,99 4,90 4,82 4,76
0,010 12,25 9,55 8,45 7,85 7,46 7,19 6,99 6,84 6,72 6,62
0,005 16,24 12,40 10,88 10,05 9,52 9,16 8,89 8,68 8,51 8,38
0,001 29,25 21,69 18,77 17,20 16,21 15,52 15,02 14,63 14,33 14,08
Exemplo: entrando-se na tabela com a probabilidade p = 5% =0,050, e GL1 = GL2 = 5, lemos o
valor fc = 5,05. Logo, P(F>5,05) = 5% = 0,050.