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Universidade Estadual do Maranhão
ESTATÍSTICA APLICADA
MEDICINA VETERINÁRIA
UEMA
Elaborada por :
Raimundo Merval Morais Gonçalves
Licenciado em Matemática / UFMA
Especialista em Ensino de Ciências / UEMA
e–mail : mervalmorais@ig.com.br
SÃO LUÍS MA
AGOSTO 2014
2
INDICE
p.
1. A Natureza da Estatística ..................................................................................
03
2. Séries Estatísticas .............................................................................................
13
3. Gráficos Estatísticos ..........................................................................................
16
4. Distribuição de Frequência ................................................................................
21
5. Medidas de Posição ...........................................................................................
25
6. Medidas de Dispersão .......................................................................................
34
7. Medidas de Assimetria .......................................................................................
38
8. Medidas de Curtose ............................................................................................
40
9. Noções de Probabilidades ..................................................................................
42
10. Distribuições de Probabilidade ...........................................................................
50
11. Noções de Inferência ..........................................................................................
. Intervalos de confiança
. Teste de hipótese
. Distribuição t de Student
. Distribuição Quiquadrado
56
12. Anexos - Tabelas 67
3
ESTATÍSTICA
1. INTRODUÇÃO
A origem da Estatística é desconhecida, mas surgiu na Antiguidade e se desenvolveu
em paralelo com a civilização humana. Temos relatos de que os egípcios, há 3000
anos antes de Cristo já a utilizavam como provam dados estatísticos de seus povos
gravados nas pirâmides. Além destes os chineses realizaram em censo demográfico
no ano 2275 a.C e os romanos no ano 556 a.C, que consistia em dados relativos a
nascimentos, óbitos, habitantes e quantitativo do soldados. O objetivo principal do
censo era militar.
No primeiro milênio da era cristã houve diversos censos demográficos, em Israel e em
alguns países do Ocidente. No entanto, somente a partir do século XVI, é que a Esta-
tística teve um maior desenvolvimento, surgiram as primeiras tábuas e registros orga-
nizados de fatos sociais( batizados, casamentos, nascimentos, etc. ) e a partir daí
passando a ser estudada por matemáticos e filósofos e incluída no currículo das gran-
des Universidades.
1.1 A ESTATÍSTICA NAS EMPRESAS
No mundo atual, a empresa é uma das vigasmestras da Economia dos povos.
A direção de uma empresa, de qualquer tipo, incluindo as estatais e governamentais,
exige de seu administrador a importante tarefa de tomar decisões, e o conhecimento e
uso da Estatística facilitarão seu trabalho de organizar, dirigir e controlar a empresa.
Por meio da sondagem, de coletas de dados e de recenseamento de opiniões, pode-
mos conhecer a realidade geográfica e social, os recursos naturais, humanos e finan-
ceiros disponíveis, as expectativas da comunidade sobre a empresa, e estabelecer
suas metas, seus objetivos com maior possibilidade de serem alcançados a curto, mé-
dio ou longo prazos.
A Estatística ajudará em tal trabalho, como também na seleção e organização da es-
tratégica a ser adotada no empreendimento e, ainda, na escolha das técnicas de veri-
ficação e avaliação da quantidade e da qualidade do produto e mesmo dos possíveis
lucros e/ou perdas.
Tudo isso que se pensou, que se planejou, precisa ficar registrado, documentado para
evitar esquecimentos, a fim de garantir o bom uso do tempo, da energia e do material
e, ainda, para um controle eficiente do trabalho.
O esquema do planejamento é o plano, que pode ser resumido, com auxílio da Esta-
tística, em tabelas e gráficos, que facilitarão a compreensão visual dos cálculos mate-
mático-estatístico que lhes deram origem.
O homem de hoje, em suas múltiplas atividades, lança mão de processos e técnicas
estatísticas, e só estudando-os evitaremos o erro das generalizações apressadas a
respeito de tabelas e gráficos
apresentados em jornais, revistas e televisão, frequentemente cometido quando se
conhece apenas “por cima” um pouco de Estatística.
1.2 CAMPOS DE APLICAÇÃO
A Estatística encontra-se em quase todos os campos da atividade humana.
O Estado e a Sociologia têm necessidade de conhecer as populações por seus efeti-
vos, por sexo, idade, estado civil, profissão, nacionalidade, etc.
4
Os serviços de meteorologia tão importantes para a navegação aérea e marítima, são
essencialmente estatísticos, com seus estudos de temperaturas, pressões, quedas de
chuvas, umidades, ventos, etc.
Na agricultura, a estatística serve como orientador seguro fornecendo informações
sobre colheitas, rendimento das terras, valores da produção e outros.
Na indústria e no comércio podem-se comparar produções e volumes de vendas em
relação ao total por região, estudar a situação dos mercados e suas tendências.
Grandes serviços a Estatística presta à Biologia desde o “homem médio” de Quetelet
passando pela teoria da hereditariedade de Mendel, até as infinitas aplicações de hoje.
A Geografia conclui através de estudos estatísticos as densidades demográficas, cor-
rentes migratórias, clima, etc.
Na Informática também encontramos importantes aplicações, entre elas: avaliação de
desempenho de redes de computadores, etc..
Na Inteligência Artificial, usam aplicações em redes neurais, artificiais e mineração de
dados.
E ainda na História e Literatura, onde trabalhos estatísticos estudam a extensão dos
períodos, coincidências, pontuações e estilos e, muitos outros.
1.3 O ESTATÍSTICO
O Estatístico promove levantamento de pesquisas estatísticas em suas aplicações
técnicas e científicas, investigando, elaborando e testando métodos matemáticos e
sistemas em amostragem, bem como coletando, analisando e interpretando os dados
relacionados com os fenômenos estatísticos, e ainda estuda e renova a metodologia
estatística a fim de estabelecer a sua evolução e desenvolvimento.
1.4 BIOESTATÍSTICA
A bioestatística é um ramo mais amplo da área estatística. Estatística que
trata de organização e resumo de dados, e inferência de características a respeito de
um grupo de pessoas ou coisas quando somente uma parte dessas características
está disponível para estudo. A Bioestatística é, então, o ramo da estatística que trata
principalmente de ciências biológicas e disciplinas médicas e relacionadas à saúde .
Portanto, a bioestatística é o estudo da estatística com ênfase em sua aplicação às
ciências da saúde.
5
2. ESTATÍSTICA : CONCEITO E DIVISÃO
A necessidade de tratar e interpretar dados culminou com a origem da estatística.
2.1 CONCEITO
A Estatística é a ciência dos dado. Ela envolve a coleta, classificação, síntese, organi-
zação, a análise inferência e a interpretação de dados qualitativos ou numéricos a res-
peito de fenômenos coletivos ou de massa.
As aplicações das técnicas da Estatística são bem antigas, conforme podemos obser-
var fornecendo alguns exemplos:
censos foram realizados por volta de 3000 a.C na Babilônia, China e Egito ;
os hebreus fizeram um levantamento dos homens de Israel aptos a guerrear por
ordem de Moisés, segundo o livro de Números( Antigo Testamento ) ;
os romanos realizaram também censo por ordem do imperador César Augusto ;
em 1805, Guilherme, o Conquistador, ordenou realização de censo em toda a Ingla-
terra para levantar informações sobre terras, proprietários, animais, empregados, etc.
A palavra estatística teria sido utilizada, possivelmente, por Gottfried Achenval, aca-
dêmico alemão, por volta do século XVIII.
A estatística teve acelerado desenvolvimento a partir do século XVII, com os estudos de
Bernoulli, Fermat, Pascal, Laplace, Gauss, Galton, Pearson, Fischer, Poisson e outros que
estabeleceram suas características atuais.
A Estatística é considerada por alguns autores com Ciência no sentido do estudo de uma
população. É considerada como método quando utilizada como instrumento por outra Ciên-
cia.
A Estatística mantém com a Matemática uma relação de dependência , solicitando−lhe auxí-
lio, sem o qual não poderia desenvolver−se.
Com as outras Ciências mantém a relação de complemento, quando utilizada como instru-
mento de pesquisa.
2.2 DIVISÃO DA ESTATÍSTICA
ESTATÍSTICA DESCRITIVA É a parte da Estatística que tem como função : coletar, orga-
nizar, classificar e apresentar os dados referentes a observa-
ção de um fenômeno através de gráficos, tabelas, além de es-
timar parâmetros desses dados.
ESTATÍSTICA INDUTIVA é a parte da Estatística que tem como função analisar e
interpretar os dados, apresentados pela Estatística Des-
critiva, ou ainda generalizar conclusões sobre o todo, par-
tindo da observação de partes desse todo
A indução é um processo de raciocínio em que se partindo do conhecimento de uma
parte procurase tirar conclusões sobre a realidade do todo, ou seja, busca obter re-
sultados sobre populações a partir de amostras, dizendo qual é a precisão desses
resultados e com que probabilidade se pode confiar nas conclusões obtidas.
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EXEMPLO 1 : Afirmar que 25% dos eleitores do país têm a intenção de votar em certo
candidato, tomando por base uma amostra de 2500 eleitores, é a realiza-
ção da inferência estatística.
EXEMPLO 2 : Concluir baseado em uma amostra de 120 universitários, que a renda
média de todos os 5320 estudantes da universidade está compreendida
entre R$ 1800,00 e R$ 2400,00 , com certo grau de certeza, é papel da
estatística inferencial.
O estudo dos dados da área da saúde utilizando a ciência estatística é, por muitos
chamado de Bioestatística.
2.3 CONCEITOS BÁSICOS
POPULAÇÃO É o conjunto de todos os elementos que possuem pelo menos uma
característica em comum, que possa ser contada, medida, pesada ou
ordenada de algum modo e que sirva de base para as propriedades
que se deseja investigar ;
AMOSTRA Subconjunto de uma população em estudo ;
AMOSTRA REPRESENTATIVA Aquela que representa as mesmas características
gerais da população da qual foi extraída ;
AMOSTRA PROBABILISTICA Aquela em que cada elemento da população tem pro-
babilidade de ser escolhido para a mesma( amostra ) ;
PARÂMETRO Uma característica numérica estabelecida para toda população ;
ESTATÍSTICA OU ESTIMADOR Uma característica numérica estabelecida para uma
amostra ;
CENSO Tipo de levantamento em que em que são investigados todos os elementos
da população ;
AMOSTRAGEM Conjunto de técnicas utilizadas para extração de amostras de uma
população ;
VARIÁVEIS São características, propriedades ou atributos que podem ser observa-
dos ou ( medidos ) em cada elemento de uma população ou de uma
amostra e deverá produzir um e apenas um resultado. Uma variável
pode ser quantitativa ou qualitativa.
VARIÁVEL QUANTITATIVA Aquela cujo resultado da observação gera uma quantida-
de, um número. Exemplo : a idade de uma pessoa ;
VARIÁVEL QUALITATIVA Aquela cujo resultado da observação gera um atributo, uma
qualidade. Exemplo : cor dos olhos de uma pessoa ;
DADOS ABSOLUTOS São valores obtidos através de uma medida ou contagem sem
qualquer manipulação.
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DADOS RELATIVOS São valores obtidos através da transformação de dados absolu-
tos, geralmente através de razões ( divisões ). São dados rela-
tivos os coeficientes, as taxas e os índices.
ROL Conjunto de dados sob alguma ordenação( crescente ou decrescente ).
2.4 VARIÁVEIS
Variável é o conjunto de resultados possíveis de um fenômeno.
EXEMPLO : Para a população de professores de uma escola, podese definir varias
variáveis, tais como :
a) Tempo de serviço na profissão b) Idade c) Estado Civil
d) Religião e) Sexo f) Número de filhos
g) Cor dos olhos h) Nível de escolaridade
i) Classe Social j) Renda
Uma variável pode ser classificada em : Qualitativa( que pode ser nominal ou ordinal )
ou Quantitativa( que pode ser discreta ou contínua )
VARIÁVEL QUALITATIVA NOMINAL é uma qualidade sem expressar nenhuma ordem
hierárquica de classificação.
EXEMPLOS : cor dos olhos, estado civil, religião e sexo
VARIÁVEL QUALITATIVA ORDIINAL quando a qualidade observada possui uma or-
denação natural
EXEMPLOS : classe social, nível de escolaridade
VARIÁVEL QUANTIITATIVA DISCRETA quando a variável assume determinados valo-
res no intervalo de observação, ou então, quando
os valores são obtidos a partir de uma contagem.
EXEMPLOS : número de filhos
8
VARIÁVEL QUANTITATIVA CONTÍNUA quando a variável assume qualquer valor no
intervalo de observação. Nesse caos os valo-
res assumidos são obtidos a partir de uma
mensuração.
EXEMPLOS : tempo de serviço, idade, renda
2.5 INDICADORES
Em qualquer planejamento ou tomada de decisão é indispensável que exista um sis-
tema de informação, alimentado com dados absolutos que posteriormente devem ser
transformados em dados relativos. Dados absolutos ou relativos são geralmente cha-
mados de indicadores .
Os indicadores são classificados da seguinte forma :
DADOS ABSOLUTOS São valores obtidos através de uma medida ou contagem,
sem qualquer manipulação.
EXEMPLO : No canil da UEMA existem 102 animais confinados, dos quais 50 são ma-
chos e 52 são fêmeas.
DADOS ABSOLUTOS São valores obtidos através da transformação de dados abso-
lutos, geralmente através de razões( divisões ).
. COEFICIENTES razões entre valores de variáveis da mesma espécie .
EXEMPLO : No caso do exemplo anterior, os coeficientes são :
. machos =
52
0,51
102
. fêmea =
50
0,49
102
. TAXAS são coeficientes multiplicados por uma potência de 10, em geral 100 ou
1000 .
EXEMPLO : taxa dos machos = 0,51 x 100 = 51% e taxa das fêmeas = 0,49 x 100 = 49%
. ÍNDICES razões entre valores de variáveis de espécies diferentes.
EXEMPLO 1: Índice de renda per capita
. IRPC =
Renda(R$)
População(hab)
=
15.200.000,00
13000
= R$ 1169,20 por pessoa
9
EXEMPLO 2 : Índice de densidade demográfica
IDD =
Habitantes
Área
=
1254871
1358
= 924 hab/ km
2
EXEMPLO 3 : Índice de aluno por professor
IAP =
Alunos
Professor
=
12354
294
= 42 alunos/ professor
2.6 TAMANHO DA AMOSTRADo ponto de vista estatístico, as amostras devem ser grandes para dar
maior confiança possível às conclusões obtidas. Entretanto as amostras não devem
ser muito grandes, porque isso seria perda de recursos, mas também não devem mui-
to pequenas, porque o resultado do trabalho seria de pouca utilidade. Então, para a
escolha da amostra leve em consideração o que é usual na área, consultando a litera-
tura e verifique o que seu orçamento permite fazer. Existem várias fórmulas que nos
permitem determinar o tamanho da amostra, mas vamos apresentar apenas uma que
nos dará a ideia do problema, então temos :
2
2
z .p(100 p)
n
d
, onde : z nível de confiança
p percentual
d margem de erro
n tamanho da amostra
3. AMOSTRAGEM
Chama-se Amostra, a um subconjunto finito de uma população.
Geralmente a Estatística trabalha com a amostra e não com a População, isto
porque na maioria das vezes, por impossibilidade ou inviabilidade econômica ou temporal.
Para que o estudo estatístico utilizando-se da Amostra tenha confiabilidade,
esta amostra deve ser representativa da população, isto é , a amostra dever possuir as
mesmas características básicas da população, no que diz respeito ao fenômeno que dese-
jamos pesquisar.
Para recolher amostra, temos uma técnica designada por Amostragem, que
garante, tanto quanto possível, o acaso na escolha .
Assim cada elemento da população passa a ter a mesma chance de ser escolhi-
do, o que garante à amostra o caráter de representatividade.
Veremos agora, alguns tipos de Amostragem.
3.1 – AMOSTRAGEM CASUAL OU ALEATÓRIA SIMPLES
Este tipo de amostragem é equivalente a um sorteio lotérico.
EXERCÍCIO BÁSICO : Obter uma amostra representativa para a pesquisa da estatura de 90
alunos de uma escola.
10
Se o número de elementos da amostra for grande, este tipo de sorteio é muito
trabalho. Para facilitá-lo foi elaborada uma tabela chamada Tabela dos Números Aleató-
rios.
3.2 – AMOSTRAGEM PROPORCIONAL ESTRATIFICADA
Muitas vezes a população divide-se em subpopulações ou estratos.
Como, geralmente, os elementos da amostra apresente, de estrato para estrato,
um comportamento heterogêneo e, dentro de cada estrato, um comportamento homogêneo,
convém que o sorteio dos elementos leve em consideração tais estratos, logo a amostra es-
colhida deve ser proporcional a cada estrato.
EXERCÍCIO BÁSICO : Supondo que dos 240 alunos da 1ª série do CEM Cidade Operária I I ,
135 sejam do sexo masculino e 105 do sexo feminino, escolha uma
amostra de 10 % para pesquisar as notas obtidas em uma avaliação
de português, de um determinado mês.
SOLUÇÃO :
4. FASES DO MÉTODO ESTATÍSTICO
No método estatístico podemos distinguir as seguintes fases :
I – DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
Nesta fase o pesquisador ou o analista deve definir ou formulação correta do que
vai fazer o pesquisador.
II - PLANEJAMENTO
A fase do planejamento, consiste em se determinar o procedimento de como
resolver o problema e de como levantar as informações sobre o assunto em estudo.
No planejamento a preocupação maior reside na escolha das perguntas, bem
como sua correta formulação, qualquer que seja a modalidade de coleta de dados.
Também nesta fase será escolhido o tipo de levantamento a ser utilizado :
a) Levantamento censitário ;
b) Levantamento por amostragem
Outros elementos importantes que também devem ser tratados são : cronograma
das atividades, custos, etc.
III – COLETA DE DADOS
A coleta de dados se refere à obtenção, reunião e o registro sistemático dos da-
dos do problema que estão sendo pesquisados.
A coleta de dados pode ser : Direta ou Indireta.
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a) Direta quando é feita sobre elementos informativos de registro obrigatório. Por exemplo
: registro de nascimento, de casamento, de óbitos, etc. ;
Há três tipos de coleta direta, que são : contínua, periódica e ocasional.
b) Indireta quando é feita através de elementos conseguidos pela coleta direta, ou através
do conhecimento de fenômenos que, de algum modo, estejam relacionados
com o fenômeno em questão, é portanto feita através de deduções e conjec-
turas.
IV – CRÍTICA DE DADOS
Feito o levantamento dos dados , eles devem ser "analisados", à procura de pos-
síveis falhas, imperfeições e erros, a fim de não incorrermos em erros grosseiros, que pos-
sam influir sensivelmente no resultados.
A crítica é Externa quando visa as causa dos erros por parte do informante, por
distração ou má fé ; é Interna quando visa observar os elementos originais dos dados da
coleta.
V – APURAÇÃO DOS DADOS
A apuração dos dados é a soma e o processamento dos dados obtidos e a dis-
posição mediante critérios de classificação. Pode ser Manual, Eletromecânica ou Eletrôni-
ca.
VI – EXPOSIÇÃO OU APRESENTAÇÃO DOS DADOS
Por mais diversa que seja a finalidade que se tenha em vista, os dados devem
ser apresentados sob forma adequada( tabelas ou / e gráficos ), tornando ,mais fácil o
exame daquilo que está sendo objeto de tratamento estatístico.
VII – ANÁLISE DOS RESULTADOS
O objetivo da Estatística é tirar conclusões sobre o todo, a partir de informações
fornecidas por parte representativa do todo. Assim, realizadas as fases anteriores fazemos a
Análise dos resultados obtidos, através dos métodos da Estatística Indutiva ou Inferencial.
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LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Os prontuários de um hospital veterinário estão organizados em um arquivo, por or-
dem alfabética. Qual é a maneira mais rápida de amostrar
1
3
do total de prontuários ?
2. Um pesquisador tem 10 gaiolas, cada uma com seis ratos. Como o pesquisador
pode selecionar 10 ratos para realizar um experimento ?
3. Um fiscal precisa verificar se as farmácias da cidade estão cumprindo um novo re-
gulamento. A cidade tem 40 farmácias, mas como a fiscalização demanda muito tem-
po, o fiscal resolveu optar por visitar uma amostra de 10 farmácias. O cumprimento do
regulamento é, evidentemente, desconhecido do fiscal está representado na tabela a
seguir. Com base na tabela a seguir :
a) Escolha uma amostra para o fiscal ;
b) Estime, com base na amostra, a proporção de farmácias que estão cumprindo o
regulamento ;
c) Com base nos dados da população, estime o parâmetro ;
d) Você obteve uma boa estimativa ?
Cumprimento do regulamento
1 Sim 11 Não 21 Sim 31 Sim
2 Sim 12 Sim 22 Sim 32 Sim
3 Não 13 Não 23 Não 33 Não
4 Sim 14 Não 24 Sim 34 Sim
5 Sim 15 Sim 25 Não 35 Sim
6 Não 16 Não 26 Não 36 Não
7 Sim 17 Sim 27 Não 37 Não
8 Não 18 Não 28 Sim 38 Não
9 Não 19 Não 29 Não 39 Sim
10 Sim 20 Sim 30 Não 40 Sim
4. Você possui uma lista com 10 nomes em ordem alfabética. Descreva uma forma
para obter uma amostra sistemática de cinco nomes.
5. Um veterinário que estudar um determinado de distúrbio que ocorre em uma deter-
minada raça de cães. Calcule o tamanho da amostra, considerando que o veterinário
quer um nível de confiança de 95%( z = 1,96 ), uma margem de erro de 12% e que na
população, a percentagem de animais com esse tipo de distúrbio é de 35%.
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SÉRIES ESTATÍSTICAS
1. TABELAS
Um dos objetivos daEstatística é sintetizar os valores que uma ou mais variá-
veis podem assumir, para que tenhamos uma visão geral da variação dessa ou dessas vari-
áveis, e é através de Tabelas e Gráficos, que nos serão fornecidas informações a respeito
das variáveis em estudo.
Tabela é um quadro que resume um conjunto de observações.
2. ELEMENTOS DE UMA TABELA
Uma tabela compõe-se de :
a) Corpo – conjunto de linhas e colunas que contém informações sobre a variável em estudo
.
b) Cabeçalho – parte superior da tabela que específica o conteúdo das colunas .
c) Coluna Indicadora – parte da tabela que específica o conteúdo das linhas .
d) Linhas – são as retas imaginárias que facilitam a leitura, no sentido horizontal, de dados
que se inscrevem nos seus cruzamentos .
e) Casas ou Células – espaço destinado a um só número .
f) Título – conjunto de informações, as mais completas possíveis, respondendo às perguntas :
O quê ? , Quando ? , Onde ? , e localizado no topo da tabela .
Ainda temos os elementos complementares da tabela, que são : a fonte, as no-
tas e as chamadas, que se colocam, de preferência, no seu rodapé .
EXEMPLO :
Preferência por refrigerantes
de 60 alunos – São Luís / Ma
Marcas Quant. de alunos
Antártica 22
Coca-cola 15
Seven-up 4
Kuat 6
Pepsi-cola 9
Schincariol 4
Total 60
Fonte : Fictícia
3. SÉRIES ESTATÍSTICAS
DEFINIÇÃO : É toda tabela que apresenta a distribuição de um conjunto de dados estatísti-
cos.
Nas séries estatísticas existem 3 elementos que influem nas mesmas : Tempo ,
Espaço ou Localidade e Espécie ou Categoria .
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4. CLASSIFICAÇÃO
As séries estatísticas se classificam conforme a variação de um dos 3 elemen-
tos acima citados.
4.1 – SÉRIES HISTÓRICAS, CRONOLÓGICAS OU TEMPORAIS
São séries estatísticas em que o elemento variável é o tempo.
EXEMPLO :
Números de cães atendidos no Hospital
Veterinário da Uema – 2006 / 2012
2006 480
2007 502
2008 510
2009 550
2010 524
2011 572
2012 611
Total 3749
Fonte : Fictícia
4.2 – SÉRIES GEOGRÁFICAS, ESPACIAIS, TERRITORIAIS OU DE LOCALIZAÇÃO
São séries estatísticas em que o elemento variável é o espaço geográfico.
EXEMPLO :
Número de cães infectados com calazar na
Ilha de São Luís – 2011
São Luís 875
Paço de Lumiar 480
Raposa 502
São José de Ribamar 510
Total 2367
Fonte : Fictícia
4.3 – SÉRIES ESPECÍFICAS OU CATEGÓRICAS
São séries estatísticas que tem como elemento variável as categorias ou especi-
ficações.
EXEMPLO:
Número de animais atendidos no Hospital
Veterinário da Uema – Outubro/2012
Cães 125
Gatos 93
Bovinos 37
Equinos 25
Total 280
Fonte : Fictícia
15
4.4 DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS SERIAÇÃO
As distribuições de frequências ou distribuição por frequências são séries em
que todos os elementos( época, local e fenômeno ) são fixos. Embora o fenômeno, esteja
fixo, ele agora apresenta gradações( divisões ). Nas distribuições de frequências, os dados
são dispostos ordenadamente em linhas e colunas, de modo a permitir sua leitura nos senti-
dos horizontal e vertical.
EXEMPLOS :
Tipo de veículo popular
Tipos Quantidade
Hatch 22
Minivan 15
Sedan 4
Utilitário 6
Total 50
Fonte : Fictícia
Peso ao nascer de
Nascidos vivos( kg )
1,5 2,0 3
2,0 2,5 16
2,5 3,0 31
3,0 3,5 34
3,5 4,0 11
4,0 4,5 4
4,5 5,0 1
Total 100
Fonte : Sônia Vieira
5. SÉRIES CONJUGADAS – TABELA DE DUPLA ENTRADA
Às vezes é preciso em uma só tabela apresentar a variação de mais de uma va-
riável, isto é, temos que fazer a conjugação de duas ou mais séries.
Quando juntamos duas séries em uma única tabela, obtemos uma Tabela de Du-
pla Entrada. Neste tipo de tabela temos, duas classificações : uma horizontal e uma vertical.
EXEMPLO 1 :
Frequência de camundongos com e sem diabetes
Camundongos
Castrados
Camundongos
do grupo de controle
Total
Com diabetes 26 12 38
Sem diabetes 24 38 62
Total 50 50 100
Fonte : Aviva e Watson
A conjugação, no exemplo acima foi de uma série categórica e uma série categó-
rica, que dá origem à série categórica – categórica.
EXEMPLO 2 :
Número de animais atendidos pelos alunos do Curso
de Veterinária em Paço de Lumiar e Raposa 2010
Animais Cidades
Paço de Lumiar Raposa
cães 112 89
gatos 95 101
bovinos 76 63
equinos 54 45
Total 337 298
Fonte : Fictícia
A conjugação, no exemplo acima foi de uma série categórica e uma série geo-
gráfica, que dá origem à série categórica – geográfica.
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GRÁFICOS ESTATÍSTICOS
1. INTRODUÇÃO
Atualmente, quando lemos um jornal, uma revista ou assistimos a um noti-
ciário de televisão, é muito comum encontrarmos informações sobre diversas situa-
ções representadas por meio de gráficos.
Os gráficos assumem papel fundamental na apresentação de uma série
estatística, é de suma importância visto que, praticamente, todo e qualquer relatório
analítico vem acompanhado de gráficos ilustrativos. Eles facilitam a interpretação rápi-
da do fenômeno que hora se analisa. Mas, para que estas afirmações se tornem váli-
das, é necessário que certas normas sejam seguidas para a elaboração correta e pre-
cisa delas. Ser assim não se fizer, poder-se-á ter uma visão distorcida, ou mesmo er-
rônea do fenômeno estudado. Basicamente, devemos levar em conta três característi-
cas para a construção de um gráfico ; simplicidade, clareza e veracidade. Após a cole-
ta dos dados em uma pesquisa e uma vez construída a distribuição de frequência,
podemos melhor visualizar os dados desta tabela, construindo-se gráficos.
A ideia de transformar dados numéricos em figuras, ou seja, construir grá-
ficos, é um recurso fundamental de estatística. Torna mais rápida a leitura das trans-
formações e facilita sua compreensão.
E quem será que teve uma ideia tão boa ?
No decorrer da História, mais de uma pessoa pensou em retratar números.
Uma delas foi o filósofo e matemático francês René Descartes( 1596 / 1650 ). Ele in-
ventou os gráficos cartesianos( dá para imaginar de onde vem à palavra cartesiano,
não é ? ). Nesses gráficos, pares de números se transformam em pontos.
Os gráficos de segmentos que a estatística usa são baseados na invenção
de Descartes.
Os principais tipos de gráficos são : Diagramas, Cartogramas, Pictogra-
mas.
2. DIAGRAMAS
Os diagramas são gráficos geométricos dispostos em duas dimensões.
Para sua construção fazemos uso do plano cartesiano.
Os principais diagramas são :
2.1 – GRÁFICO EM LINHA OU EM CURVA
Quando queremos representar a variação de um fenômeno no decorrer do
tempo, utilizamos o gráfico de segmentos, também chamado gráfico de linhas .
Este tipo de gráfico se utiliza da linha poligonal para representar a série
estatística.
EXEMPLO :
17
Ingestão de gordura saturada
gordura( g ) pessoas
16 2
24 4
40 9
45 3
51 1
60 1
Total 20
Fonte : Blair e Taylor
2.2 – GRÁFICO DE SETORES
Para os gráficos da estatística, mais importante que a contribuição de
Descartes foi a do escocês William Playfair, quetrabalhava com estatísticas comerci-
ais. Em 1786 ele começou a inventar maneiras de representar dados numéricos por
meio de figuras. Uma de suas criações foram os gráficos de barras ou colunas. Depois
em 1801, ele inventou os gráficos de setores, também chamados de " tortas " ou " piz-
zas " .
Este gráfico é um dos mais simples, já que este consiste em um círculo
dividido em setores.
O gráfico em setores só deve ser empregado quando houver no máximo
sete dados.
EXEMPLO :
Número de animais atendidos no Hospi-
tal Veterinário da Uema – Outubro/2012
Cães 125
Gatos 93
Bovinos 37
Equinos 25
Total 280
Fonte : Fictícia
2.3 – GRÁFICO EM COLUNAS OU EM BARRAS
Os gráficos de barras são utilizados, em geral para comparar as coisas de
mesma natureza.
É a representação de série por meio de retângulos, dispostos verticalmen-
te( colunas ) ou horizontalmente( barras ).
Quando em colunas, os retângulos tem a mesma base e as alturas são
proporcionais aos respectivos dados.
18
EXEMPLOS :
a)
Medida da dor percebida em 60
pacientes em um hospital de São Luís
Categoria Quant. de
pacientes
Forte 4
Moderada 8
Leve 17
Nenhuma 31
Total 60
Fonte : Blair e Taylor
b)
Tamanho de cães( média )
Raças Tamanho( cm )
Akita 67
Terrier Alemão 36
Dougue Alemão 80
Dálmata 58
Pug 26
Fonte : Internet
19
3. CARTOGRAMAS
Os cartogramas são ilustrações relativas a cartas geográficas. Este gráfico
é utilizado para mostrar dados estatísticos diretamente relacionados com áreas geo-
gráficas ou políticas.
Nos cartogramas distinguimos duas aplicações :
a) representar dados absolutos( população ). Neste caso, utilizamos em geral, pontos ,
em número proporcional aos dados ;
b) representar dados relativos( densidade ). Neste caso, fazemos uso, em geral, de
hachuras.
EXEMPLOS : POPULAÇÃO DA REGIÃO SUL DO BRASIL – 1990
. 40.000 habitantes
4. PICTOGRAMAS
O pictograma constitui um dos processos gráficos que melhor fala ao pú-
blico, pela sua forma ao mesmo tempo atraente e sugestiva. A representação gráfica
consta de figuras.
20
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. De acordo com o Sistema Nacional de Informações TóxicoFarmacológicas em
2005 foram registradas 23647 casos de intoxicação humana no Brasil por animais pe-
çonhentos. Desse total, 8208 foram atribuídos a escorpiões ; 4944 a serpentes ; 4661
a aranhas e 5834 a outros animais peçonhentos. Construir um gráfico em barras e um
gráfico de setores para representar os dados acima .
2. Um estudo com 80 passageiros que desembarcaram no aeroporto de Brasília revelou
as origens apresentadas na tabela seguinte. Pedese construir um gráfico de barras.
Estado Nº de passageiros
São Paulo 23
Rio de Janeiro 22
Bahia 14
Rio Grande do Sul 12
Paraná 7
Mato Grosso do Sul 2
Total 80
3. Faça um gráfico de colunas justapostos para representar a tabela abaixo.
4. Os dados abaixo mostra as atividades de fostatase alcalina( UI/L) no soro de 12
cães adultos normais. Construa um gráfico de barras.
5,4 7,3 20,3 17,5 35,9 16,8
28,6 54,3 10,0 14,0 11,7 24,3
5. Os dados abaixo, mostra as médias em gramas dos pesos de ratos machos Wistar
por idade em dias. Construa um gráfico de setores.
Idade 30 34 38 42 46
Média 63,6 74,6 81,4 94,6 105,6
21
DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA
1. INTRODUÇÃO
Neste capítulo, vamos estudar a forma pela qual podemos descrever os dados estatís-
ticos resultantes de variáveis quantitativas. Como já dissemos na distribuição de frequências o
local, a época e o fenômeno são fixos, mas os dados estão agrupados de acordo com a intensi-
dade ou variação qualitativa do fenômeno.
2. DADOS BRUTOS
Feita a coleta de dados, estes, ainda não se acham organizados numericamente, por
esta razão costuma-se denominá-los Dados Brutos.
Se organizamos estes Dados Brutos através de uma certa ordem( crescente ou de-
crescente ) então teremos um Rol .
3. DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIAS
Frequência é o número de vezes que um determinado valor aparece em um Rol .
Para que a variável seja mais facilmente estudada e observada, devemos dispor em
uma tabela de duas colunas os valores ordenados e sua respectivas frequências, temos assim
uma tabela que recebe a denominação de Distribuição de Frequências.
As tabelas de frequências podem representar tantos valores individuais como valores
agrupados.
3.1 – DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIAS DE DADOS TABULADOS NÃO AGRUPADOS EM CLASSE
Quando a variável em estudo for discreta de variação relativamente pequena, pode-
mos montar tabela de frequências onde os valores aparecem individualmente.
EXEMPLO : Seja a quantidade de gordura saturada consumida por 20 pessoas .
3.2 – DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIAS DE DADOS AGRUPADOS EM CLASSES
Quando a variável em estudo for contínua ou mesmo discreta de tamanho razoável,
podemos montar tabela de frequências onde os valores aparecem agrupados em intervalos de
classes.
EXEMPLO : Peso ao nascer de 100 nascidos vivos
22
4. ELEMENTOS DE UMA DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIA
a) Classes são intervalos de variação da variável ( i );
b) Limite de classe são os extremos de cada classe .Toda classe possui 2 limites, um inferior
( li ) e um superior ( L s ) ;
c) Amplitude do Intervalo de Classe é a medida do intervalo que define a classe ou compri-
mento da classe( h ) ;
d) Amplitude da distribuição é a diferença entre o limite superior da última classe e o limite
inferior da primeira classe ( A t )
e) Amplitude Amostral é a diferença entre o valor máximo e o valor mínimo da amostra( AA ).
f) Frequência Simples ou Absoluta é o número de observações correspondente a essa clas-
se ou a um valor individuais ( ).
g) Ponto Médio de uma Classe é o que divide a classe ao meio, ou seja em duas partes
iguais( x i ) .
5. NÚMERO DE CLASSES
No momento não existe nenhum método ou fórmula que possamos utilizar para calcu-
lar o número de classe de uma distribuição de frequência. A resolução deste problema depende
do observador que deverá analisar a distribuição sob todos os aspectos para concluir qual o nú-
mero de classe que melhor se adaptará a mesma.
Embora não existam métodos nem fórmulas para o cálculo do número de classe, po-
demos fazer uso de algumas relações para chegarmos ao número de classes que melhor se
adapta à distribuição de frequência que estamos trabalhando
Mesmo não existindo uma fórmula que resolva o problema do número de classes po-
demos utilizar as seguintes sugestões :
a) k = 1 + 3,3 . log N, onde N é o tamanho da amostra.
b)
N 5 10 25 50 100 200 500
k 2 4 6 8 10 12 15
c) k =
N
6. TIPOS DE FREQÜÊNCIA
a) Frequência Simples ( ) são os valores que realmente representam o número de dados de
cada classe.
b) Frequência Acumulada ( F ) é a soma da frequência simples desta classe com as frequên-
cias simples das colunas anteriores.
7. ROTEIRO PARA ELABORAÇÃO DE UMA TABELA DE FREQÜÊNCIAS COM DADOS AGRUPADOS
EM CLASSES
O roteiro aqui adotado para a construção de uma tabela de frequências,serve para
facilitar o trabalho de quem irá montar a tabela. O roteiro proposto consta dos seguintes itens :
23
a) Elaborar em rol a partir dos dados brutos ;
b) Encontrar a amplitude total do conjunto de valores observados( AA ) ;
c) Escolher o número de classes ( k ) ;
d) Determinar a amplitude do intervalo de classe ( h =
AA
k
)
e) Determinar os limites das classes ;
f) Construir a tabela de frequências.
8. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE UMA DISTRIBUIÇÃO
Uma distribuição de frequência pode ser representada graficamente pelo Histograma,
pelo Polígono de frequência e pelo Polígono de frequência acumulada ou Ogiva de Galton.
Qualquer um dos gráficos acima é construído utilizando-se o primeiro quadrante do
sistema de eixos ortogonais. Na linha horizontal colocamos os valores da variável e na linha verti-
cal as frequências.
8.1 – HISTOGRAMA
É formado por um conjunto de retângulos justapostos, cujas bases se localizam sobre
o eixo horizontal, de tal modo que seus pontos médios coincidam com os pontos médios dos in-
tervalos de classe.
As larguras dos retângulos são iguais às amplitudes dos intervalos de classe e as altu-
ras dos retângulos devem ser proporcionais às frequências das classes
EXEMPLO :
8.2 – POLÍGONO DE FREQÜÊNCIA
O polígono de frequência é um gráfico em linha, sendo as frequência marcadas
sobre perpendiculares ao eixo horizontal, levantadas pelos pontos médios dos intervalos de
classe.
Para realmente obtermos um polígono( linha fechada ), devemos completar a
figura, ligando os extremos da linha obtida aos pontos médios da classe anterior à primeira e
da posterior à última, da distribuição.
EXEMPLO :
24
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. De acordo com o Sistema Nacional de Informações TóxicoFarmacológicas em 2005 fo-
ram registradas 23647 casos de intoxicação humana no Brasil por animais peçonhentos.
Desse total, 8208 foram atribuídos a escorpiões ; 4944 a serpentes ; 4661 a aranhas e 5834
a outros animais peçonhentos. Construa uma distribuição de frequências e calcule as per-
centagens.
2. Construa uma tabela de frequências com classe para os dados abaixo com oito classes .
Pressão arterial em mmHg de cães adultos anestesiados
130 105 120 111 99 116 82
107 125 100 107 120 143 115
135 130 135 127 90 104 136
100 145 125 104 101 102 101
134 158 110 102 90 107 124
121 135 102 119 115 125 117
107 140 121 107 113 93 103
3. Uma doença pode ser classificada em três estágios( leve, moderada, severo ). Foram
examinados 20 pacientes e obtidos os dados : moderado, leve, leve, severo, leve, mode-
rado, moderado, moderado, leve, leve, severo, leve, moderado, moderado, leve, seve-
ro, moderado, moderado, moderado, leve. Com base nestes dados, construa uma tabela
de frequência e calcule as frequências relativas de cada categoria.
4. Com base nos dados apresentados no quadro abaixo, construa um tabela de fre-
quência com classes e calcule todos os tipos de frequências.
Pressão sanguínea diastólica de 30 enfermeiros
81 89 91 81 79 82
70 80 92 64 73 86
87 74 72 75 90 96
83 79 82 82 78 85
77 83 85 87 88 80
5. Uma pesquisa sobre idade, em anos de uma turma de calouros de Medicina Veteri-
nária da UEMA, revelou os dados abaixo. Construir uma tabela de frequência e deter-
mine as frequências acumuladas, e as frequências relativas.
18 17 18 20 21 19 20 18 17 19
20 18 19 18 19 21 18 19 18 18
19 19 21 20 17 19 19 18 18 19
18 21 18 19 19 20 19 18 19 20
18 19 19 18 20 20 18 19 18 18
25
6. Seja os pesos em kg de 20 coelhos hídricos Norfolk, abatidos aos três meses de idade.
Construa uma distribuição de frequências com cinco classes( i = 5 ) onde l 1 = 2,50 kg.
a) Encontre todos os tipos de frequências ;
b) Determine os pontos médios das classes ;
c) Construa um histograma da distribuição .
7. Os dados abaixo referemse ao consumo de matéria seca( em kg ) por novilhos de
dois anos na Fazenda R duplo.
a) Construa uma distribuição de frequências onde l 1 = 10 e h = 0,3 e determine todos
os tipos de frequências ;
b) Determine os pontos médios das classes ;
26
MEDIDAS DE POSIÇÃO
1. INTRODUÇÃO
As medidas de posição mais importantes são as medidas de tendência central,
as quais recebem esta denominação pelo fato dos dados observados tenderem, em geral a
se agrupar em torno dos valores centrais de uma distribuição. Dentre estas medidas desta-
car : a Média Aritmética, a Moda, a Mediana. Existem outras medidas de posição conheci-
das como Separatrizes, que são : os Quartis, os Quintis, os Decis, os Percentis ou Cen-
tis..
2. MÉDIA ARITMÉTICA
A Média Aritmética é a medida de posição mais comum, talvez por ser a mais
utilizada. Além da média aritmética ainda temos : Média Geométrica e Média Harmônica.
DEFINIÇÃO : Chama-se Média Aritmética a soma dos valores da variável observada dividida
pelo número de valores observados, isto é :
ixx
n
, onde :
x
média ;
x i valores observados ;
n números de valores observados
2.1 – CÁLCULO DA MÉDIA
1º Caso : Valores não Agrupados
Para este caso fazemos uso da fórmula fornecida pela definição.
EXERCÍCIO BÁSICO : Encontre a média nos conjuntos abaixo :
a) M = { 1, 3, 4, 6, 7, } b) A = { 0, 2, 8, 9, 5, 3 }
c) N = { 20, 12, 13, 17 }
Existem outras médias, entre as quais podemos citar : Média Aritmética Ponde-
rada, Média Harmônica, Média Geométrica. A média geométrica é dada por :
M g = antilog ( x ) = antilog ( ix
n
), onde
x
é a média aritmética dos logaritmos
dos dados observados.
EXERCÍCIO BÁSICO : Sejam os pesos em gramas de 21 porquinhas da índia, calcule a média
geométrica dos pesos.
27
2º Caso : Valores Tabelados não Agrupados em Classe
Neste caso, utilizamos a fórmula
x
=
i if .x
n
, onde i . x i é o produto dos
valores por sua respectiva frequência simples.
Aqui neste cálculo as frequências simples funcionam como peso, ou seja neste
caso o que calculamos nada mais do que a Média Aritmética Ponderada.
EXERCÍCIO BÁSICO : Encontre a média aritmética das seguintes distribuições :
a) b)
3º Caso : Valores Tabelados Agrupados em Classe
Neste caso, convencionamos que todos os valores incluídos em um determinado
intervalo de classe coincidem com o seu ponto médio( x i ), e determinamos a média aritméti-
ca como no caso anterior, ou seja :
x
=
i i
i
f .x
f
, onde x i é o ponto médio da classe.
EXERCÍCIO BÁSICO : Encontre a média aritmética das seguintes distribuições :
a) b)
28
3. MODA
A Moda é outra medida de tendência central.
DEFINIÇÃO : Chama-se Moda o valor mais frequente em uma distribuição, ou seja, o valor
que mais aparece em uma distribuição.
Portanto a Moda às vezes é localizada por simples exame na distribuição.
As distribuições de frequências podem ter uma ou mais modas ou nenhuma
moda. Quando a distribuição possui mais de uma moda dizemos que ele é Plurimodal; e
quando o conjunto não possui moda a distribuição é Amodal.
A moda é trabalhada principalmente com variáveis qualitativas.
3.1 – CÁLCULO DA MODA
1º Caso : Valores não Agrupados
Como já foi dito na definição a Moda será o valor que mais aparecer na distribuição.
EXERCÍCIO BÁSICO : Determine a Moda nos conjuntos abaixo :
a) M = { 4, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 8 } b) W = { 4, 4, 7, 7, 10, 10 }
c) D = { 1, 2, 2, 2, 4, 4, 5, 5, 9, 9, 9, 12, 12 } d) N = { 1, 3, 6, 0 }
2º Caso : Valores Tabelados não Agrupados em Classe
Neste caso, basta consultar a tabela e verificar a maior frequência, o valor cor-
respondente a maior frequência, será a moda da distribuição.
EXERCÍCIOS BÁSICOS
1. Determine a moda nas distribuições abaixo :
a) b)
2. O quadro abaixo mostra as respostas de uma amostra de 1040 pessoas que foram per-
guntadas se a qualidade do ar em sua cidade está melhor ou pior do estava a 10 anos atrás .
Qual é a moda desta pesquisa ?
29
3º Caso : Valores Tabelados Agrupados em Classe
Neste caso, a classe que apresenta a maior frequência, é denominada classe
modal. Pela definição, podemos afirmar que a moda, neste caso, é valor dominante que está
compreendido entre os limites da classe modal.
O método mais simples para o cálculo da moda consiste em tomar o ponto mé-
dio da classe modal. Damos a este valor a denominação de Moda Bruta, ou seja :
M o = *L
2
l* , onde : l * limite inferior da classe modal ;
L* limite superior da classe modal
EXERCÍCIO PROPOSTO: Encontre a moda da distribuição abaixo :
Existem outras maneiras de se determinar o valor da Moda, e uma delas é utili-
zando a fórmula de Czuber , ou seja :
M o = l i +
21
1
DD
D
. h , onde : l i limite inferior da classe modal
D 1 – ant
D 2 – post
h amplitude da classe modal
frequência da classe modal
ant frequência da classe anterior à classe modal
post frequência da classe posterior à classe modal
EXERCÍCIOS BÁSICOS
1. Determine a moda nas distribuições abaixo :
a) b)
30
4. MEDIANA
DEFINIÇÃO : A Mediana de um conjunto de valores, ordenados segundo uma ordem( cres-
cente ou decrescente ), é o valor situado de tal forma no conjunto que separa
este em duas partes com o mesmo número de elementos .
Elemento Mediano( E Md ) é o valor que identifica a posição da mediana.
Para encontrarmos o Elemento Mediano fazemos uso das seguintes fórmulas :
a) E Md = n 1
2
, se n é ímpar ;
b) E Md = n
2
, se n é par , onde n é o número de elementos de um conjunto ou distribuição.
4.1 – CÁLCULO DA MEDIANA
1º Caso : Valores não Agrupados
Para este caso, os valores são ordenados segundo uma ordem( crescente ou
decrescente) em, seguida, encontramos o Elemento Mediano ( E Md ) e então encontra-se a
Mediana.
EXERCÍCIO BÁSICO : Encontre a mediana nos conjuntos abaixo :
a) M = { 5, 13, 10, 2, 18, 15, 6, 16, 9 }
b) F = { 12, 3, 6, 2, 15, 7 }
c) D = { 4, 7, 5, 8, 12, 15, 8, 20 }
2º Caso : Valores Tabulados não Agrupados em Classe
Neste caso, acrescenta-se à tabela a coluna das frequências simples acumula-
da, que servirá juntamente com Elemento Mediano( E Md ), para encontrar a mediana.
EXERCÍCIO BÁSICO : Encontre a mediana de cada distribuição abaixo :
a) b) c)
31
3º Caso : Valores Tabelados Agrupados em Classe
Quando os dados da variável em estudo estiverem agrupados em classe, o pro-
blema consiste em determinar o ponto do intervalo em que está compreendida a Mediana .
Para tanto, temos inicialmente que determinar a classe na qual se acha a media-
na( classe mediana ). Tal classe será, evidentemente, aquela correspondente à frequência
acumulada imediatamente superior ao Elemento Mediano( E Md ) .
Feita a identificação da classe onde se encontra a Mediana, então podemos fa-
zer uso da fórmula :
M d = l i + md antE F
f
. h , onde : l i limite inferior da classe mediana
E Md elemento mediano
F ant frequência acumulada da classe anterior à classe
mediana
frequência simples da classe mediana l
h amplitude do intervalo da classe mediana
EXERCÍCIOS BÁSICOS :
1. Determine o valor da mediana nas distribuições abaixo :
a) b)
32
5. QUARTIS – DECIS – PERCENTIS
Os Quartis, Decis e Percentis, assim como a Mediana dividem uma distribuição
em : quatro, dez e cem partes iguais respectivamente.
Par o cálculo de qualquer uma das medidas acima, procedemos de modo análo-
go ao cálculo da mediana, porém temos que ter o cuidado no cálculo do elemento que identi-
fica a classe em que o Quartil( n = 4 ), o Kentil( n = 5 ), o Decil( n = 10 ) ou o Percentil( n =
100 ), se encontra, ou seja :
P i = l i + E pi−F ant
f
. h , onde : l i limite inferior da classe do percentil
E pi elemento percentil
F ant frequência acumulada da classe anterior à classe do percentil
h amplitude do intervalo da classe do percentil
frequência simples da classe percentil
E p i =
ii. f
n
, onde : i posição da separtariz
i total da variável em estudo
EXERCÍCIO BÁSICO :
1. Nos conjuntos abaixo, encontre Q1, Q3 , D3, D8, C12, C90.
a) M = { 5, 13, 10, 2, 18, 15, 6, 16, 9 }
b) F = { 12, 3, 6, 2, 15, 7 }
c) D = { 4, 7, 5, 8, 12, 15, 8, 20 }
2. Seja a distribuição de frequência representada na tabela abaixo :
Determine as seguintes separatrizes :
a) Q 3 b) K 4 c) D 6
33
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Considerando os conjuntos de dados :
a) E = { 3, 5, 2, 6, 5 , 9, 5, 2, 8, 6 } b) D = { 20, 9, 7, 2, 12, 7, 20 , 15, 7 }
c) A = { 51,6 ; 48,7 ; 50, 3 ; 49,5 ; 48,9 } d) M = { 15, 18, 20, 13, 10, 16, 14 }
Calcule a média, a moda e a mediana de cada conjunto .
2. Sejam os valores da concentração de potássio ( mmol/ l ) no plasma de 14 cães.
4,37 4,87 4,35 3,92 4,68 4,54 5,24
4,59 4,66 4,40 4,73 4,83 4,21 4,54
Determine :
a) a média b) a mediana
3. Sejam os pesos em gramas de 21 porquinhosdaíndia Hartley :
314 991 789 556 412 425 499
350 893 756 455 297 598 510
388 642 474 333 421 685 536
Determine :
a) o peso médio; b) o peso mediano ;
4. Os seguintes dados mostram a ventilação pulmonar em repouso de 25 ovinos adultos( l /
min ).
8,3 8,0 9,9 6,15,5
10,3 6,5 7,6 7,6 7,6
6,9 10,3 7,8 7,3 8,9
10,1 7,6 9,1 8,3 4,8
10,2 6,5 9,1 7,0 11,9
Construa uma distribuição de frequências com classe onde o intervalo de classe seja 1,0 l/m
e o limite inferior da 1ª classe seja 4,25 e então determine :
a) A média b) A mediana c) a moda
34
5. Seja os pesos em kg de 20 coelhos hídricos Norfolk, abatidos aos três meses de idade.
Construa uma distribuição de frequências com cinco classes( i = 5 ) onde l 1 = 2,50 kg.
a) Encontre todos os tipos de frequências ;
b) Determine os pontos médios das classes ;
c) Construa um histograma da distribuição .
6. Os dados abaixo referemse ao consumo de matéria seca( em kg ) por novilhos de
dois anos na Fazenda R duplo.
a) Construa uma distribuição de frequências onde l 1 = 10 e h = 0,3 e determine todos
os tipos de frequências ;
b) Determine os pontos médios das classes ;
7. Uma pesquisa para determinar a eficiência de uma nova ração para animais, em termos
de ganho de peso, mostrou que após um mês em que a ração normal foi substituída pela
nova ração, os animais apresentaram um aumento de peso segundo a tabela :
a) Calcular o aumento médio de peso por animal.
b) Se a ração antiga proporcionava em iguais circunstâncias um aumento médio de peso de
3,100 kg/animal, esta nova ração pode a princípio ser considerada mais eficiente ?
35
MEDIDAS DE DISPERSÃO
1. INTRODUÇÃO
Consideremos os seguintes conjuntos de valores :
N = { 7, 7, 7, 7, 7 }, B = { 5, 6, 7, 8, 9 } e C = { 2, 5, 8 10, 10 }.
Se calcularmos a média aritmética de cada conjunto teremos o seguinte resultado :
x N = 7 x B = 7 x C = 7
Vemos, então, que os conjuntos N, B e C apresentam a mesma Média Aritmé-
tica, e é fácil verificar que o conjunto N é mais homogêneo que os conjuntos B e C ; e que
por sua vez o conjunto B é mais homogêneo que o conjunto C.
Esta maior ou menor homogeneidade entre os valores de um conjunto ou de
uma distribuição de frequências em Estatística chama-se Dispersão ou Variabilidade .
As principais medidas de dispersão são : Amplitude Total, Desvio Padrão, Va-
riância e Coeficiente de Variação.
2. AMPLITUDE TOTAL
A Amplitude Total é a diferença entre o maior e o menor valor observado em um
conjunto ou distribuição, isto é :
AT = x( máx. ) – x ( min ) .
EXERCÍCIOS
1 . Encontre a amplitude total dos conjuntos do item anterior.
2 . Sejam as distribuições abaixo, encontre a amplitude de cada uma.
a)
x i 0 1 2 3 4
i 2 6 12 7 3
b)
x i 1 2 3 4 5 6
i 2 5 8 6 3 1
3. DESVIO PADRÃO – VARIÂNCIA
A variância e o desvio padrão, ao contrário da amplitude total levam em conside-
ração todos os valores da variável em estudo, o que faz delas índices de dispersão bastante
estáveis e, por isso mesmo, os mais empregados.
36
3.1 – CÁLCULO
1º Caso : Dados não Agrupados
Para dados não agrupados podemos utilizar as fórmulas :
s2 =
2
ix x
n
( Variância ) s =
2s
( Desvio padrão )
EXERCÍCIO : Encontre o desvio padrão amostral do conjunto A = { 8, 19, 11, 15, 16, 18 }
2º Caso : Dados Tabelados
Neste caso, temos que levar em consideração as frequência, então :
2 =
2
i i2
i i
f .x1
f .x
n n
ou s 2 =
2
i2
i
f .x1
f .x
n 1 n
desvio padrão populacional e s desvio padrão amostral
EXERCÍCIO : Encontre o desvio padrão amostral distribuição abaixo :
x i 0 1 2 3 4
i 2 6 12 7 3
3.2 INTERPRETAÇÃO DO DESVIO PADRÃO
Se a amostra for grande e os dados tiverem distribuição simétrica e em forma de
sino( figura ) , valem as seguintes considerações :
68% das observações ficam dentro do intervalo
x
s ;
95% das observações ficam dentro do intervalo
x
2s ;
99% das observações ficam dentro do intervalo
x
3s ;
O desvio padrão reflete a variação média absoluta dos dados em torno da média
aritmética. Quanto menor for o desvio padrão de um processo produtivo, menor será a varia-
bilidade apresentada no produto final e, portanto, maior qualidade terá o produto.
37
4. COEFICIENTE DE VARIAÇÃO
Trata-se de uma medida relativa de dispersão, muito útil para a comparação em
termos relativos de grau de concentração em torno da média de séries distintas.
O coeficiente de variação é calculado utilizando-se a fórmula :
C.V =
s
x
, onde s é a variância e
x
é a média aritmética da distribuição.
EXERCÍCIO : Tomemos os resultados das medidas das estaturas e dos pesos de um mesmo
grupo de alunos de uma determinada escola.
Nesse grupo de alunos , o que apresenta maior dispersão, as estaturas ou os
pesos ?
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Uma amostra da produção leiteira de vacas da Fazenda Sol Nascente forneceu o
seguinte resultado.
a) Determine a média, a moda e a mediana ;
b) Determine Q 1, Q 3, P 10 e P 90 ;
c) Determine o desvio padrão e o coeficiente de variação .
2. Em uma granja foi observada a distribuição dos frangos em relação ao peso, que
era o seguinte :
Peso( g ) n i
960 980 60
980 1000 160
1000 1020 280
1020 1040 260
1040 1060 160
1060 1080 80
total 1000
38
a) Qual a média da distribuição ?
b) Qual a variância amostral da distribuição ?
c) Construir o histograma ?
d) Queremos dividir os frangos em quatro categorias, em relação ao peso, de modo que :
os 20% mais leves sejam da categoria D ;
os 30% seguintes sejam da categoria C ;
os 30% seguintes sejam da categoria B ;
os 20% seguintes sejam da categoria A ;
Quais os limites de peso entre as categorias A, B, C e D ?
e) O granjeiro decide separar deste lote os animais com peso inferior a dois desvios padrões
abaixo da média para receberem ração reforçada, e também separar os animais com peso
superior a um e meio desvio padrão acima da média para usalós como reprodutores. Qual
a porcentagem de animais que serão separados em cada caso ?
3. Dado o histograma abaixo, calcular a média, a variância, a moda, a mediana e o 1º
quartil
4. Calcule a variância e o desvio padrão dos dados apresentados no quadro do exer-
cício 1, em cada idade e comente o resultado.
5. Os seguintes dados mostram a ventilação pulmonar em repouso de uma amostra de
25 ovinos adultos( L / min ) :
8,3 8,0 9,9 6,1 5,5
10,3 6,5 7,6 7,6 7,6
6,9 10,3 7,8 7,3 8,9
10,1 7,6 9,1 8,3 4,8
10,2 6,5 9,1 7,0 11,9
Faça uma distribuição de frequência com 6 classe e h = 1,2 , construa um histograma
e determine :
a) A média, a moda, a mediana, Q 1 e Q 3 ;
b) o desvio padrão e a variância
39
MEDIDAS DE ASSIMETRIA
1. INTRODUÇÃO
Quando uma distribuição é Simétrica, as três medidas de tendência central(
Média, Moda e Mediana ) coincidem, caso contrário a distribuição chama-se Assimétrica.
Quanto maior for a diferença entre as medidas de tendência central maior é a assimetria da
distribuição. Assim, em uma distribuição em forma de sino, temos:
I)
x
= Md (
x~
) = Mo, a curva é simétrica ;
II) Mo < Md (
x~
) <
x
, a curva é Assimétrica positiva ;
III)
x
< Md (
x~
) < Mo , a curva é Assimétrica negativa.
2. CÁLCULO DA ASSIMETRIA
2.1 – COMPARAÇÃO ENTRE AS MEDIDAS DE TENDÊNCIA CENTRAL
Baseando-se nas relações acima entre a média e a moda, podemos empregá-las
para determinar o tipo de Assimetria, ou seja :
I) se
x
– Mo = 0, então a assimetria é Nula ;
II) se
x
– Mo > 0, então a assimetria é Positiva ou à Direita ;
III) se
x
– Mo < 0, então a assimetria é Negativa ou à Esquerda .
2.2 – COEFICIENTE DE ASSIMETRIA OU ÍNDICE DE PEARSON
A medida anterior, por ser absoluta, não permite a possibilidade de comparação
entre as medidas de duas distribuições, para isto utilizamos o Coeficiente de Assimetria ou
Índice de Pearson, ou seja :
A s = 3.(x Md)
s
.
Se 0,15 < | A s |< 1 , a assimetria é considerada Moderada ; se | A s | > 1 , en-
tão a assimetria é Forte .
40
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Para o conjunto A = { 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 9, 9 }. Elabore uma
tabela de frequência e encontre a grau de assimetria desta distribuição .
2. Classifique, quanto à assimetria, à distribuição abaixo, segundo o coeficiente de
Pearson.
a) b)
3. Sejam os dados da tabela abaixo. Determine o tipo de assimetria calculando o coe-
ficiente de Pearson.
4. Aviva.19 Calcule a média e a mediana do conjunto de dados listados a seguir.
Classifique o conjunto com relação a assimetria.
41
MEDIDAS DE CURTOSE
1. DEFINIÇÃO
Denominamos Curtose o grau de achatamento de uma distribuição em relação a
uma distribuição padrão, denominada Curva Normal.
De acordo com o grau de curtose, podemos ter três tipos de curvas de frequência.
a) Mesocúrtica se a curva de frequências apresenta um grau de achatamento equivalen-
te ao da Curva Normal.
b) Platicúrtica se a curva de frequências apresentar um grau de achatamento maior que
o da Curva Normal.
c) Leptocúrtica se a curva de frequências apresentar um grau de achatamento menor
que o da Curva Normal.
42
2. CÁLCULO DO GRAU DE CURTOSE
Para o cálculo do grau de curtose de uma curva de frequências podemos utilizar
o Coeficiente Percentílico de Curtose, ou seja :
C =
)CC(2
QQ
1090
13
, onde : Q3 3º quartil ; Q1 1º quartil ; C90 90º percentil e
C10 10º percentil
Relativamente à Curva Normal, temos que :
I) se C = 0,263 , a curva é Mesocúrtica ;
II) se C < 0,263 , a curva é Leptocúrtica ;
III) se C > 0,263 , a curva é Platicúrtica
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Para o conjunto A = { 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 9, 9 }. Elabore uma tabela
de frequência e encontre a grau de curtose desta distribuição .
2. Classifique, quanto à assimetria, à distribuição abaixo, segundo o coeficiente de
Pearson.
a) b)
3. Abaixo temos a distribuição de frequências dos pesos de uma amostra de 45 porquinhos
da índia, determine .
peso( g ) 40 45 45 50 50 55 55 60 60 65 65 70
i 4 10 15 8 5 3
a) a média b) a variância c) C.V
4. Com relação à questão anterior, classifique a distribuição quanto ao grau de curtose e de
assimetria.
43
NOÇÕES DE PROBABILIDADES
1. INTRODUÇÃO
Um automóvel será sorteado dentre os clientes de um shopping center . Paulo
depositou 50 cupons em uma das urnas espalhadas pelo shopping , e Márcia depositou 20
cupons . Hoje dia do sorteio, os conteúdos de todas as urnas foram juntados, formando uma
pilha de 10000 cupons. É possível medir a possibilidade de cada um dos participantes do
sorteio ganhar o automóvel. Por exemplo, como Paulo possui 50 cupons dentre os 10000
que participam do sorteio, então a possibilidade de Paulo ser sorteado será de
10000
50
; as-
sim também temos que a possibilidade de Márcia ser sorteada é de
10000
20
. As frações
10000
50
e
10000
20
são chamadas de probabilidade de Paulo e Márcia ganharem o prêmio
respectivamente.
A probabilidade é a base da estatística inferencial, ou seja, é o mecanismo
pela qual a inferência é realizada.
2. DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE
Suponha que quatro bolas de gude, três delas pretas e uma branca, sejam colo-
cadas em uma caixa. Agora, sacudimos a caixa e, depois, com os olhos fechados, coloca-
mos a mão dentro do balde e tiramos uma bola . Agora, perguntamos : " Qual é a probabili-
dade de que a bola retirada seja preta ? Se a sua resposta algo do tipo três quartos ou
75% , teremos que concordar com a sua resposta. Pela resposta, podemos verificar que a
chance de ser sorteada uma bola preta é a quantidade de bolas pretas ( N P ) dividido pelo
número total de bolas no balde( N ) , ou seja :
P( A ) =
PN
N
.
DEFINIÇÃO : Num experimento aleatório equiprovável, sendo n( U ) o de elementos do
espaço amostral U e n( E ) o número de elementos do evento E, então
dizemos que a probabilidade de que ocorra o evento A é :
P( A ) =
n(E)
n(U)
=
númerodecasosfavoráveis
númerodecasospossíveis
EXERCÍCIOS BÁSICOS
1. Uma família quer comprar um cachorro. Sabe–se que a probabilidade de se escolher
um cachorro da espécie Doberman é 40% e desse animal ter pelagem preta é de 28%.
Independente de ser Doberman ou não a probabilidade de ser preto é 50%. Represente
estas probabilidades em um diagrama de Venn.
2. O gráfico de barras a seguir mostra o maior nível educacional atingido pelos funcioná-
rios da empresa Cães e Gatos .
44
Encontre a probabilidade de que o nível educacional mais alto atingido por um funcionário
escolhido aleatoriamente seja :
a) Ph. D b) Técnico c) Mestrado
2.1 – PROPRIEDADES
1ª : Se A = , então o n( A ) = 0 e P( A ) = 0 ( probabilidade do evento impossível ) ;
2ª : Se A = U , então o n( A ) = n( U ) e P( A ) = 1 ( probabilidade do evento certo )
3ª : Se A ≠ U, então 0 ≤ n( A ) ≤ n( U ) , logo : 0 ≤ P( A ) ≤ 1
A probabilidade de um evento acontecer é sempre um número entre 0( zero ) e 1( um ).
4ª : Se A e
A
são eventos complementares, então P( A ) + P(
A
) = 1
3. TABELAS DE CONTIGÊNCIA
Seja uma amostra composta de duas características associadas a cada gato
em um grupo de vinte. Cada um dos vinte gatos é caracterizado como branco( B ) e não
branco(
B
), portador de uma doença ( D ), ou não portador da doença(
D
).
Baseado na figura acima, responda as seguintes perguntas :
a) Qual é a probabilidade de selecionarmos um gato aleatoriamente dessa população e
descobrir que ele é branco ?
45
b) Qual é a probabilidade de selecionarmos um gato aleatoriamente dessa população e
descobrir que ele é não portador de doença ?
c) Qual é a probabilidade de selecionarmos um gato aleatoriamente dessa população e
descobrir que ele é branco e portador de doença ?d) Qual é a probabilidade de selecionarmos um gato aleatoriamente dessa população e
descobrir que ele não é branco e portador de doença ?
3.1 TABELAS DE FREQUÊNCIAS
Os dados utilizados para os cálculos do item anterior podem ser resumidos
convenientemente em uma tabela, chamada de tabela de contingência, como mostra a
figura abaixo
EXERCÍCIO : Utilize os valores da tabela anterior e determine as seguintes probabilidades :
P(
B
) , P( D ) , P( B
D
), P(
B D
) .
4. PROBABILIDADE CONDICIONAL
Em muitas aplicações estatísticas, o interesse está apenas em uma parte es-
pecificada da população. Por exemplo, a pergunta : " Qual é a probabilidade de doença
sendo que a seleção é feita dentre os brancos ? "
SOLUÇÃO : Vejamos a figura abaixo, onde a população está sem os gatos não brancos .
Temos que D B = 9 e n( B ) = 12 , logo p =
( )
( )
n D B
n B
=
9
12
= 0,75 .
Para esta probabilidade utilizamos a notação P( D | B ), que é lido " qual é a probabi-
lidade de estar doente sendo que é branco. Essa forma de probabilidade é conhecida
como probabilidade condicional .
EXERCÍCIO : Utilize a tabela de frequências do exercício anterior( figura 1 ) e calcule as
seguintes probabilidades : P(
D
| B ) e P(
B
|
D
) .
46
4.1 – TABELAS DE PROBABILIDADES
Outra forma de construir tabelas de contingência é obtida pela divisão de conta-
gem em uma tabela de frequência pelo total( N ), a fim de obtermos as probabilidades. A
tabela de probabilidades abaixo foi construída a partir da tabela de frequência da figura 1
As probabilidades calculadas no exercício anterior podem ser calculadas utili-
zandose a tabela de frequências( figura 2 ). Você poderá notar que em algumas probabi-
lidades a ordem das características não são importantes, por exemplo : P( BD ) = P( DB ),
mas para as probabilidades condicionais a ordem importa, pois P( B | D ) é diferente de
P( D | B ).
4.2 – EVENTOS INDEPENDENTES
Outro fato interessante nos métodos estatísticos é a independência entre
eventos, muito utilizado na área da saúde.
DEFINIÇÃO : Seja um espaço amostral U, finito e não vazio. Sejam A e B eventos de U,
então dizemos que A e B são eventos independentes se, e somente se :
P( B / A ) = P( B) ou P( A / B) = P( A ) e neste caso P( A B ) = P( A ) . P( B ) .
EXERCÍCIO : Seja a tabela de probabilidade abaixo.
Calcule as seguintes probabilidades : P( A ) , P(
B
), P( A
B
), P(
A B
) , P(
A
B ) e
diga se A e B são eventos independentes ? Justifique a sua resposta.
4.2 – MULTIPLICAÇÃO DE PROBABILIDADES
Sejam U um espaço amostral equiprovável, finito e não vazio. Sejam A e B
eventos de U então :
P( A B ) = P( A ) . P( B / A ) .
Se A e B são independentes então podemos concluir que :
P( A B ) = P( A ) . P( B ) , ou seja, que se a probabilidade conjunta de A e
B ( probabilidade da interseção de A e B ) for igual ao produto de suas probabilidades
marginais então A e B são independentes.
47
4.3 – TEOREMA DE BAYES
Vamos apresentar a Regra de Bayes para completar o assunto. Em sua forma
mais simples, a regar de Bayes permite que você use P( A | B ) para determinar P( B | A )
que é expressa do seguinte modo :
P( B | A ) =
( | ). ( )
( | ). ( ) ( | ). ( )
P A B P B
P A B P B P A B P B
.
Para completar temos que sendo A e B dois eventos quaisquer então :
P( A B ) = P( A ) + P( B ) P( A B ) .
5. SENSIBILIDADE, ESPECIFICIDADE E CONCEITOS RELACIONADOS
A eficiência do teste em si pode ser avaliada por meio do cálculo de sua sen-
sibilidade, especificidade, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo . Para
exemplificar vamos utilizar uma tabela de probabilidade, para explicar cada um desses
conceitos.
Observando a tabela acima temos : D doença ;
D
ausência de doença ;
+ teste positivo e teste negativo. Para entender a tabela vejamos o que temos :
. 0,015 da população é portadora da doença e obtém resultado positivo ;
. 0,970 da população não é portadora da doença e obtém um resultado negativo
Agora veremos os conceitos seguidos de exemplos, utilizando os dados da
tabela acima.
DEFINIÇÃO 1 : Sensibilidade é a probabilidade de uma pessoa portadora da doença re-
ceber um resultado positivo, ou seja :
Sensibilidade = P( + | D ) .
Utilizando a tabela temos : sensibilidade =
0,015
0,020
= 0,75 ; isto significa que
apenas 75% da pessoas portadoras da doença são identificadas corretamente.
48
DEFINIÇÃO 2 : Especificidade é a probabilidade de uma pessoa não portadora da doença
receber um resultado negativo, ou seja :
Sensibilidade = P( |
D
) .
Utilizando a tabela temos : especificidade =
0,97
0,98
= 0,99 ; isto significa que
se você não tiver a doença, é quase certo( mas não totalmente ) que receberá um resul-
tado negativo.
DEFINIÇÃO 3 : Valor preditivo positivo é a probabilidade de uma pessoa que recebe um
resultado positivo ser portador da doença, ou seja :
VPP = P( D | + ) .
Utilizando a tabela temos : VPP =
0,015
0,025
= 0,60 ; isso significa que, se uma
pessoa recebe um resultado positivo, a probabilidade de ela ser portadora da doença é de
apenas 60% .
DEFINIÇÃO 4 : Valor preditivo negativo é a probabilidade de uma pessoa que recebe um
resultado negativo não ser portador da doença, ou seja :
VPN = P(
D
| ) .
Utilizando a tabela temos : VPN =
0,970
0,975
= 0,99 ; isso significa que, se uma
pessoa recebe um resultado negativo, a probabilidade de ela não ser portadora da doen-
ça é de apenas 99% .
Temos ainda a Prevalência é a probabilidade da pessoa ter doença, ou seja :
Prevalência = P( D ) .
Pela tabela temos que P( D ) = 0,02, ou seja 2% .
EXERCÍCIO : Utilize a tabela abaixo, e determine a sensibilidade, a especificidade, o valor
preditivo positivo, o valor preditivo negativo e a prevalência.
5.1 – RAZÕES DE RISCO E DE CHANCES
Dentro da estatística descritiva, temos duas estatísticas muito utilizadas em
pesquisas relacionadas à saúde, são elas : razão de risco e razão de chances.
49
RAZÃO DE RISCO
As perguntas de pesquisa normalmente questionam por exemplo se as pes-
soas ou animais expostas a um fator de risco em potencial são mais ou menos propensas
a desenvolver uma doença do que as que não experimentaram a exposição. Como por
exemplo, qual é a probabilidade de um animal vacinado contrair a doença ? Um método
comum para comparar as probabilidades de doença para animais expostos e não expos-
tos é agrupa–lós em uma proporção chamada de razão de risco. Matematicamente te-
mos que razão de risco é expressa como :
RR =
P(D | E)
P(D | E)
, onde D é doente, E é exposição e
E
não exposição..
RAZÃO DE CHANCES
Em certas pesquisas a razão de risco não oferece uma comparação significa-
tiva entre os grupos exposto ou não exposto. Nesses casos, a razão de chances é fre-
quentemente utilizada para fins de comparação. A chance de um evento ocorrer é a razão
entre a probabilidade de que ele ocorra e a probabilidade de que não ocorra.Assim, as
chances de doença em um certo grupo, por exemplo de cães seriam
P(D)
P(D)
. Se as chan-
ces forem calculadas para dois grupos e dispostas em uma razão, temos então uma ra-
zão de chances, que calculamos do seguinte modo :
OR =
P(D |E).P( D|E)
P(D |E).P(D|E)
.
EXEMPLO : Seja a tabela de probabilidades abaixo, calcule a razão de risco e razão de
chance.
50
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Vieira177. Em uma família com três filhos, qual é a probabilidade de os três filhos serem
homens ? Suponha que a probabilidade de nascer menino é 0,5 .
2. Vieira177 . Um casal tem dois filhos. Suponha que a probabilidade de nascer menino é
0,5 e que o sexo do segundo não depende do sexo do primeiro. Qual é a probabilidade de :
a) o primogênito ser homem ? b) os dois filhos serem homens ?
c) pelo menos um filho ser homem ?
3. No cruzamento de ervilhas amarelas homozigotas( AA ) com ervilhas verdes homozigotas(
aa ) ocorrem ervilhas amarelas heterozigotas( Aa ). Se estas ervilhas forem cruzadas entre si,
ocorrem três amarelas para cada ervilha verde. Suponha que foram pegas, ao acaso, três
ervilhas resultantes do cruzamento de ervilhas amarelas heterozigotas. Qual a probabilidade
de as três serem verdes ?
4. Considere uma característica genética determinada por um par de genes autossômicos,
onde ambos os pais têm genótipo Aa e planejam ter 3 filhos. Calcule a probabilidade de que
pelo menos uma das crianças tenha o genótipo aa .
5. Numa certa comunidade : 52 % dos habitantes são mulheres e destas 2,4% são canhotas.
Dos homens , 2,5 % são canhotos . Calcule a probabilidade de que um indivíduo escolhido ao
acaso seja canhoto.
6. Dada a sensibilidade de 0,83 , a especificidade de 0,89 e a prevalência de 0,05. Determine :
a) o valor preditivo positivo ; b) o valor preditivo negativo .
7. A tabela abaixo, mostra o resultado da pesquisa segundo o tipo de tratamento e a ocorrên-
cia ou não de complicações, com 136 cães atendidos no hospital veterinário da Uema em
novembro de 2012.
Baseado nos dados da tabela responda :
a) construir a tabela de probabilidades ;
b) qual é a probabilidade de um animal escolhido ter feito cirurgia e ter complicações ;
c) qual é a probabilidade de um animal escolhido não ter feito cirurgia e ter complicações ;
51
DISTRIBUIÇÕES DE PROBABILIDADE
1. INTRODUÇÃO
Neste item, pretendemos apresentar alguns modelos teóricos de distribuições de
probabilidade tanto para variáveis aleatórias discretas como também para variáveis aleató-
rias contínuas. Estes modelos servem para adaptar experimentos aleatórios, o que permitirá
resolver um grande número de problemas práticos.
2. VARIAVÉIS ALEATÓRIAS
Nossos estudos até agora estavam voltados para a definição do Espaço Amos-
tral( S ) onde associávamos suas respectivas probabilidades aos experimentos aleatórios.
Existem, contudo, experimentos cujos resultados podem ser expressos por
quantidades numéricas, ou então, por vezes, desejamos atribuir um valor específico a cada
resultado do experimento aleatório. Assim por exemplo, em um experimento, para a escolha
de uma lâmpada, podemos classificar a mesma como sendo perfeita ou defeituosa. Neste
podemos atribuir valores numéricos a cada resultado do experimento, associando, p.ex. va-
lor um( 1 ) às lâmpadas perfeitas e o valor zero( 0 ) às lâmpadas defeituosas.
DEFINIÇÃO : Sejam E um experimento e S o espaço associado ao experimento. Uma fun-
ção X, que associe a cada elemento s S um número real X( s ) é denomina-
da Variável Aleatória.
A palavra aleatória indica que x é determinado pelo acaso. Há dois tipos de vari-
áveis aleatórias : discreta e contínua.
EXEMPLOS :
1. Seja E : o lançamento de duas moedas , X : o número de caras obtidas nas duas moe-
das, então temos que :
X = 0 probabilidade 1
4
; X = 1 probabilidade 2
4
; X = 2 probabilidade 1
4
2. Seja E : o lançamento simultâneo de dois dados e consideremos as seguintes variáveis
aleatórias X : o número de pontos obtidos no 1º dado e Y : o número de pontos obtidos no 2º
dado . Então a probabilidade dos resultados possíveis da variável B : máximo de { X, Y } é :
B 1 2 3 4 5 6
P(B) 1/36 3/36 5/36 7/36 9/36 11/36
OBSERVAÇÕES :
1. Apesar da terminologia " Variável Aleatória " , ela é uma função cujo domínio é S e o con-
tradomínio R ;
2. Nas aplicações, é conveniente trabalharmos com números e não com eventos ;
3. Se S é numérico, então X( s ) = s ;
52
3. VARIÁVEL ALEATÓRIA DISCRETA
DEFINIÇÃO : É aquela que pode assumir apenas um número limitado de valores em qual-
quer escala de medida e é obtida mediante alguma forma de contagem.
EXEMPLOS :
1. Quantidade de filhos de um casal.
2. O número de empregados de uma empresa.
3. O salário de um trabalhador( só pode ser medida até centavos ).
4. VARIÁVEL ALEATÓRIA CONTÍNUA
DEFINIÇÃO : É aquela que pode assumir qualquer valor numa escala de medida e resulta
de uma medição, sendo dada, em geral, em alguma unidade de medida, que
se trata geralmente de um valor aproximado .
EXEMPLOS :
1. Medidas de comprimento.
2. Medidas de peso
3. Medidas de tempo
4. O diâmetro de uma esfera de rolamento
Temos que quando a variável aleatória é discreta o conjunto X é
finito ou infinito enumerável, caso contrário, ou seja, quando a variável aleatória é contínua o
conjunto X é um intervalo ou um conjunto de intervalos.
5. DISTRIBUIÇÕES TEÓRICAS DE PROBABILIDADE DE VARIÁVEIS ALEATÓRIAS DISCRETAS
5.1 − DISTRIBUIÇÃO BINOMIAL
Consideremos n tentativas independentes de um mesmo experimento aleató-
rio. Cada tentativa admite apenas dois resultados : fracasso com probabilidade q e suces-
so com probabilidade p, onde p + q = 1 . As probabilidades de sucesso e fracasso são as
mesmas para cada tentativa.
Seja X : número de sucessos em n tentativas .
Vamos determinar a função de probabilidade da variável X , isto é, P( X = k ) .
Vamos considerar um resultado particular do tipo : SSSS⋯S⏟
k
FF⋯F⏟
n−k
, logo :
P( RP ) = P( SSSS⋯S⏟
k
FF⋯F⏟
n−k
) = p . p . p . p⋯ p⏟
k
.q .q .⋯q⏟
n−k
= p k . q n − k
Considerando todas as possibilidades com k sucessos, temos :
P( X = k ) =
(
n
k)
p k . q n − k .
53
5.2.1 − ESPERANÇA E VARIÂNCIA
Para este tipo de distribuição de probabilidade temos que :
ESPERANÇA MATEMÁTICA : E( X ) = n . p
VARIÂNCIA : VAR( X ) = n . p . q
EXERCÍCIOS :
1. Numa criação de coelhos, 40% são machos. Qual a probabilidade de que nasçam pelo
menos 2 coelhos machos num dia em que nasceram 20 coelhos ?
2. Bruni. 153 – Os cães diagnosticados com certa doença têm 80% de probabilidade de
serem de serem curados. Para um grupo de doze cães nessas condições, calcule a probabi-
lidade de :
a) oito ficarem completamente curados ; b) pelo menos 2 não ficarem curados
3.Em uma empresa que fabrica embalagens para ração de gatos a probabilidade de encon-
trar embalagens fora do padrão é de 30%. Em uma amostra composta de cinco embala-
gens, calcule a probabilidade de :
a) apenas duas não estarem fora do padrão b) todos estão fora do padrão
4. Em 10.000 nascimentosde filhotes de cães, com ninhadas de 8 filhotes cada uma, quan-
tas se esperaria que tivessem :
a) exatamente 2 machos ; b) nenhum macho c) três fêmeas ;
5. Larson. 167 – Cirurgias de fraturas em cães têm 75% de chances de sucesso. A cirurgia
é realizada em três cães por dia. Encontrar a probabilidade de a cirurgia ser um sucesso em
exatamente dois cães.
5.2 − DISTRIBUIÇÃO DE POISSON
Consideremos a probabilidade de ocorrência de sucessos em um determinado
intervalo .
A probabilidade da ocorrência de um sucesso no intervalo é proporcional ao in-
tervalo. A probabilidade de mais de um sucesso nesse intervalo é bastante pequena com
relação à probabilidade de um sucesso.
Seja X o número de sucessos no intervalo, então :
P( X = k ) = λ ke .λ
k !
, onde é a média .
A variável X assim definida tem distribuição de Poisson.
54
EXERCÍCIOS
1. Uma estimativa populacional mostra que existe uma média de 3,6 coelhos por acre(
aprox. 4000m 2 ) morando em um campo. Qual é probabilidade de que dois coelhos sejam
encontrados em qualquer acre, dentro deste campo ?
2. Uma empresa fabricante de embalagens de comida para gatos detectou que o número de
defeitos na produção diária segue, aproximadamente uma distribuição de Poisson, com lambda
igual a 5 defeitos por peça padrão. Cada peça possui 60 centímetros quadrados. Em uma em-
balagem de dimensões igual 90 cm 2 , calcule a probabilidade de serem encontrados :
a) três defeitos b) no máximo dois defeitos
4. O número de mortes por afogamento em fins de semana, numa cidade praiana, é de 2
para cada 50.000 habitantes. Qual a probabilidade de que em :
a) 200.000 habitantes ocorram 5 afogamentos ?
b) 112.500 habitantes ocorram pelo menos 3 afogamentos ?
5. O departamento de logística de uma fábrica de medicamentos para animais despacha
pedidos à razão de 3,5 por hora. Determine a probabilidade de que ele despachar, no má-
ximo um único pedido no intervalo de uma hora.
6. DISTRIBUIÇÕES TEÓRICAS DE PROBABILIDADE DE VARIÁVEIS ALEATÓRIAS CONTÍNUAS
6.1 − DISTRIBUIÇÃO NORMAL
A distribuição contínua é uma das distribuições teóricas de variável aleatória
contínua mais empregadas. Sendo aplicada em inúmeros fenômenos e constantemente uti-
lizada para desenvolvimento teórico da inferência estatística. É também conhecida como
distribuição de Gauss, Laplace ou Laplace−Gauss.
O aspecto gráfico de uma distribuição normal é o da figura abaixo.
Para uma melhor compreensão da distribuição normal observe a figura anterior
e procure visualizar as seguintes propriedades :
1ª : A variável aleatória X pode assumir todo e qualquer valor real .
2ª : A representação gráfica da distribuição normal é uma curva em forma se sino, simétrica
em torno da média ( ) , que recebe o nome de curva normal ou de Gauss.
55
3ª : A área total limitada pela curva e pelo eixo das abscissas é igual a 1, já que essa área
corresponde à probabilidade de a variável X assumir qualquer valor real.
4ª : A curva normal é assintótica em relação ao eixo das abscissas, isto é , aproxima−se
indefinidamente do eixo da abscissas sem, contudo, alcançá−lo.
5ª : Como a curva é simétrica em torno da média ( ), a probabilidade de ocorrer valor mai-
or do que a média é igual à probabilidade de ocorrer valor menor que a média, isto é, ambas
as probabilidades são iguais a 0,5.
6.2 − VARIÁVEL NORMAL PADRONIZADA OU DISTRIBUIÇÃO NORMAL REDUZIDA
Como a função de distribuição de probabilidade da distribuição normal é uma
expressão muito complicada para se trabalhar, vamos trabalhamos com uma distribuição
normal de média zero( = 0 ) e desvio padrão hum( =1 ou s = 1 ), que recebe o nome de
distribuição normal padronizada ou distribuição normal reduzida, simbolizada pela letra
( Z ), definida como :
Z =
X μ
σ
.
A vantagem de se utilizar a distribuição normal reduzida é que as probabilidades
são tabeladas, não havendo a necessidade de serem calculadas.
EXEMPLO : Seja uma X uma variável aleatória que representa os diâmetros dos parafusos
produzidos por uma certa máquina na empresa P.K . Suponhamos que a dis-
tribuição normal tenha média = 2 cm e desvio padrão = 0,04 cm. Calcule a
probabilidade de um parafuso ter diâmetro com valor entre 2 e 2,05cm.
SOLUÇÃO :
Temos que = 2 , x = 2,05 e = 0,04, então Z = X−μ
σ
= 2,05−2
0,04
= 1,25.
Então a probabilidade P( 2 < X < 2,05 ) = P( 0 < Z < 1,25 ), onde consultando a tabela
temos que esta probabilidade é de 0,3944 ou seja, de 39,44% de acontecer.
56
EXERCÍCIOS :
1. Determine as probabilidades abaixo, utilizando uma tabela.
a) P( − 1,25 < Z < 0 ) b) P( − 0,5 < Z < 1,48 )
c) P( 0,8 < Z < 1,23 ) d) P( Z > 0,6 ) e) P( Z < 0,92 )
2. Uma de ração para cães comercializa sacos de ração que pesam em média 8 kg. Os
pessoa são normalmente distribuídos . Sabese que o desvio padrão é igual a 150g . Calcu-
le a probabilidade de um saco de ração escolhido ao acaso pesar :
a) entre 8kg e 8,700 kg b) mais que 8,5 kg
3. Um teste padronizado de concurso tem distribuição normal com média 90 desvio padrão
80. Determine a probabilidade de um candidato submetido ao teste ter nota :
a) maior que 120 b) entre 85 e 115 c) menor que 70
4. O processo de ensacamento de alimento para animais em uma fábrica produz embala-
gens com pesos que seguem uma distribuição normal . Sabese que as máquinas forma
calibradas de maneira que uma média de15 kg fosse colocada em cada saco. O desvio pa-
drão do peso das embalagens é de aproximadamente 0,3kg . Determine a probabilidade de
uma embalagem escolhida ao acaso pese :
a) menos que 14,8 kg b) entre 15,3 kg e 15,9 kg
5. Determinada classe de operários industriais tem seus salários em torno de R$ 2000,00
com desvio padrão de R$ 300( supor normalmente distribuídos ). Pede−se :
a) Encontre a probabilidade de um operário desta classe ter salário situado entre R$ 1800 e
R$ 2500 ;
b) Encontre a probabilidade de um operário desta classe ter salário R$ 2400 ou mais ;
c) Dentro de que desvios de ambos os lados da média cairão 94,88% dos salários ?
6. Vieira217 . A quantidade de colesterol em 100 ml de plasma sanguíneo humano tem
distribuição normal com média 200mg e desvio padrão 20mg. Qual é probabilidade de uma
pessoa de uma pessoa apresentar entre 200 e 225mg de colesterol por 100ml de plasma ?
7. A média do volume globular( VG ) de gatos normais situase próxima de uma distribuição
normal, com média de 0,37 ml / ml e desvio padrão de 0,066 ml/ml .
a) Qual percentagem de gatos tem valores acima de 0,40 ml / ml ?
b) Qual percentagem de gatos tem valores entre acima de 0,35 ml / ml e 0,45 ml / ml?
57
NOÇÕES DE INFERÊNCIA
1. INTRODUÇÃO
Em geral não é possível trabalhar com os dados da população e então traba-
lhamos com amostras como já comentamos diversas vezes. Para a manipulação dos dados
amostrais fazemos uso do que chamamos de Inferência ou Indução Estatística, portanto
Inferência Estatística é um processo de obter informações sobre uma população a partir de
resultados observados na amostra.De modo geral temse uma população com grande número de elementos, e
desejase, a partir de uma amostra dessa população, conhecer " o mais próximo possível "
algumas características da população.
Seja X uma das variáveis da população que se deseja estudar. Seja ( ) uma
característica( medida ) de X que se quer conhecer. Esse " conhecimento " de ( ) acontece
pela construção de um estimador (
ˆ
) que revelará o valor mais aproximado de ( ) a partir
dos elementos amostrais. Assim, graficamente temos :
2. INTERVALOS DE CONFIANÇA
A partir de uma amostra, extraída aleatoriamente de uma população com distri-
buição normal, vamos construir um intervalo de confiança para um parâmetro populacional
desconhecido, com uma probabilidade : 1 ( nível de confiança ) de que o intervalo con-
tenha o verdadeiro parâmetro. O nível de confiança pode assumir qualquer valor, tal como :
80%, 90%, 92%, 96%, etc. Desta maneira, ( nível de significância) será o erro que esta-
remos cometendo ao afirmarmos que, por exemplo, 90% das vezes o intervalo
1
ˆ
2
ˆ
contêm o parâmetro ( ) é de 10% . Em outras palavras : o nível de confiança deve ser o
mais amplo possível, para que se possa ter a maior parte dos valores do parâmetro popula-
cional incluída no intervalo ; porém, não tão amplo que possa comprometer o significado do
mesmo. Veremos como determinar, intervalos de confiança para duas formas de expressar
resultados :
. por meio de uma proporção para pesquisas em a variável é qualitativa
. por meio de uma média para pesquisas em que a variável é quantitativa
2.1 INTERVALO DE CONFIANÇA PARA UMA PROPORÇÃO
O fato de sabermos a proporção de determinado evento em uma amostra não
nos garante o conhecimento da proporção desse evento na população. O que podemos fa-
zer, utilizando os conhecimentos de Estatística, é calcular um intervalo que possa incluir a
proporção do evento na população( parâmetro ).
Temos que a frequência relativa( r ) possui distribuição binomial e que quando
n for grande ( n > 30 ), podemos aproximar a distribuição binomial da distribuição normal,
sendo assim temos que :
58
. e =
2
z
.
p.q
n
; p =
X
n
= r , q = 1 p . Logo o intervalo procurado é :
P( p e z p + e ) para um nível de confiança 1 .
O intervalo de confiança fornece a margem de erro da estimativa. Essa margem
de erro é dada pela amplitude do intervalo de confiança. Para diminuir a margem de erro, é
preciso aumentar a amostra. Por isso, é que sempre devemos trabalhar a maior amostra
possível.
EXEMPLO : Um dentista examinou 100 crianças e verificou que 33 não tinham cárie. Para
um nível de significância de 5% .
a) Encontre o intervalo de confiança ;
b) Determine a margem de erro para essa amostra ;
c) Se a amostra for de 1000 crianças, qual será a margem de erro ?
2.2 INTERVALO DE CONFIANÇA PARA UMA MÉDIA
Imagine uma amostra casual simples de n elementos. Essa amostra possui mé-
dia (
x
) , desvio padrão ( S ), e o desvio padrão da média ou erro padrão da média é ( S
x
).
Então o intervalo de confiança, para esta amostra com um nível de significância ( ) é dado
por :
P(
x
e z
x
+ e ) para um nível de confiança 1 , onde :
e =
2
z
. S
x
e S
x
=
S
n
EXEMPLO : A média da pressão sanguínea sistólica de 100 alunos foi de 120,3 mmHg com
desvio padrão de 14 mmHg.
a) Qual é o erro padrão da média ?
b) Encontre um intervalo de confiança para essa amostra com nível de significância de 8% ?
3. TESTES DE HIPÓTESES
Tratase de uma técnica para se fazer inferência estatística. Ou seja, a partir de
um teste de hipóteses, realizado com os dados amostrais, podese inferir sobre a popula-
ção.
No caso das inferências através do Intervalo de Confiança, buscase " cercar "
o parâmetro populacional desconhecido. Aqui formulase uma hipótese quanto ao valor do
parâmetro populacional, e pelos elementos amostrais fazse um teste que indicará a acei-
tação ou rejeição da hipótese formulada.
Formulamos duas hipóteses básicas :
H o : hipótese nula ou da existência
H 1 : hipótese alternativa
Testamos as hipóteses para tomarmos uma decisão entre duas alternativas. Por
essa razão, o teste de hipótese é um processo de decisão estatística.
59
Vejamos alguns exemplos de hipóteses :
. a altura média da população brasileira é 1,65m, isto é : H : = 1,65m ;
. a variância populacional dos salários vale R$ 5000 2 , isto é : H : 2 = 5000 2 ;
. a incidência de calazar em Paço do Lumiar é maior que em Raposa : H : PC > R ;
. a distribuição dos pesos dos alunos de Medicina Veterinária da Uema é normal ;
. a incidência de acidentes é descrita por uma distribuição de Poisson
Podemos, pois, apresentar as hipóteses genéricas que englobam a maioria dos
casos :
1ª :
o o
1 o
H :
H :
Para testes bilaterais
2ª :
o o
1 o
H :
H :
Para testes unilaterais à direita
3ª :
o o
1 o
H :
H :
Para testes unilaterais à esquerda
O procedimento padrão para a realização de um teste de hipótese é o que se
segue :
. definemse as hipóteses do teste : nula e alternativa ;
. fixase um nível de significância e identificar a variável do teste ;
. cada para cada tipo de variável escolhese o teste adequado ;
. com os elementos amostrais, calcular o valor da variável do teste ( V calc ) ;
. com o auxílio das tabelas estatísticas e considerando( ) fixamse duas regiões : uma
de não rejeição, ou seja de aceitação de H o ( RA ) e uma de rejeição de H o ou crítica
( RC ) para o valor calculado, ao nível de risco dado ;
. se V calc região crítica, a decisão é a de rejeitar H o ;
Devemos observar que quando se fixa ( ), determinamos para os testes bilate-
rais, por exemplo, valores críticos( tabelados ), V , tais que :
P( | V calc | < V ) = 1 RA
P( | V calc | V ) = RC
4. TESTE " t " STUDENT
Para variáveis quantitativas vamos utilizar o teste " t " de Student para testar as
hipóteses a respeito da população sobre a qual queremos fazer generalizações. Vamos ver
como comparar duas médias da mesma variável, obtidas de dois grupos de dados, em duas
situações diferentes :
Quando os dados são pareados ;
Quando os grupos são independentes ;
4.1 TESTE " t " NOS ESTUDOS COM DADOS PAREADOS
Muitas vezes, as unidades : físicas ou biológicas são medidas duas vezes, no
decorrer da pesquisa. A lógica é verificar se houve ou não discrepância entre as medições.
Outras vezes, as unidades são consideradas aos pares. A idéia é verificar se há ou não dife-
rença na resposta, ou no desempenho dos pares. A análise com dados pareados é apropri-
ada nos seguintes casos :
60
Quando se mede a mesma variável nas mesmas unidades, antes e depois de uma in-
tervenção ;
Quando os participantes da pesquisa são recrutados aos pares, ou são pareados por
idade, sexo, estágio da doença. Nesses casos, um dos participantes recebe a droga
em teste e o outro participante recebe o tratamento convencional ;
Quando se mede a mesma variável em gêmeos ou em par, como mãe e filho;
Quando se faz um experimento em laboratório com várias repetições e em cada repeti-
ção se prepara, ao mesmo tempo, um controle e um teste ;
Devemos lembrar que o pareamento deve ter algum tipo de lógica, não basta
que os dois grupos tenham o mesmo número de unidades.
EXEMPLO 1 : Para verificar se duas drogas diferentes, usadas como antitissígenos( bloque-
adores de tosse ), alteram o tempo de sono, foi feito um ensaio com nove vo-
luntários. Os tempos de sono dos voluntários com cada droga estão na tabela
na abaixo. Aplicar o teste " t " a um nível de significância = 5 % .
Voluntário
Droga
A B
1 7 9
2 7 7
3 6 6
4 6 8
5 9 10
6 6 8
7 7 7
8 8 8
9 5 7
SOLUÇÃO :
As hipóteses em teste são :
H o : o tempo médio de sono é o mesmo para as duas drogas ;
H 1 : as drogas determinam tempos médios de sono diferentes ;
Voluntário
Droga
A B B A
1 7 9 2
2 7 7 0
3 6 6 0
4 6 8 2
5 9 10 1
6 6 8 2
7 7 7 0
8 8 8 0
9 5 7 2
a) média das diferenças
d
=
i
d
n
=
9
9
= 1
61
b) variância das diferenças
s 2 =
8
9 1
= 1
c) cálculo do valor de t
t =
d. n
s
então t cal = 1. 9
1
= 3 .
d) o valor de t tabelado
o valor de t na tabela ao nível de 5% é 2,31, t tab = 2,31 .
Como t cal = 3 > t tab = 2,31 , temos que o t calculado está na região de rejeição logo
a hipótese H o é rejeitada.
EXEMPLO 2 : Vieira 277. Uma droga é tradicionalmente usada para alívio de dor de casos
de enxaqueca. Uma empresa oferece um genérico. Para verificar se o efeito
do genérico não é significantemente inferior, foi feito um ensaio com sete vo-
luntários. Todos os voluntários usaram, em períodos distintos, tanto a droga
tradicional como o genérico. Os tempos de alívio da dor registrados pelos vo-
luntários com cada droga estão na tabela abaixo.
Voluntário
Droga
Tradicional Genérico
1 4,5 4
2 5,5 5,5
3 6 6
4 6 5
5 5,5 4,5
6 5,5 6
7 8 6,5
total 41 37,5
62
4.2 TESTE " t " NA COMPARAÇÃO DE DOIS GRUPOS INDEPENDENTES
Muitas vezes os pesquisadores querem comparar dois grupos independentes .
Podem comparar, por exemplo, o novo tratamento contra o controle ou , então comparar
dois tratamentos conhecidos.
O teste " t " de Student é indicado para testa a igualdade de duas médias quan-
do os grupos são independentes. Para calcular o valor de " t " , siga os passos :
1º : calcule a média de cada grupo ;
2º : calcule a variância de cada grupo ;
3º : calcule a variância ponderada, dada pela fórmula :
2 2
2 1 1 2 2
p
1 2
(n 1).s (n 1).s
s
n n 2
.
4º : calcule o valor de " t " que está associado a n 1 + n 2 2 graus de liberdade, pela
fórmula :
1 2
2
p
1 2
x x
t
1 1
.s
n n
.
5º : compare o valor calculado de t ( em valor absoluto ) com o valor de t tabelado, no
nível estabelecido de significância e verifique se H o é aceita ou rejeitada.
EXEMPLO 1 : Um nutricionista quer comparar o efeito de duas dietas alimentares para perda
de peso . Seleciona então voluntários que querem perder peso e os divide ao
acaso, em dois grupos : um grupo é designado para a dieta A, e o outro para a
dieta B. Os dados estão no quadro abaixo. Faça o teste t, ao nível de 5% de
significância.
Dietas A 12 8 15 13 10 12 14 11 12 13
B 15 19 15 12 13 16 15
SOLUÇÃO :
a) cálculo das médias b) cálculo das variâncias
A
= 12 e
B
= 15
2
A
s
= 4 e
2
B
s
= 5
c) cálculo da variância ponderada
2 (10 1).4 (7 1).5s
10 7 2
= 4,4
d) cálculo do valor de t
grau de liberdade : = 10 + 7 2 = 15 : t =
15 12
1 1
.4,4
10 7
= 2,902
e) verificação
Como t cal > t tab, então rejeitamos H o .
63
5. TESTE NÃO PARAMÉTRICO DO QUIQUADRADO TESTE
2
O maior problema dos testes de hipótese apresentados anteriormente consiste
no fato de serem paramétricos, isto é, exigirem a validade da premissa de populações nor-
malmente distribuídas. Na análise de pequenas amostras a validade da premissa anterior é
fundamental, porém nesta situação não é possível verificar a normalidade dos dados do uni-
verso, logo a aplicação da inferência e dos testes fica condicionado ao uso de modelos não
paramétricos não necessitam de populações normalmente distribuídas e não afetadas por
valores extremos dos dados.
Os modelos não paramétricos, como o próprio nome revela, não dependem de
parâmetros populacionais : média, variância, desvio padrão, proporção, etc. e de suas res-
pectivas estimativas amostrais. Geralmente, exigem poucos cálculos simples.
Existem vários testes não paramétricos que podem ser utilizados, entre eles
podemos citar : teste do quiquadrado, teste de sinais de Wilcoxon, teste de MannWhitney,
teste da mediana, teste de KruskalWallis, etc. Aqui vamos utilizar o teste do quiquadrado.
5.1 TESTE QUIQUADRADO SIMPLES
2
O teste não paramétrico do quiquadrado, também denominado teste de ade-
quação ou ajustamento, é, provavelmente, um dos mais simples e usuais testes da estatísti-
ca não paramétrica. Seu nome devese ao fato de empregar uma variável estatística padro-
nizada, expressa pela letra grega ( qui ) elevada ao quadrado (
2
).
De modo geral, o teste do quiquadrado analisa a hipótese nula de não existir
discrepância entre as frequências observadas de um determinado evento e as frequências
esperadas.
Para aplicar o teste, devem ser seguidas etapas similares aos passos dos testes
paramétricos, ou seja :
. definemse as hipótese do teste : a nula e a alternativa ;
. fixase um nível de significância( α ) e identificamos a variável do teste ;
. calculase o valor do quiquadrado através da fórmula abaixo :
2 2 2 2
k
2 oi ei o1 e1 o2 e2 ok ek
cal
i 1
ei e1 e2 ek
(F F ) (F F ) (F F ) (F F )
F F F F
. como o auxílio de tabelas estatísticas e considerando( α ) fixamse duas regiões :
uma de não rejeição, ou seja, de aceitação de H o ( RA ) e uma de rejeição de H o ou
crítica( RC ) para o valor calculado , ao nível de risco dado ;
. se
2
cal
região crítica, a decisão é a de rejeitar H o ;
Devemos observar que quando se fixa ( α ), determinamos para os testes bilate-
rais, por exemplo, valores críticos( tabelados ),
2
, tais que :
P( |
2
cal
| <
2
= 1 α RA
P( |
2
cal
| ≥
2
= α RC
64
EXEMPLO 1 : Em seu experimento Mendel polinizou 15 plantas de sementes lisas e albume ama-
rela com plantas de sementes rugosas e albume verde. As plantas resultantes desse
cruzamento tinham sementes lisas e albume amarelo( amarelolisas ). Cruzando es-
sas plantas entre si, Mendel obteve 556 sementes, distribuídas conforme tabela
abaixo. Aplique o teste do quiquadrado para verificar se os resultados obtidos expe-
rimentalmente por Mendel estão de acordo com teoria postulada por ele.
Sementes Frequências Obtidas Frequências Esperadas
Amarelolisas 315312,75
Amarelorugosas 101 104,25
Verdelisas 108 104,25
Verderugosas 32 34,75
Total 556 556
a) cálculo de
2
2L C
ij ij
i 1 j 1 ij
(FO FE )
FE
= 2 2 2 22,25 3,25 3,75 2,75
312,75 104,25 104,25 34,75
= 0,47
b) determinação
2
2
tab
= 7,82 .
c) verificação da validade da hipótese
Como
2
CAL
<
2
TAB
, então H o é aceita .
5.2 TESTE QUIQUADRADO PARA INDEPENDÊNCIA OU ASSOCIAÇÃO
O teste do quiquadrado para independência ou associação é bastante similar
ao teste do quiquadrado simples. A diferença consiste no fato de permitir que duas caracte-
rísticas sejam analisadas. As frequências costumam ser fornecidas em tabelas de dupla
entrada ou de contingência .
Os passos empregados no teste quiquadrado para independência ou associa-
ção são similares às etapas seguidas no teste do quiquadrado simples.
1º : definição das hipóteses H o e H 1 ;
2º : definir o valor do ( ) nível de significância e o número de graus de liberdade represen-
tado pela letra( ), onde = ( L 1 ) . ( C 1 ) , onde L é o número de linhas da tabela
e C é o número de colunas ;
3º : determinar as áreas de aceitação( RA ) e a área de rejeição( RR ) com auxílio da tabela
do quiquadrado ;
4º : calcular o valor do quiquadrado utilizando a fórmula :
2
CAL
= 2L C
ij ij
i 1 j 1 ij
(FO FE )
FE
, onde FE ij = (soma da linha i ).( soma da coluna j )
total de observações
.
5º : comparase o valor do
2
TAB
com as áreas de rejeição e de aceitação
65
EXEMPLO 1 : O quadro abaixo mostra as preferências por três tamanhos de embalagem
para ração de cachorro de uma determinada fábrica de alimentos para ani-
mais, sendo a análise em quatro regiões distintas. Utilize o teste do
quiquadrado para independência com um nível de significância = 10% .
Frequências Observadas
Embalagem Norte Sul Leste Oeste Total
Grande 60 80 40 70 250
Média 24 76 52 38 190
Pequena 126 144 148 142 560
Total 210 300 240 250 1000
SOLUÇÃO :
a) Hipóteses : H o = as variáveis são independentes e H 1 = as variáveis são dependentes
b) grau de liberdade : = ( L 1 ) . ( C 1 ) = ( 3 1 ) . ( 4 1 ) = 2 . 3 = 6
c) qui quadrado tabelado :
2
TAB
= 10,64
d) calcular o quiquadrado
Frequências Esperadas
Embalagem Norte Sul Leste Oeste Total
Grande 52,5 75 60 62,5 250
Média 39,9 57 45,6 47,5 190
Pequena 117,6 168 134,4 140 560
Total 210 300 240 250 1000
Diferenças quadráticas das frequências
Embalagem Norte Sul Leste Oeste Total
Grande 56,25 25 400 56,25 537,5
Média 252,81 361 40,96 90,25 745,02
Pequena 70,56 576 184,96 4 835,52
Total 379,62 962 625,92 150,5 2118,04
Diferenças dividas por frequências Esperadas
Embalagem Norte Sul Leste Oeste Total
Grande 1,07 0,33 6,67 0,90 8,97
Média 6,34 6,33 0,90 1,90 15,47
Pequena 0,60 3,43 1,38 0,03 5,43
Total 8,01 10,10 8,94 2,83 29,87
Logo,
2
CAL
= 2L C
ij ij
i 1 j 1 ij
(FO FE )
FE
= 29,87 .
e) Como
2
TAB
<
2
CAL
, então rejeitase a hipótese nula, ou seja, com um risco de 10% acei-
tase que existe dependência entre as variáveis.
66
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Vieira240. Verificouse em uma clinica veterinária que dos 90 animais de pequeno porte
que se submeteram a um procedimento cirúrgico, morreram nove. Determine o intervalo de
95% de confiança para a probabilidade de morte na cirurgia.
2. Vieira 241. A pressão sanguínea sistólica foi medida em um grupo de militares e apre-
sentou média de 125 mmHg e o desvio padrão é igual a 9 mmHg. Determine o erro padrão
da média e os intervalos para a média populacional.
a) O grupo possuía 100 militares b) O grupo possuía 10 militares
c) Compare os resultados obtidos nos itens a) e b) .
3. Vieira 243. Seja X uma variável aleatória que representa o tamanho ao nascer de um
bezerro. Com base em uma amostra de 28 recémnascidos, obtiveramse
x
= 65 cm e s =
2,5 cm . Determine o intervalo de 90% de confiança para pressupondo distribuição nornal.
4. Vieira 243. Num estudo sobre qualidades nutricionais de lanches rápidos, mediuse a
quantidade de gordura em 100 hambúrgueres da rede de lanchonetes " LANCHE BOM " . A
média encontrada foi de 30,2 g e o desvio padrão 3,8g. Construa um intervalo de confiança
de 95% para a média de gordura nos hambúrgueres servidos nessas lanchonetes.
5. Petrie 38. Um amostra de 14 cães indica que os animais apresentam concentração
plasmática média de potássio de 4,57 mmo/L e o desvio padrão estimado de 0,32 mmo/L .
Considere α = 95% e determine o intervalo de confiança para a média .
6. Petrie 39. Uma amostra representativa de 60 porcas da raça Suffolk de uma pocilga mos-
trou que cinco animais apresentavam claudicação articular. Determine o intervalo de confian-
ça para a verdadeira proporção de claudicação articular na população de porcas Suffolk.
7. Vieira286. Os valores do quadro abaixo, permitem testar a hipótese de que re-
cémnascidos de ambos os sexos têm, em média, a mesma estatura. Teste esta hipótese,
no nível de significância de 5% .
Sexo n
x
s
2
Masculino 1442 49,29 5,76
Feminino 1361 48,54 6,30
8. Vieira 290. Dez ratos machos adultos, criados em laboratório, foram separados aleatoria-
mente em dois grupos : um grupo foi tratado com a ração normalmente usada em laboratório, e
o outro grupo foi submetido a uma nova ração( experimental ). Decorrido certo período de tem-
po, pesaramse os ratos. Os pesos estão apresentados no quadro abaixo. Teste a hipótese de
que o peso médio dos ratos é o mesmo, para o dois tipos de ração.
Ração Padrão 200 180 190 190 180
Experimental 220 200 210 220 210
67
9. Vieira 260. Você tem uma hipótese : determinada doença é genética e dominante. Es-
perase então que a metade dos filhos de pessoas com a doença, tenha também a doença.
Como um teste preliminar para essa hipótese, você examina 40 filhos de pessoas e encon-
tra 14 deles com doença . Você rejeita sua hipótese inicial ?
10. Vieira 261. Com base nos dados apresentados no quadro abaixo, teste a hipótese de
que a proporção de recémnascidos defeituosos é a mesma, qualquer que tenha sido a
época em que a gestante foi atacada por rubéola. Considere α = 1% .
Época do ataque Condição
Normal Com defeito
Até o 3º mês 36 14 50
Depois do 3º mês 51 3 54
Total 87 17 104
11. Petrie 65. O quadro abaixo mostra o ganho de peso líquido diário de uma amostra
aleatória de 36 porcos em fase de crescimento em uma unidade de criação. A unidade de
criação espera um ganho de peso líquido diário de 607g nesse estágio de crescimento ba-
seada em indicadores de desempenho atuais. Verifique se esses valores são compatíveis
com o ganho de peso líquido diário médio de aproximadamente 607 g.
577 596 594 612 600 584
618 627 595 570 631 581
602 598 623 621 588 603
605 601 606 616 559 574
615 578 607 600 608 596
591 619 565 636 586 589
12. Petrie 86. Foram selecionadas aleatoriamente 50 camundongos dentre 100 camun-
dongos machos e castrados um dia após o nascimento ; foram comparados com os 50 ca-
mundongos remanescentes submetidos à cirurgia simulada. Os camundongos foram obser-
vados durante 140 dias e as amostras de sangue foram coletadas em intervalos de duas
semanas, iniciando aos 42 dias de idade. O quadro abaixo, mostra os resultados dos dadosdas coletas. Verificouse que a castração neonatal mais que duplicava a ocorrência de dia-
betes. Esta diferença é relevante ?
Camundongos Camundongos
castrados do grupo controle total
Com diabetes 26 12 38
Sem diabetes 24 38 62
Total 50 50 100
68
69
TABELAS DE TESTE
70
TABELA " t " STUDENT
71
TABELA DO QUI – QUADRADO
t
72
73
74
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ção . 2011, São Paulo.
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