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GABARITO DISCIPLINA MEE001 - Estatística APLICAÇÃO 24/06/2020 CÓDIGO DA PROVA P011/P013 QUESTÕES OBJETIVAS Questão 1.1 A resposta correta é: �̅� = 10, 𝑀𝑑 = 10,5, 𝑆2 = 14,286, 𝐶𝑉 = 0,378 Justificativa 1. Média: �̅� = 7 + 10 + 5 + 12 + 16 + 11 + 13 + 6 8 = 80 8 = 𝟏𝟎 2. Mediana: ordenando os valores de forma crescente, obtemos: 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 16. A posição da mediana é dada por: 𝑃𝑜𝑠 𝑀𝑑 = 𝑛 + 1 2 = 9 2 = 4,5 Portanto, a mediana será: 𝑀𝑑 = 10 + 11 2 = 21 2 = 𝟏𝟎, 𝟓 3. Variância amostral: 𝑆2 = ∑ (𝑥𝑖 − �̅�) 28 𝑖=1 𝑛 − 1 𝑆2 = (7 − 10)2 + (10 − 10)2 + (5 − 10)2 +⋯+ (13 − 10)2 + (6 − 10)2 7 = 100 7 = 𝟏𝟒, 𝟐𝟖𝟔 4. Coeficiente de variação: 𝐶𝑉 = 𝑆 �̅�⁄ = √14,286 10 ⁄ = 3,78 10⁄ = 𝟎, 𝟑𝟕𝟖 Questão 1.2 A resposta correta é: (i) 0,594; (ii) 0,908 Justificativa Considere X = número de defeitos no piso laminado. (i) Do enunciado, 𝜆 = 2 50⁄ = 0,04 ( 𝑑𝑒𝑓𝑒𝑖𝑡𝑜𝑠 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠⁄ ) e 𝑡 = intervalo de 50 metros quadrados de piso. P(X ≥ 2) = 1 − P(X = 0) − P(X = 1) = 1 − [ e−0,04×50(0,04 × 50)0 0! + e−0,04×50(0,04 × 50)1 1! ] = = 1 − [ e−2 ∙ 1 1 + e−2 ∙ 2 1 ] = 1 − 3e−2 = 1 − 0,406 = 𝟎, 𝟓𝟗𝟒. (ii) Do enunciado, 𝜆 = 2 50⁄ = 0,04 ( 𝑑𝑒𝑓𝑒𝑖𝑡𝑜𝑠 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠⁄ ) e t = intervalo de 100 metros quadrados de piso. 𝑃(𝑋 > 1) = 1 − (P(X = 0) + 𝑃(𝑋 = 1)) = = 1 − [ e−0,04×100(0,04 × 100)0 0! + 𝑒−0,04×100(0,04 × 100)1 1! ] = 1 − [ e−4 ∙ 40 1 + e−4 ∙ 41 1 ] = = 1 − [𝑒−4 + 4𝑒−4] = 1 − 5𝑒−4 = 1 − 0,092 = 𝟎, 𝟗𝟎𝟖. Questão 1.3 A resposta correta é: 0,14686 Justificativa Seja X = índice pluviométrico mensal durante a estação chuvosa na cidade de Palmas. Do enunciado, tem-se, que durante a estação chuvosa, o Índice Pluviométrico mensal em Palmas segue uma distribuição normal com parâmetros μ = 212,60 mm e σ2 = 144 mm2. Queremos encontrar P(X < 200). 𝑍 = 𝑥 − 𝜇 𝜎 = 200 − 212,6 √144 = −12,6 12 = −1,05 Logo, P(X < 200) = P(Z < −1,05) = 0,5 − 0,35314 = 𝟎, 𝟏𝟒𝟔𝟖𝟔. Questão 1.4 A resposta correta é: (i) 0,626; (ii) 0,465 Justificativa Abaixo, as probabilidades são indicadas por letras (i)-(vi). Por exemplo, P(comprar terno)=(i). TERNO CAMISA COMPRAR COMPRAR NÃO COMPRAR COMPRAR NÃO COMPRAR NÃO COMPRAR Do enunciado, temos que: P(comprar terno e camisa) = (i)∙(iii) = 0,20 P(comprar terno e não comprar camisa) = (i)∙(iv) = 0,50 P(comprar camisa | não comprou terno) = (v) = 0,58 P(não comprar terno) = (ii) = 0,30 (i) Devemos encontrar 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎). Note que 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎) = = 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎 𝑒 𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜) ⏟ (𝑖𝑖)(𝑣𝑖) + 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎 𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜)⏟ (𝑖)(𝑖𝑣) . Como 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎| 𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜)⏟ (𝑣𝑖) + 𝑃(𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎| 𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜)⏟ (𝑣) = 1, então, 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎| 𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜)⏟ (𝑣𝑖) = 1 − (𝑣) = 1 − 0,58 = 0,42. Logo, 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎) = (𝑖𝑖)(𝑣𝑖) + (𝑖)(𝑖𝑣) = 0,30 ∙ 0,42 + 0,50 = 𝟎, 𝟔𝟐𝟔. (ii) Devemos encontrar 𝑃(𝑁ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜|𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎). Pelo Teorema de Bayes, temos: 𝑃(𝑁ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜|𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎) = i ii iii iv v vi = 𝑃(𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎|𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑜𝑢 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜) × 𝑃(𝑁ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜) 𝑃(𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎)⁄ = = (𝑣)(𝑖𝑖) (1 − 𝑃(𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑖𝑠𝑎))⁄ = 0,58 × 0,30 (1 − 0,626)⁄ = 0,174 0,374⁄ = 𝟎, 𝟒𝟔𝟓 QUESTÕES DISSERTATIVAS Questão 2 Duas lojas especializadas são responsáveis pela representação e venda dos produtos de uma fábrica nacional de médio porte. A fábrica tem interesse em avaliar a qualidade do atendimento prestado por essas lojas e, para isso, analisará a proporção de clientes satisfeitos com o atendimento realizado por cada uma delas. Após acesso ao banco de dados, o responsável entrou em contato com os últimos 100 clientes de cada uma das lojas e obteve que, dos últimos 100 clientes da loja A, 65 afirmaram estar satisfeitos com o atendimento enquanto, dos últimos 100 clientes da loja B, 75 mostraram-se satisfeitos. i. Considerando um nível de confiança de 95%, encontre o intervalo de confiança da proporção de clientes satisfeitos da Loja A. ii. Considerando um nível de confiança de 95%, encontre o intervalo de confiança da proporção de clientes satisfeitos da Loja B. RESOLUÇÃO i) Seja 𝜋𝐴 = proporção (populacional) de clientes satisfeitos da loja A e 𝑝𝐴 = proporção (amostral) de clientes satisfeitos da loja A. Do enunciado, 𝑝𝐴 = 65 100⁄ = 0,65. Como as condições 𝑛𝑝 > 5 e 𝑛(1 − 𝑝) > 5 são válidas, podemos construir o IC. O valor crítico da tabela é: 1 − α = 95% → α = 5% → α 2⁄ = 2,5% = 0,025. 0,5 − α 2⁄ = 0,5 − 0,025 = 0,475 𝑧(α 2⁄ ) = 1,96 e a semi-amplitude do IC é dada por: 𝑒0 = 𝑧𝛼 2 √ 𝑝𝐴(1 − 𝑝𝐴) 𝑛 = 1,96√ 0,65(1 − 0,65) 100 = 1,96√ 0,2275 100 = 1,96 × 0,0477 = 0,0935. Portanto, 𝑃(𝑝𝐴 − 𝑒0 ≤ 𝜋𝐴 ≤ 𝑝𝐴 + 𝑒0) = 1 − 𝛼 𝑃(0,65 − 0,0935 ≤ 𝜋𝐴 ≤ 0,65 + 0,0935) = 1 − 0,05 𝑷(𝟎, 𝟓𝟓𝟔𝟓 ≤ 𝝅𝑨 ≤ 𝟎, 𝟕𝟒𝟑𝟓) = 𝟎, 𝟗𝟓 ii) Seja πB = proporção (populacional) de clientes satisfeitos da loja B e pB = proporção (amostral) de clientes satisfeitos da loja B. Do enunciado, 𝑝𝐵 = 75 100⁄ = 0,75. Como as condições 𝑛𝑝 > 5 e 𝑛(1 − 𝑝) > 5 são válidas, podemos construir o IC. O valor crítico da tabela é: 1 − α = 95% → α = 5% → α 2⁄ = 2,5% = 0,025. 0,5 − α 2⁄ = 0,5 − 0,025 = 0,475 𝑧(0,025) = 1,96 e a semi-amplitude do IC é dada por: 𝑒0 = 𝑧𝛼 2 √ 𝑝𝐵(1 − 𝑝𝐵) 𝑛 = 1,96√ 0,75(1 − 0,75) 100 = 1,96√ 0,1875 100 = 1,96 × 0,0433 = 0,0849. Portanto, 𝑃(𝑝𝐵 − 𝑒0 ≤ 𝜋𝐵 ≤ 𝑝𝐵 + 𝑒0) = 1 − 𝛼 𝑃(0,75 − 0,0849 ≤ 𝜋𝐵 ≤ 0,75 + 0,0849) = 1 − 0,05 𝑷(𝟎, 𝟔𝟔𝟓𝟏 ≤ 𝝅𝑩 ≤ 𝟎, 𝟖𝟑𝟒𝟗) = 𝟎, 𝟗𝟓 Rubricas | critérios de correção Valor total do item (i): 1,0 ponto. 1. Cálculo da semi-amplitude 𝑒0 (valor 0,6). Obs.: caso o aluno apresente a fração 1,96√ 0,65(1−0,65) 100 , mas não obtenha o valor da semi- amplitude 𝑒0, descontar 50% (valor 0,3). 2. Apresentação do limite inferior e do limite superior do intervalo de confiança (valor 0,4). Valor total do item (ii): 1,0 ponto. 1. Cálculo correto da semi-amplitude 𝑒0 (valor 0,6). Obs.: caso o aluno apresente a fração 1,96√ 0,75(1−0,75) 100 , mas não obtenha o valor da semi- amplitude 𝑒0, descontar 50% (valor 0,3). Apresentação do limite inferior e do limite superior do intervalo de confiança (valor 0,4). Questão 3 Um fabricante de pneus afirma que a vida útil média de um determinado modelo é de 60.000 km. Com o objetivo de verificar se essa afirmação é verdadeira, 8 pneus desse modelo foram testados, obtendo uma vida útil média de �̅� = 59.395,20 km com variância amostral 𝑠2 = 130.000 km2. Com base nos dados obtidos, adotando um teste bilateral e um nível de confiança de 95%, pode-se considerar que a afirmação desse fabricante é verdadeira? Lembre-se que o teste de hipótese é composto pelos seguintes passos: Passo 1 – Determinar o parâmetro de interesse (média, proporção ou variância); Passo 2 – Definir a hipótese a ser testada H0; Passo 3 – Definir a hipótese alternativa H1; Passo 4 – Calcular o valor a ser comparado utilizando a estatística de teste apropriada; Passo 5 – Delimitar a região de rejeição, valor crítico para comparar o valor anterior; Passo 6 – Comparar os valores obtidos; Passo 7 – Decidir pela rejeição ou aceitação da hipótese H0; Passo8 – Concluir, baseando-se na aceitação ou rejeição da hipótese H0. RESOLUÇÃO Passo 1 – Parâmetro de interesse: duração (em km) média dos pneus desse modelo. Passo 2 – Definir a hipótese a ser testada H0: 𝐻0: 𝜇 = 60.000 (a duração média dos pneus é 60.000 km, ou seja, a informação dada pelo fabricante é verdadeira). Passo 3 – Definir a hipótese alternativa H1: 𝐻1: 𝜇 ≠ 60.000 (a duração média dos pneus não é 60.000 km, ou seja, a informação dada pelo fabricante é incorreta). Passo 4 – Calcular o valor a ser comparado utilizando a estatística de teste apropriada. 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 = �̅� − 𝜇 𝑠 √𝑛 ⁄ = 59395,20 − 60000 √130000 8⁄ = − 604,80 127,475 = −4,744 Passo 5 – Delimitar a região de rejeição, valor crítico para comparar o valor anterior. Para 𝑛 = 8, 𝑡𝑐𝑟𝑖𝑡 = 𝑡2,5% ,7 = 2,365. Logo, o critério de rejeição da Hipótese H0 será 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 < −2,365 ou 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 > +2,365. Passos 6, 7 e 8 – Comparar os valores obtidos; decidir pela rejeição ou aceitação da hipótese H0; concluir, baseando-se na aceitação ou rejeição da hipótese H0. Temos que 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 < 𝑡𝑐𝑟𝑖𝑡 . Logo, 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 está na região de rejeição da hipótese H0. Como 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 está na região de rejeição da hipótese H0, devemos aceitar H1. Logo, há indícios de que a duração média dos pneus não é de 60.000 km, ou seja, a informação dada pelo fabricante é incorreta. Rubricas | critérios de correção 1. Definir hipótese H0 corretamente – valor 0,3 ponto. 2. Definir hipótese H1 corretamente – valor 0,3 ponto. 3. Calcular o valor 𝑡𝑐𝑎𝑙𝑐 = −4,744 – valor 0,5 ponto. 4. Obter o valor crítico OU delimitar a região de rejeição de H0 – valor 0,5 ponto. 5. Concluir corretamente: (i) sobre a rejeição de H0 OU (ii) que a duração média dos pneus não é 60.000 km OU (iii) a informação dada pelo fabricante é incorreta – valor 0,4 ponto.
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