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Estatística para Engenharia AULA P R O F º A N A L A R R A N A G A – A N A L A R R A @ P R O D U C A O . U F R G S . B R ENG09004 – Estatística para Engenharia ENG09004 – Estatística para Engenharia Considere os dados da tabela: Exercício 1 23,08 23,33 23,58 23,67 23,75 23,75 23,92 24,08 24,08 24,17 24,25 24,33 24,50 24,50 24,50 24,58 24,67 24,75 24,83 24,92 24,92 24,92 24,92 25,00 25,00 25,08 25,17 25,17 25,17 25,17 25,42 25,42 25,50 25,50 25,50 25,58 25,58 25,58 25,67 25,67 25,75 25,92 25,92 25,92 25,92 26,08 26,08 26,25 26,33 27,08 Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia Pede-se: 1. Tabela de Distribuição de Frequências. Considere Intervalos de Classe, Frequências Absoluta, Relativa, Acumulada Absoluta e Acumulada Relativa. 2. Histograma e Polígono de Frequências 3. Média, Mediana, Moda, 1º e 3º Quartis (modo simplificado), Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação 4. Boxplot. Existem outliers? 5. Tipo de distribuição 6. Considerando a especificação de 25±1, qual a probabilidade de produtos dentro dos parâmetros? 7. Identifique o valor limite de x, tal que 𝑃 𝑋 > 𝑥 = 0,15 8. Considere que os dados foram obtidos em 5 amostras de tamanho n=10 (conforme colunas da tabela). Estime 𝜇 e 𝜎. ENG09004 – Estatística para Engenharia 1. Mín = 23,08 → Limite Inferior (LI) = 23,00 Máx = 27,08 → Limite Superior (LS) = 27,10 𝐾 = 𝑛 = 50 = 7,07 𝑎 = (𝐿𝑆−𝐿𝐼) 𝐾 = (27,10−23,00) 7 ≈ 0,58 Resolução - Exercício 1 Intervalo de Classe Frequência Absoluta Frequência Relativa Frequência Acumulada Absoluta Frequência Acumulada Relativa 23,00 a 23,58 3 6% 3 6% 23,59 a 24,16 6 12% 9 18% 24,17 a 24,74 8 16% 17 34% 24,75 a 25,32 13 26% 30 60% 25,33 a 25,90 11 22% 41 82% 25,91 a 26,48 8 16% 49 98% 26,49 a 27,10 1 2% 50 100% ENG09004 – Estatística para Engenharia 2. Resolução - Exercício 1 obs: corrigir gráfico x valor no ponto médio de cada coluna, escala y Frequência absoluta ENG09004 – Estatística para Engenharia 2. Resolução - Exercício 1 obs: corrigir eixo x, valor no ponto médio do intervalo 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% ENG09004 – Estatística para Engenharia 3. 𝑀é𝑑𝑖𝑎 = 23,08 + ⋯+ 27,08 50 = 25,01 P𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎: 𝑛+1 2 → 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎 = 𝑋25+𝑋26 2 = 25,00+25,08 2 = 25,04 𝑀𝑜𝑑𝑎 = 24,92; 25,17; 25,92 4 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çõ𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑃𝑄1: 𝑛+1 4 = 12,75 → 𝑄1 = 24,33 × 0,25 + 24,50 × 0,75 = 24,46 𝑃𝑄3: 3(𝑛+1) 4 = 38,25 → 𝑄3 = 25,58 × 0,75 + 25,67 × 0,25 = 25,60 Resolução - Exercício 1 3 4 6 8 11 14 16 17 20 21 23 24 25% dos valores25% dos valores 25% dos valores 25% dos valores Q1 Q2 (mediana) Q3 ENG09004 – Estatística para Engenharia Considere os dados da tabela: Exercício 1 23,08 23,33 23,58 23,67 23,75 23,75 23,92 24,08 24,08 24,17 24,25 24,33 24,50 24,50 24,50 24,58 24,67 24,75 24,83 24,92 24,92 24,92 24,92 25,00 25,00 25,08 25,17 25,17 25,17 25,17 25,42 25,42 25,50 25,50 25,50 25,58 25,58 25,58 25,67 25,67 25,75 25,92 25,92 25,92 25,92 26,08 26,08 26,25 26,33 27,08 ENG09004 – Estatística para Engenharia 3. 𝑀é𝑑𝑖𝑎 = 23,08 + ⋯+ 27,08 50 = 25,01 P𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎: 𝑛+1 2 → 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎 = 𝑋25+𝑋26 2 = 25,00+25,08 2 = 25,04 𝑀𝑜𝑑𝑎 = 24,92; 25,17; 25,92 4 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çõ𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑃𝑄1: 𝑛+1 4 = 12,75 → 𝑄1 = 24,33 × 0,25 + 24,50 × 0,75 = 24,46 𝑃𝑄3: 3(𝑛+1) 4 = 38,25 → 𝑄3 = 25,58 × 0,75 + 25,67 × 0,25 = 25,60 Resolução - Exercício 1 3 4 6 8 11 14 16 17 20 21 23 24 25% dos valores25% dos valores 25% dos valores 25% dos valores Q1 Q2 (mediana) Q3 ENG09004 – Estatística para Engenharia 3. 𝑅 = 27,08 − 23,08 = 4,00 𝑆 = (23,08 − 25,01)2+⋯+ (27,08 − 25,01)2 50 = 0,859 𝐶𝑉 = 100 × 𝑆 𝑋 = 3,43% Resolução - Exercício 1 Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia Pede-se: 1. Tabela de Distribuição de Frequências. Considere Intervalos de Classe, Frequências Absoluta, Relativa, Acumulada Absoluta e Acumulada Relativa. 2. Histograma e Polígono de Frequências 3. Média, Mediana, Moda, 1º e 3º Quartis (modo simplificado), Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação 4. Boxplot. Existem outliers? 5. Tipo de distribuição 6. Considerando a especificação de 25±1, qual a probabilidade de produtos dentro dos parâmetros? 7. Identifique o valor limite de x, tal que 𝑃 𝑋 > 𝑥 = 0,15 8. Considere que os dados foram obtidos em 5 amostras de tamanho n=10 (conforme colunas da tabela). Estime 𝜇 e 𝜎. ENG09004 – Estatística para Engenharia 4. O item 3 apresenta: Mediana = 25,04; Q1 = 24,46; Q3 = 25,60 TC = Q3 – Q1 = 25,60 – 24,46 = 1,14 PIinf = Q1 – 1,5.TC = 24,46 – 1,5.1,14 = 22,75 Pisup = Q3 + 1,5.TC = 25,60 + 1,5.1,14 = 27,31 Xmín = 23,08; Xmáx = 27,08 LCinf = max(PIinf, Xmin) = 23,08; Lcsup = min(PIsup,Xmax) = 27,08 Não existem outliers! Resolução - Exercício 1 23,08 24,46 25,04 25,60 27,08 Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia Pede-se: 1. Tabela de Distribuição de Frequências. Considere Intervalos de Classe, Frequências Absoluta, Relativa, Acumulada Absoluta e Acumulada Relativa. 2. Histograma e Polígono de Frequências 3. Média, Mediana, Moda, 1º e 3º Quartis (modo simplificado), Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação 4. Boxplot. Existem outliers? 5. Tipo de distribuição 6. Considerando a especificação de 25±1, qual a probabilidade de produtos dentro dos parâmetros? 7. Identifique o valor limite de x, tal que 𝑃 𝑋 > 𝑥 = 0,15 8. Considere que os dados foram obtidos em 5 amostras de tamanho n=10 (conforme colunas da tabela). Estime 𝜇 e 𝜎. ENG09004 – Estatística para Engenharia 5. Distribuição normal, visto que: Média ≈ Mediana ≈ Moda Histograma se aproxima do formato da curva normal Resolução - Exercício 1 Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia Pede-se: 1. Tabela de Distribuição de Frequências. Considere Intervalos de Classe, Frequências Absoluta, Relativa, Acumulada Absoluta e Acumulada Relativa. 2. Histograma e Polígono de Frequências 3. Média, Mediana, Moda, 1º e 3º Quartis (modo simplificado), Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação 4. Boxplot. Existem outliers? 5. Tipo de distribuição 6. Considerando a especificação de 25±1, qual a probabilidade de produtos dentro dos parâmetros? 7. Identifique o valor limite de x, tal que 𝑃 𝑋 > 𝑥 = 0,15 8. Considere que os dados foram obtidos em 5 amostras de tamanho n=10 (conforme colunas da tabela). Estime 𝜇 e 𝜎. ENG09004 – Estatística para Engenharia 6. LEI = 24,00 LES = 26,00 P{24,00 ≤ x ≤ 26,00} = P{x ≤ 26,00} – P{x ≤ 24,00} 𝑃 𝑍 ≤ 26,00 − 25,01 0,859 − 𝑃 𝑍 ≤ 24,00 − 25,01 0,859 𝑃 𝑍 ≤ 1,15 − 𝑃 𝑍 ≤ −1,18 = 0,8749 − 0,1190 = 0,7559 = 75,59% Resolução - Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia 7. P{X > x} = 1- P{X ≤ x} = 1 − 𝑃 𝑍 ≤ 𝑥−25,01 0,859 = 0,15 𝑃 𝑍 ≤ 𝑥−25,01 0,859 = 0,85 Tabela Z = 1,04 Assim, 1,04 = 𝑥−25,01 0,859 X = 25,90 Resolução - Exercício 1 Exercício 1 ENG09004 – Estatística para Engenharia Pede-se: 1. Tabela de Distribuição de Frequências. Considere Intervalos de Classe, Frequências Absoluta, Relativa, Acumulada Absoluta e Acumulada Relativa. 2. Histograma e Polígono de Frequências 3. Média, Mediana, Moda, 1º e 3º Quartis (modo simplificado), Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação 4. Boxplot. Existem outliers? 5. Tipo de distribuição 6. Considerando a especificação de 25±1, qual a probabilidade de produtos dentro dos parâmetros? 7. Identifique o valor limite de x, tal que 𝑃 𝑋 > 𝑥 = 0,15 8. Considere que os dados foram obtidos em 5 amostras de tamanho n=10 (conforme colunas da tabela). Estime 𝜇 e 𝜎. ENG09004 – Estatística para Engenharia 8. Resolução- Exercício 1 23,08 23,33 23,58 23,67 23,75 23,75 23,92 24,08 24,08 24,17 24,25 24,33 24,50 24,50 24,50 24,58 24,67 24,75 24,83 24,92 24,92 24,92 24,92 25,00 25,00 25,08 25,17 25,17 25,17 25,17 25,42 25,42 25,50 25,50 25,50 25,58 25,58 25,58 25,67 25,67 25,75 25,92 25,92 25,92 25,92 26,08 26,08 26,25 26,33 27,08 24,85 24,93 25,03 25,07 25,17 Média 𝑋 = 𝜇 = 24,85 + ⋯+ 25,17 5 = 25,01 𝜎𝑥 = (24,85 − 25,01)2+⋯+ (25,17 − 25,01)2 5 − 1 𝜎𝑥 = 0,1241 𝜎= 𝜎𝑥 × 𝑛 = 0,1241 x 10 = 0,3924 Exercício 2 ENG09004 – Estatística para Engenharia Uma peça cromada resiste a um ensaio de corrosão por três dias em média, com desvio padrão de 6 horas. Assuma que a resistência tem distribuição normal e calcule: 1. A probabilidade de uma peça resistir mais que 3,5 dias. 2. A probabilidade de uma peça resistir entre 60 e 70 horas. 3. Sabe-se que 71,9 % das peças resistem menos que um certo número de horas, qual é esse valor? ENG09004 – Estatística para Engenharia 1. 𝜇 = 72 ℎ 𝜎 = 6 ℎ 𝑃 𝑋 > 84 = 1 − 𝑃 𝑥 ≤ 84 𝑃 𝑍 ≤ 84 − 72 6 = 𝑃{𝑍 ≤ 2} 𝑃 𝑋 > 84 = 1 − 0,9772 = 0,0228 = 2,28% Resolução - Exercício 2 ENG09004 – Estatística para Engenharia 2. P{60 ≤ x ≤ 70} = P{x ≤ 70} – P{x ≤ 60} 𝑃 𝑍 ≤ 70 − 72 6 − 𝑃 𝑍 ≤ 60 − 72 6 𝑃 𝑍 ≤ −0,33 − 𝑃 𝑍 ≤ −2 = 0,3707 − 0,0228 = 0,3479 = 34,79% Resolução - Exercício 2 ENG09004 – Estatística para Engenharia 3. 𝑃 𝑍 ≤ 𝑥−72 6 = 0,719 Tabela: Z = 0,58 0,58 = 𝑥−72 6 x = 75,48 h Resolução - Exercício 2 Exercício 3 ENG09004 – Estatística para Engenharia Suponha que numa linha de produção a probabilidade de se obter uma peça defeituosa (sucesso) é p = 0,1. Toma-se uma amostra de 10 peças para serem inspecionadas. Qual a probabilidade de se obter: 1. Uma peça defeituosa? 2. Nenhuma peça defeituosa? 3. Duas peças defeituosas? 4. No mínimo duas peças defeituosas? 5. No máximo duas peças defeituosas? ENG09004 – Estatística para Engenharia 1. Distribuição Binomial 𝑃 𝑋 = 1 = 10 1 (0,1)1(1 − 0,1)10−1= 10! 1! 10 − 1 ! 0,1(0,9)9= 0,3874 2. 𝑃 𝑋 = 0 = 10 0 (0,1)0(1 − 0,1)10−0= 10! 0! 10 − 0 ! (0,9)10= 0,3486 3. 𝑃 𝑋 = 2 = 10 2 (0,1)2(1 − 0,1)10−2= 10! 2! 10 − 2 ! (0,1)2(0,9)8= 0,1937 Resolução - Exercício 3 P x p pxn x n x( ) ( ) 1 )!(! ! xnx nn x ENG09004 – Estatística para Engenharia 4. 𝑃 𝑋 ≥ 2 = 1 − 𝑃 𝑋 = 0 − 𝑃 𝑋 = 1 = 1 − 0,3486 − 0,3874 = 0,264 5. 𝑃 𝑋 ≤ 2 = 𝑃 𝑋 = 0 + 𝑃 𝑋 = 1 + 𝑃 𝑋 = 2 = 0,3486 + 0,3874 + 0,1937 𝑃 𝑋 ≤ 2 = 0,9297 Resolução - Exercício 3 Exercício 4 ENG09004 – Estatística para Engenharia O tempo até a falha do ventilador de motores a diesel tem uma distribuição Exponencial com parâmetro 𝜆 = 1 28700 horas. Qual a probabilidade de um destes ventiladores falhar nas primeiras 24000 horas de funcionamento? ENG09004 – Estatística para Engenharia 1. Distribuição Exponencial 𝜆 = 1 28700 𝑃 𝑇 ≤ 24000 = 1 − 𝑒−𝜆𝑡 = 1 − 𝑒− 24000 28700 = 0,5666 Resolução - Exercício 4 t1}{ etTP Exercício 5 ENG09004 – Estatística para Engenharia Considere um processo que têm uma taxa de 0,2 defeitos por unidade. Qual a probabilidade de uma unidade qualquer apresentar: a) dois defeitos? b) um defeito? c) zero defeito? ENG09004 – Estatística para Engenharia 1. 𝜆 = 0,2 Defeito por unidade → Distribuição de Poisson 𝑃 𝑋 = 2 = 𝑒−0,2(0,2)2 2! = 0,0164 2. 𝑃 𝑋 = 1 = 𝑒−0,2(0,2)1 1! = 0,1637 3. 𝑃 𝑋 = 0 = 𝑒−0,2(0,2)0 0! = 0,8187 Resolução - Exercício 5 ! )( x e xP x
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