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ESTATÍSTICA Definições de Estatística Ciência que trata do delineamento, colheita, organização, sumarização, apresentação e análise de dados, bem como, na obtenção de conclusões válidas e tomada de decisões em diversos campos do conhecimento: engenharias, campo da saúde, biologia, farmácia, biofísica etc. ESTATÍSTICA Estatística é o estudo das populações, das variações e dos métodos de redução de dados (R. A. Fisher) Considerações Importantes Uma etapa importante no trabalho científico é a divulgação à comunidade dos resultados obtidos. É assim que a contribuição do trabalho ao patrimônio científico da humanidade é colocada à disposição de todos. Essa divulgação é feita em revistas científicas especializadas de circulação nacional e internacional e obedece a certos padrões na sua apresentação. Durante os cursos de graduação e pós- graduação (não importa a carreira escolhida), muitos, provavelmente, terão alguma bolsa de pesquisa, farão algum estágio e principalmente publicarão trabalhos em revistas científicas. Considerações Importantes (cont.) Tais atividades requerem do aluno a apresentação de seu trabalho (resultados) de forma compatível com os padrões acadêmicos nacionais e internacionais. Além disso, na atividade profissional de cada um, certamente haverá a necessidade de apresentar relatórios, projetos e estudos desenvolvidos para seus clientes. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA ESTATÍSTICA Não basta a observação dos fenômenos, é preciso estudar as causas, para que daí se chegue à determinação das leis segundo as quais uma certa causa produz um determinado efeito. Nascida como uma simples compilação de números, a Estatística evoluiu até hoje como um poderoso instrumento para pesquisar as ligações existentes entre os fenômenos. http://www.ime.usp.br/~daniest/historia.pdf http://www.ime.usp.br/~daniest/historia.pdf A origem da Estatística pode ser buscada desde a época antes de Cristo, onde eram feitas simples enumerações para atender às necessidades do momento. No tempo dos romanos, já havia uma tentativa de registro e o nascimento de Jesus Cristo aconteceu sua Família encaminhava-se para sua cidade natal, para ser recenseada. Hoje a Estatística prova que é uma poderosa ferramenta necessária e indispensável no tratamento de grande quantidade de informações ou na tomada de decisões, baseada na inferência amostral. Desenvolvimento PRIMEIRA FASE Estados ordenaram estudos para melhor conhecerem determinadas características da população. TERCEIRA FASE Desenvolvimento do Cálculo de Probabilidades e o Início do uso da Inferência Estatística. SEGUNDA FASE Análise de observações numéricas de saúde pública, nascimentos, mortes e comércio para criar leis quantitativas com o intuito de traduzir fenômenos sociais e políticos. QUARTA FASE Início de uma dependência de diversas áreas do saber com a Estatística. Fluxo Necessário para Resultados Consistentes Importância do Fluxo O papel da Estatística na pesquisa científica é contribuir com o investigador -na formulação das hipóteses estatísticas e fixação das regras de decisão, - no fornecimento de técnicas para um eficiente delineamento de pesquisa, - na colheita, tabulação e análise dos dados (estatística descritiva) - e em fornecer testes de hipóteses a serem realizados, de tal modo que a incerteza da inferência possa ser expressa em um nível probabilístico pré-fixado (inferência estatística) Observações Importantes: Como as informações provêm de um conjunto menor que a população, cometem-se erros ao se fazer uma inferência. Esses erros são quantificados por um valor numérico, denominado probabilidade. O erro mencionado neste contexto não deve ser confundido com engano, erro de mensuração. É conseqüência inevitável da tentativa de generalizações ou da flutuação de amostra para amostra. Amostra e População • População (universo) = conjunto de todos os possíveis valores de uma variável ou característica. • Amostra = conjunto de observações extraída de uma população. Tipos de amostras e amostragem Amostragens Não probabilísticas Básicas: 1. Conveniência( acidental) 2. Intencional (julgamento) 3. Cotas (proporcional) Variações 1. Tráfego 2. Autogerada 3. Desproporcional Probabilísticas 1.Aleatória simples 2.Aleatória estratificada 3.Conglomerado 1. Sistemática 2. Área Não probabilísticas Probabilísticas Cada elemento da população tem uma chance conhecida e diferente de zero de ser selecionado para compor a amostra • A seleção dos elementos da população são para compor a amostra depende, ao menos em parte, do julgamento do pesquisador ou do entrevistador no campo. • Não há nenhuma chance conhecida de que um elemento qualquer da população venha a fazer parte da amostra. Tipos de amostras e amostragem Tipos de amostras e amostragem Qual processo de amostragem escolher? O problema e objetivo de pesquisa O tipo de pesquisa A acessibilidade aos elementos da população A disponibilidade ou não de ter os elementos da população em um rol A representatividade desejada ou necessária A oportunidade apresentada pela ocorrência de fatos ou eventos A disponibilidade de tempo recursos financeiros e humanos etc etc etc Deve-se levar em conta... Tipos de amostras e amostragem Razões para o uso de amostragens não probabilísticas • poder ser a de não existir outra alternativa viável (a população toda não está disponível para ser sorteada) • a amostragem probabilística é tecnicamente superior na teoria, mas na prática, ocorrem problemas em sua aplicação que enfraquecem essa superioridade • a obtenção de uma amostra de dados que reflita precisamente a população não seja o propósito principal da pesquisa: não há intenção de generalizar os dados obtidos na amostra para toda a população • não disponibilidade de tempo e recursos financeiros, materiais e humanos necessários para a realização de uma pesquisa com amostragem probabilística • os dados sobre a população(número, listagens, etc) não são ou não estão disponíveis Amostragem não probabilística Por conveniência • Os entrevistados são escolhidos por conveniência dos pesquisador (se encontram no lugar exato no momento certo) • é a menos confiável • é barato e simples • utiliza-se para testar ou para obter idéias sobre determinado assunto de interesse • prestam-se muito bem aos objetivos da pesquisa exploratória Exemplos: uso de estudantes, grupos de igrejas, membros de organizações sociais, lojas de departamentos, questionários destacáveis em revistas, entrevistas com “pessoas na rua”. Intencionais • São selecionados com base no julgamento do pesquisador, que usando sua experiência, escolhe os elementos a serem incluídas na amostra. Exemplos: testes de mercado para determinar potencial de um novo produto, seleção de distritos eleitorais representativos para uma pesquisa de voto. Amostragem não probabilística Por quotas Um dos métodos de amostragem mais comumente usados em levantamentos de mercado e em prévias eleitorais. Ele abrange três fases: 1ª - classificação da população em termos de propriedades que se sabe, ou presume, serem relevantes para a característica a ser estudada; 2ª - determinação da proporção da população para cada característica, com base na constituição conhecida, presumida ou estimada, da população; 3ª - fixação de quotas para cada entrevistador a quem tocará a responsabilidade de selecionar entrevistados, de modo que a amostra total observada ou entrevistada contenha a proporção e cada classe tal como determinada na 2ª fase. Exemplo: Numa pesquisa sobre o "trabalho dasmulheres na atualidade". Provavelmente se terá interesse em considerar: a divisão cidade e campo, a habitação, o número de filhos, a idade dos filhos, a renda média, as faixas etárias etc. A primeira tarefa é descobrir as proporções (porcentagens) dessas características na população. Imagina-se que haja 47% de homens e 53% de mulheres na população. Logo, uma amostra de 50 pessoas deverá ter 23 homens e 27 mulheres. Então o pesquisador receberá uma "quota" para entrevistar 27 mulheres. A consideração de várias categorias exigirá uma composição amostral que atenda ao n determinado e às proporções populacionais estipuladas. Amostragem probabilística Probabilística simples(Aleatória simples) - AAS Cada elemento da população tem uma chance conhecida, diferente de zero, idêntica à dos outros elementos, de ser selecionado para compor a amostra Uma amostra de tamanho n Retirada de uma população de tamanho N toda amostra possível de tamanho n tenha a mesma probabilidade de ser selecionada Cada elemento da população terá a mesma probabilidade de pertencer à amostra. Para selecionar de uma amostra aleatória simples precisamos ter uma lista completa de unidades amostrais). Amostragem probabilística Probabilística simples(Aleatória simples) -AAS EXEMPLO: Para realizar a seleção das unidades amostrais, devemos inicialmente atribuir um número a cada uma delas. QUADRO 1 – POPULAÇÃO DE CLIENTES Leonardo Fabiano Eric Kátia Renne Shirlei Paulo Danielle Mariana Valeria Renato Andréa Leandro Neila Antonio Claudia Jurandir Jose Pires Maria Tereza Renata Fernando Diego Aparecida Maristela Luis Carlos Emanuel Alessandra Flavia Fabio Marcelo Juliana Sandra Extraindo uma amostra, por exemplo, de tamanho n = 5, de forma aleatória, poderíamos ter a seguinte configuração: {02, 12, 32, 26, 9} {Renne, Neila, Sandra, Danielle, Fabiano} QUADRO 2 – POPULAÇÃO DE CLIENTES 01 Leonardo 09 Fabiano 17 Eric 25 Kátia 02 Renne 10 Shirlei 18 Paulo 26 Danielle 03 Mariana 11 Valeria 19 Renato 27 Andréa 04 Leandro 12 Neila 20 Antonio 28 Claudia 05 Jurandir 13 Jose Pires 21 Maria Tereza 29 Maristela 06 Fernando 14 Diego 22 Aparecida 30 Flavia 07 Luis Carlos 15 Emanuel 23 Alessandra 31 Renata 08 Fabio 16 Marcelo 24 Juliana 32 Sandra Amostragem probabilística Probabilística simples(Aleatória simples) Amostragem probabilística Consiste na divisão da população em subgrupos internamente homogêneos e, externamente heterogêneos,, com respeito às variáveis em estudo. Escolhidos os diversos estratos Seleção de uma AAS em cada estrato de forma independente. Amostragem Aleatória Estratificada – AAE Amostragem probabilística Amostragem Aleatória Estratificada – AAE Caso particular de AAS A proporcionalidade do tamanho de cada estrato da população é mantida na amostra. Amostragem probabilística Amostragem Aleatória Estratificada – AAE População de clientes, segundo a loja e o valor gasto na compra Loja Cliente Valor da compra Loja Cliente Valor da compra Loja Cliente Valor da compra A1 18 B1 35 C1 60 A2 26 B2 40 C2 65 A3 20 B3 45 C3 68 A4 28 B4 50 C4 70 A5 25 B5 55 C5 75 A6 30 B6 50 C6 70 A7 30 B7 45 C7 70 A8 25 B8 40 C8 75 A9 18 B9 40 C9 65 A A10 20 B10 40 C10 60 B11 35 C11 60 B12 35 C12 65 B13 50 C13 65 B14 50 C C14 68 B15 45 B B16 45 Exemplo Vamos supor que obtivemos {A3, A6, A2, A8} para o estrato correspondente à Loja A. A amostra {B3, B1, B15, B12, B9, B10} para o estrato correspondente à Loja B atletismo e a amostra {C11, C14, C4, C7, C5} para o estrato correspondente à Loja C. TABELA 1 – CÁLCULO DO TAMANHO DA AMOSTRA EM CADA ESTRATO Loja Proporção na População Tamanho do subgrupo na amostra A 10/40 = 0,25 ou 25% 15 0,25 = 3,8 4 B 16/40 = 0,40 ou 40% 15 0,40 = 6 C 14/40 = 0,35 ou 35% 15 0,35 = 5,3 5 Amostragem probabilística Amostragem Aleatória Estratificada – AAE Consiste na divisão da população em subgrupos internamente heterogêneos e externamente homogêneo, com respeito às variáveis em estudo. Escolhidos os diversos estratos Seleção de uma AAS em cada conglomerado. Amostragem Aleatória por Conglomerados (cluster) – AAC Ex.: Uma amostra de eleitores pode ser obtida pelo sorteio de um número de domicílios, trabalhadores por uma amostra de empresas ou estudantes por uma amostra de escolas ou classes. O que caracteriza bem o planejamento amostral de conglomerados é que a unidade amostral contém mais de um elemento da população. n N k N = Tamanho da população; n = Tamanho da amostra. Requer uma listagem dos itens da população. Se os itens da lista não se apresentam numa ordem determinada, a amostragem sistemática pode dar uma amostra realmente aleatória, escolhendo-se cada k-ésimo item da lista, onde: EXEMPLO: N=32 n=5 = k=32/5=6,4 k 6 Vamos supor que o número “03” é o sorteado(entre 1 a 6), ou seja, o primeiro cliente da amostra é a “Mariana”. Os demais são obtidos pelo intervalo de seleção “6”, a partir da Mariana, resultando na seguinte amostra: (3) (9) (15) (21) (27) {Mariana, Fabiano, Emanuel, Maria Tereza, Andréa} Amostragem Sistemática Amostragem probabilística DIMENSIONAMENTO DA AMOSTRA: • Tamanho da Amostra para Estimar a Média populacional (): 222 22 z e)1N( z N n • Tamanho da Amostra para Estimar a Proporção populacional (p): 2 22 e z n N = Tamanho da população; Z2 = Ponto da distribuição normal padrão; 2 = Variância populacional; e = Erro de estimação. 2 2 e qp z n N = Tamanho da população; Z2 = Ponto da distribuição normal padrão; p = Proporção populacional da característica Estudada q = 1 – p; e = Erro de estimação. Amostragem probabilística qpze)1N( qpzN n 22 2 EXEMPLO: Um banco privado deseja realizar uma pesquisa para estimar a proporção de funcionários que estão interessados em aderir ao Plano de Demissão Voluntária (PDV), a ser implementado pela empresa. Nesse banco existem 500 funcionários onde, em pesquisas anteriores sobre o grau de satisfação em relação às condições de trabalho, foi constatado que 30% deles não estavam satisfeitos com tais condições. Para determinarmos o tamanho da amostra, necessário para estimar p (proporção populacional de funcionários que querem aderir ao PDV), com um erro de 5% em ambos os sentidos, com 95% de confiança, podemos utilizar a proporção de funcionários insatisfeitos com as condições de trabalho oferecidas pelo banco para estimar p (p = 30% = 0,3), partindo da suposição que os insatisfeitos tendem a aderir ao PDV. Sabe-se que: N = 500 p = 0,3 1 – p = 0,7 e = 0,05 Z = 1,96 n 197 funcionários. 4,196 )7,03,096,1()05,0()1500( 7,03,0)96,1(500 n 22 2 Amostragem probabilística
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