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ESTATÍSTICA PARA PROFESSORES PADRÃO- RESPOSTA 2 CAPÍTULO I Atividades de Estudo LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Com base nas variáveis estatísticas, associe os itens utilizando o código a seguir: I- Variável quantitativa discreta. II- Variável quantitativa contínua. III- Variável qualitativa nominal. IV- Variável qualitativa ordinal. ( ) Número de alunos de uma turma. ( ) Estatura das pessoas. ( ) Peso das pessoas. ( ) Notas numéricas da disciplina de Estatística. ( ) Classificação em um processo seletivo. ( ) Sexo. ( ) Cor dos cabelos de uma mulher. ( ) Produção de soja no Rio Grande do Sul. ( ) Cor dos olhos das pessoas. ( ) Funcionários de uma empresa. ( ) Peças produzidas por uma máquina. ( ) Títulos de um clube de futebol. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) I – II – II – III – IV – I – II – IV – III – I – II – I. b) (x) I – II – II – II – IV – III – III – II – III – I – I – IV. c) ( ) I – II – III – IV – IV – III – I – II – III – III – I – IV. d) ( ) II – I – II – II – III – III – III – II – IV – II – II – I. 2 Usando a regra do arredondamento, aproxime esses resultados para um número inteiro: 100,95 28,5 1,5 3 7,88 26,54 23,4 119,18 16,391 13,26 15,92 Gabarito: a) 101 b) 29 c) 2 d) 8 e) 27 f) 23 g) 119 h) 16 i) 13 j) 16 3 Usando a regra do arredondamento, aproxime esses resultados para um número decimal: 10,835 23,056 123,6501 48,850 0,892 78,95 10,25 199,973 Gabarito: a) 10,8 b) 23,1 c) 123,7 d) 48,9 e) 0,9 f) 79,0 g) 10,3 h) 200,0 4 4 Usando a regra do arredondamento, aproxime esses resultados para um número centesimal: 46,72 253,4562 0,862 299,951 37,419 1,0835 123,842 9,51903 28,235 10,215 Gabarito: a) 46,73 b) 253,46 c) 0,86 d) 299,95 e) 37,42 f) 1,08 g) 123,84 h) 9,52 i) 28,24 j) 10,22 5 Arredonde os números, conforme estão sendo indicados: 47,8 (unidade) 37,257 (décimo) 37, 257 (centésimo) 7,314 (centésimo) 2,484 (décimo) 136,5 (unidade) 0,0435 (milésimo) 4,50001 (unidade) 5,56500 (centésimo) 5,56501 (centésimo) Gabarito: a) 48 b) 37,3 5 c) 37,26 d) 7,31 e) 2,5 f) 137 g) 0,044 h) 5,0 i) 5,57 j) 5,57 6 Os pesos de 50 alunos de uma classe estão descritos abaixo em Kg: 69 ‘71 85 49 55 62 71 86 97 110 71 85 51 56 73 69 67 85 65 54 53 74 78 73 53 72 73 84 85 80 70 60 92 54 71 55 83 80 74 89 48 54 64 74 84 71 89 59 58 57 Pede-se: a) Dispor os dados em Rol. b) Construir uma distribuição de frequência utilizando a regra de Sturges, com as colunas do: ponto médio; frequência relativa; frequência acumulada; frequência acumulada relativa. Gabarito: a) 48 49 51 53 53 54 54 54 55 55 56 57 58 59 60 62 64 65 67 69 69 70 71 71 71 71 71 72 73 73 73 74 74 74 78 80 80 83 84 84 85 85 85 85 86 89 89 92 97 110 b) k = 7 h = 9 6 Tabela 13: Distribuição de frequência do peso dos 50 alunos Fonte: O autor LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Descreva o que é série estatística. R.:É toda tabela que apresenta a distribuição de um conjunto de dados quantitativos em função das suas classificações. 2 Como são classificas as séries estatísticas? R.: Séries Históricas, cronológicas ou temporais; Séries específicas ou categóricas; Séries Geográficas, espaciais, territoriais ou de Localização e Séries conjugadas. 3 O que é um histograma? R.:É um modelo de gráfico que mede a distribuição das frequências (intervalos de dados) em relação a determinados grupos. 4 O que são diagramas? Defina o diagrama de ramo-e-folha e justifique a sua importância? R.: Diagramas são gráficos de duas dimensões que geralmente são construídos em um plano cartesiano, sendo no eixo das abscissas apresentado as variações cronológicas, especificas, geográficas e categóricas e no eixo das ordenadas apresenta os valores para esses fenômenos. Diagrama de ramo-e-folha é um dispositivo para apresentar os dados quantitativos em formato de gráfico, ao qual ajuda a visualizar a forma da distribuição de frequência, sendo útil na análise exploratória dos dados, sua 7 importância se dá na retenção dos dados originais até no mínimo dois dígitos significantes e põem os dados em ordem, facilitando assim a inferência. 5 O que é um polígono de frequência? R.:É um gráfico em linha, cujas frequências são marcadas sobre as perpendiculares ao eixo horizontal e erguidas a partir dos pontos médios (xi) de cada intervalo de classe. Em outras palavras, as junções são formadas pelo ponto médio da classe na vertical, com a frequência da classe horizontal. LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Considerando a autoatividade anterior, do peso dos 50 alunos de uma classe. Calcule: a) Calcule a média. b) Calcule a mediana. c) Calcule a moda. d) Calcule o primeiro quartil. e) Calcule o terceiro quartil. 8 Gabarito: a) Tabela 14: Distribuição de frequência do peso dos 50 alunos para o cálculo da média Fonte: O autor b) c) d) 9 e) 2 Considerando a autoatividade anterior, do peso dos 50 alunos de uma classe. Calcule: a) A amplitude total. b) O desvio padrão. c) O coeficiente de variação. Gabarito: a) b) Tabela 15: Distribuição de frequência do peso dos 50 alunos para o cálculo do desvio padrãodos 50 alunos para o cálculo da média Fonte: O autor 10 c) 3 Considerando a autoatividade anterior, do peso dos 50 alunos de uma classe. Classifique essa distribuição de frequência, em relação ao tipo de curva: mesocúrtica, leptocúrtica e platicúrtica. Gabarito: 4 Considerando a autoatividade anterior, do peso dos 50 alunos de uma classe. Calcule o escore z do peso de 70Kg de um dos 50 alunos da Tabela 6. Gabarito: Esse resultado mostra que o peso está -0,062 desvios-padrão abaixo do peso médio, ou seja, um valor muito próximo do peso médio. 11 CAPÍTULO II Atividades de Estudo LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Em um baralho completo de 52 cartas, retira-se por acaso uma carta. Qual é a probabilidade de sair um rei ou uma carta de espada? (Adaptado de: MORETTIN, 2010). Obs.: um baralho possui quatro naipes, cada naipe possui um rei. E espadas é um dos naipes do baralho. FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 2 Em um cursinho pré-vestibular, temos: 5 alunos com mais de 18 anos, 4 alunos com menos de 18 anos, 6 alunas com mais de 18 anos e 3 alunas com menos de 18 anos. Um dos alunos é escolhido ao acaso, determine a probabilidade de o aluno ter menos de 18 anos ou ser uma aluna? (Adaptado de: MORETTIN, 2010). FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 3 Duas bolas vão ser retiradas de uma urna que contém 2 bolas brancas, 3 pretas e 4 verdes. Qual a probabilidade de que ambas: a) Sejam verdes? b) Sejam da mesma cor? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 12 Gabarito: a) b) 4 A probabilidade de que um homem esteja vivo daqui a 30 anos é ; a de sua mulher é de . Determinar a probabilidade de que daqui a 30 anos: a) Ambos estejam vivos; b) Somente o homem esteja vivo; c) Somente a mulher esteja viva; d) Nenhum esteja vivo; e) Pelo menos um esteja vivo. FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 5 Uma urna contém 3 bolas brancas e 2 amarelas. Uma segunda urna contém 4 bolas brancas e 2 amarelas. Escolhe-se, ao acaso, uma urna dela retira-se, também ao acaso, uma bola. Qual a probabilidade de que seja branca? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 6 A urna A contém três fichas vermelhas e 2 azuis, e a urna B contém 2 vermelhas e 8 azuis. Joga-se uma moeda “honesta”. Se a moeda der cara, extrai-se uma ficha da urna A; se der coroa, extrai-se uma ficha da 13 urna B. Uma ficha vermelha é extraída. Qual é a probabilidade de ter saído cara no lançamento? FONTE:MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 7 Da produção de carros, verifica-se que a 5% deles tem defeito no amortecedor (A), 7% tem defeito na bateria (B) e 2% tem ambos os defeitos. Um carro é escolhido aleatoriamente. Qual é a probabilidade de que: a) Tenha pelo menos um dos defeitos? b) Tenha apenas o defeito no amortecedor? c) Possui apenas um dos dois defeitos? d) Não tenha defeito? Gabarito: 8 Uma classe tem 15 meninas (A) e 19 meninos (B). Se três alunos são escolhidos por acaso, qual é a probabilidade de que: a) Todos serem meninos; b) Todas serem meninas; c) Ao menos um é menino; d) Dois ser menina; e) Ao menos dois ser meninos. Gabarito: 14 9 Três máquinas A, B e C produzem respectivamente 60%, 30% e 10% do número total de peças da fábrica. As porcentagens de defeito de produção dessas máquinas são respectivamente 2%, 3% e 4%. Ao selecionarmos uma peça aleatoriamente, identificamos que ela era defeituosa. Encontre a probabilidade dessa peça ter sido produzida pela máquina C. Gabarito: 10 Uma empresa precisa tomar a decisão de patrocinar um dos seguintes programas de televisão: jogos de futebol (F), uma série de drama (D), ou um programa de música (M). As chances de decidirem é respectivamente 40%, 35% e 25%. As probabilidades de ganhos aumentam 50%, 40% e 30%, se você escolher respectivamente um dos programas. Sabendo que os ganhos iram aumentar, encontre a probabilidade de a empresa ter escolhido a série de drama. Gabarito: LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO (p. 38) 1 Uma concessionária de veículos faz a seguinte promoção: o cliente ao passar pelo caixa, lança um dado. Se sair a face 6, 5 ou 4, terá direito a um desconto de 30%, 20% e 10% respectivamente. E se saírem as faces 1,2 ou 3 o desconto será de 5% (Adaptado de: MORETTIN, 2010) FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. a) Calcule a probabilidade de que num grupo de 5 clientes, pelo menos um consiga um desconto maior que 10%. b) Calcule a probabilidade de que o 4º cliente seja o primeiro a conseguir 30%. c) Calcule o desconto médio concedido. Gabarito: 15 2 Sabendo-se que uma moeda mostra a face cara quatro vezes mais do que a face coroa, quando lançada. Essa moeda é lançada 4 vezes. Seja X o número de caras que aparece, determine: FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. a) Qual é o valor esperado do número de cara após os quatros lançamentos? b) Qual é a variância desse evento? c) Calcule a probabilidade de aparecer duas ou mais caras nesse evento. d) Calcule a probabilidade de aparecer uma ou duas caras nesse evento. Gabarito: 3 A fabricação de parafuso por hora de uma máquina são: 20, 21 ou 22, com probabilidade de parafuso defeituosos de 30%, 50% e 20% respectivamente. Qual é a fabricação esperada para esta máquina? Qual é a variância de fabricação de parafusos por hora? R.: A fabricação de parafusos esperada por hora é de 20,9 parafusos. A variância de fabricação por hora é de 0,49 parafusos. 4 Ao investir no mercado de ações e em uma ação específica, uma pessoa pode ganhar R$ 4000,00 com a probabilidade de 30% de perda; ou ter uma perda de R$ 1000,00 com uma probabilidade de 70%. Qual é o valor do lucro que à pessoa espera com esse investimento? R.: A pessoa espera o valor de lucro de R$ 500,00. 5 Suponha que um negociante de relógios antigos está negociando um, cujas probabilidade são de 22%, 36%, 28% e 14% respectivamente de que o negociante venda o relógio o por R$ 250.000,00 de lucro, R$ 150.000,00 de lucro, R$ 100.000,00 (valor do custo) ou com uma perda de R$ 150.000,00. O que podemos esperar com está negociação? 16 R.: Espera-se que o negociante tenha um lucro de R$ 116.000,00. LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 No lançamento de 30 moedas honestas, qual a probabilidade de saírem: a) Exatamente 12 caras? b) Mais de 20 caras? Gabarito: a) Pela distribuição binomial, temos: 8,06%. b) Pela distribuição normal, temos: 2,22%. 2 Uma urna tem 30 bolas brancas e 20 verdes. Retiram-se uma bola dessa urna. Seja X o número de bolas verdes. FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. a) Calcule a esperança E(X) desse evento. b) Calcule a variância Var(X) desse evento. c) Determine a função da probabilidade P(X). Dica: Use a distribuição de Bernoulli. Gabarito: 3 Num livro de 800 páginas há 800 erros de impressão. Qual a probabilidade de que uma página contenha pelo menos 3 erros? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. R.: Usando a distribuição de Poisson, temos: 1 – 0,919698 = 0,080302. 4 Numa central telefônica chegam 300 telefonemas por hora. Qual a probabilidade de que: 17 FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. a) Num minuto não haja nenhum chamado? b) Em dois minutos haja dois chamados? c) Em t minutos não haja chamados? Gabarito: a) Pela distribuição de Poisson, temos P(X = 0) = 0,006738. b) Pela distribuição de Poisson, temos P(X = 2) = 0,002270. c) 5 Uma moeda é lançada 20 vezes. Qual a probabilidade de saírem 8 caras? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. R.: Pela distribuição binomial P(X=8) = 0,12013. 6 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? R.: Pela distribuição binomial P(X>2) = 1 – P(X<2) = 1 – 0,00003 + 0,00049 = 0,99948. 7 Uma prova tipo teste tem 50 questões independentes. Cada questão tem 5 alternativas. Apenas uma das alternativas é correta. Se um aluno resolve a prova respondendo a esmo as questões, qual a probabilidade de tirar nota 5? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. R.: Pela distribuição binomial P(X=25) = 0,000002. 8 Seja X: N(100,25). Calcular: FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. 18 Gabarito: a) 0,384930. b) 0,90534. c) 0,007510 d) 0,054799 9 Um fabricante de baterias sabe, por experiência passada, que as baterias de sua fabricação têm vida média de 600 dias e desvio padrão de 100 dias, sendo que a duração tem aproximadamente distribuição normal. Oferece uma garantia de 312 dias, isto é, troca as baterias que apresentarem falhas nesse período. Fabrica 10.000 baterias mensalmente. Quantas deverá trocar pelo uso da garantia, mensalmente? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: 20 baterias (Distribuição Normal). 10 Uma fábrica de carros sabe que os motores e sua fabricação têm duração normal com média de 150.000 km e desvio padrão de 5.000 km. Qual a probabilidade de que um carro, escolhido ao acaso, dos fabricados por essa firma, tenha um motor que dure? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. a) Menos de 170.000 km? b) Entre 140.000 km e 165.000 km? c) Se a fábrica substitui o motor que apresenta duração inferior à garantia, qual deve ser esta garantia para que a porcentagem de motores substituídos seja inferior a 0,2%? Gabarito: a) 0,999968 (Distribuição Normal). b) 0,97590 (Distribuição Normal). c) A garantia deve ser de 135.650 (Distribuição Normal). 19 CAPÍTULO III Atividades de Estudo LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Suponha que você tenha 500 cadastros arquivados em sua loja e você quer uma amostra de 2% desses cadastros. Diga, como vocêobteria uma amostra sistemática. R.: Dividindo 500 por 10, temos 50. Sorteando então um número entre 1 e 50, inclusive. Esse será o número do primeiro cadastro da amostra. Depois, a partir desse número, conte 50 cadastros e retire o último para construir a amostra. Proceda assim, até completar a amostra. Então: Suponha que 10 foi o número sorteado entre 1 e 50, então a amostra será constituída pelos seguintes números: 10, 60, 110, 160, 210, 260, 310, 360, 410, 460. 2 Suponha uma população constituída pelas 12 primeiras letras do alfabeto. Diga, como poderia ser obtido uma amostra sistemática de três elementos. R.: Dividindo 12 por três, temos o resultado de 4. Sorteando uma das quatro primeiras letras do alfabeto, temos a primeira letra da amostra. A partir dessa letra, conte quatro e retire a letra para a amostra. Repita esse procedimento até formar a amostra. 3 Amostragem é a técnica para recolher amostras, possibilitando assim o estudo das características de uma população, onde cada elemento da população passa a ter a mesma chance de ser escolhido, fazendo com que as conclusões obtidas da amostra sejam validas para toda a população. Com base no exposto, associe os itens utilizando o código a seguir: I- Um subconjunto da população. II- Censo. III- Inferência. IV- Amostragem estratificada. V- Amostragem aleatória. VI- Amostragem sistemática. 20 ( ) Processo de tomada de decisões sobre a população baseado nos dados das amostras. ( ) Amostra. ( ) Análise de todos os elementos da população. ( ) Divide a população em subpopulações. ( ) É uma casualidade, dá a mesma chance a todos os membros de uma população de ser selecionado ( ) É um processo em que se selecionam os sujeitos a incluir na amostra utilizando um cálculo. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( x ) III – I – II – IV – V – VI. b) ( ) II – III – I – V – IV – VI. c) ( ) I – III – II – VI – V – IV. d) ( ) III – II – I – V – VI – IV. Gabarito: resposta correta letra a. 4 Uma operadora de tele marketing deseja saber a opinião de seus clientes acerca dos seus serviços na cidade de Blumenau/SC. Supondo que haja 36.000 clientes – sendo 12.000 na categoria pequenas empresas, 15.000 clientes na categoria médias empresas e 9.000 na categoria empresas de grande porte – e que a amostra precise ser composta de no mínimo 800 elementos, analise as afirmativas a seguir: I- Se a técnica escolhida para seleção das amostras for sistemática, o intervalo de seleção será de 45. II- Se os 800 primeiros clientes que entrarem em contato com a atendente da operado forem selecionados para participar da pesquisa, é indício de que a técnica de amostragem utilizada foi a aleatória simples. III- Considerando a técnica sistemática, se aleatoriamente selecionarmos o cliente de registro 22 para ser o primeiro a participar do estudo, o próximo selecionado será o cliente 67. IV- Para uma amostragem estratificada, teremos 25% da amostra composta por assinantes comerciais da categoria empresas de grande porte. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Somente a afirmativa I está correta. b) ( ) As afirmativas I e II estão corretas. c) ( x ) As afirmativas I, III e IV estão corretas. d) ( ) As afirmativas II e IV estão corretas. 21 5 Os salários dos funcionários de uma empresa de grande porte, tem média de 6 salários mínimos e desvio padrão de 1 salário mínimo. Qual a probabilidade de a média dos salários de trinta e seis funcionários dessa empresa ser inferior a 6,5 salários mínimos? R.: Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4987. Logo: 0,5+0,4987 = 0,9987 = 99,87%. 6 Em uma turma de Estatística, a nota média dos alunos é 5,5, com desvio padrão 1,0. Qual é a probabilidade de uma amostra de cinquenta alunos dessa turma apresentar nota média entre 5,0 e 6,0? R.: Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4998. Logo: 2.0,4987 = 0,9996 = 99,96%. 7 Podemos moldar como normal a quantidade de cópias que um “tonner” de uma máquina de fotocópias realiza, tal que, essa máquina faz uma média 15 mil cópias e desvio padrão de 2 mil cópias. Supondo que são vendidos 200 desses “tonners” e é observado uma amostra de 12 “tonners”. Calcule a probabilidade de a média dessa amostra ser: a) Menor que 16 mil cópias. b) Maior que 13 mil cópias. c) Entre 14 e 16 mil cópias. 22 R.: a) Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4625. Logo: 0,5+0,4625 = 0,9625 = 96,25%. b) Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4998 Logo: 0,5+0,4998 = 0,9998 c) É só multiplicar o resultado de a) por 2. Logo: 2.0,4625=0,925 = 92,5%. 8 Em uma máquina de encher cafés costuma produzir 5% dos cafés com quantidade fora do limite estabelecido. Se escolhermos uma amostra de 64 cafés, qual a probabilidade de a proporção amostral dos cafés com quantidade fora do limite estabelecido ser superior a 6%? R.: Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,143 Logo: 0,5-0,1443=0,3557 = 35,57%. 9 Através de uma avaliação institucional, uma empresa concluiu que 30% dos funcionários estão insatisfeitos com seus rendimentos. Qual a probabilidade de encontrarmos no máximo 32% de funcionários insatisfeitos com seus rendimentos numa amostra de 200 funcionários? R.: 23 Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,2324 Logo: 0,5+0,2324=0,7324=73,24%. 10 Suponha uma população com N elementos, ao qual a proporção de elementos favoráveis a uma determinada lei é 40%. Retiramos uma amostra de 300 elementos de N. Determine: a) A probabilidade da proporção de elementos favoráveis a lei na amostra ser maior que 35%? b) A probabilidade da proporção de elementos favoráveis a lei nessa amostra estar entre 36% e 44%? Gabarito: a) Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4616 Logo: 0,5+0,4616 = 0,9616 = 96,16%. b) Pela tabela de Distribuição Normal Padrão, temos 0,4616 Logo: 2.0,4207 = 0,8414 = 84,14%. 24 LÉO ATIVIDADE DE ESTUDO 1 Em uma turma de estatística é realizado um teste, cuja pontuação média em uma amostra de 100 alunos é de 75 pontos. Suponha que a variância desse teste seja de 2500 pontos. Encontre: a) O intervalo de confiança de 98% para µ. b) O limite superior do intervalo de confiança de 95% para µ. c) O limite inferior do intervalo de confiança de 90% para µ. R.: Gabarito: a) Sabendo que: Portanto, para 98% de confiança, temos que a margem de erro de aproximadamente 10,25 pontos. Então a estimativa intervalar é dada por 75 11,65, ou seja, 63,35 < µ < 86,65. b) Sabendo que: 25 Portanto, para 95% de confiança, temos que a margem de erro de aproximadamente 9,8 pontos. Então, o limite superior do intervalo de confiança de 95% para µ é 75 + 9,8 = 84,8. c) Sabendo que: Portanto, para 90% de confiança, temos que a margem de erro de aproximadamente 8,225 pontos. Então, o limite inferior do intervalo de confiança de 90% para µ é 75 – 8,225 = 66,775. 2 Uma fabrica de cigarros afirma que o teor médio de nicotina não excede 3,5 miligramas, com um desvio padrão de 1,4 miligramas. Para uma amostra de 8 cigarros, foi testado um teor médio de nicotina de 4,2 miligramas. Usando um nivel de significancia de 5%, esse teoer de nicotina esta de acordo com o que o fabricante afirma? R.: Gabarito: Pelo enunciado, temos: 26 A região crítica é dada por: Sabendo que o nível de confiança de 95%, corresponde ao z-escore de 1,96, temos: Z > 1,96 Logo: Observe que o valor de 1,4142... é menor que Z > 1,96, portanto H0 é aceito (pois não pertence a região crítica), o que significa que a afirmação do fabricante está correta. 3 A tensão de ruptura dos cabos fabricados por uma empresa tem uma média de 1800 lb (libra internacional, unidade de massa equivalente a exatamente 0,45359237 quilogramas) e um desvio padrão de 100 lb. Verifique se um novo processo de fabricação aumenta a tensão média, para um nivel de significancia de 1%. Para isso, é analisado uma amostracom 50 cabos e constata-se uma tensão média de 1850 lb. R.: Gabarito: Pelo enunciado, temos: A região crítica é dada por: 27 Sabendo que o nível de confiança de 99%, corresponde ao z-escore de 2,575, temos: Z > 2,575 Logo: Observe que o valor de 3,53... é maior que z > 2,575, portanto H0 é rejeitado (pois pertence a região crítica), o que significa que o novo processo de fabricação aumenta a tensão de ruptura. 4 O gerente de produção de uma empresa cujo processo consiste em encher caixas de cereal, deseja saber as caixas estão sendo enchidas com as 368 gramas conforme prometido na embalagem. Para isso, é selecionado uma amostra aleatória de 25 caixas, ao qual se obtém uma média de 364,1 gramas e um desvio padrão de 17,3 gramas. Considerando uma distribuição normal para os pesos das caixas e um nível de significância de 5%, o gerente de produção pode continuar afirmando o prometido na embalagem das caixas? R.: Gabarito: Pelo enunciado, temos: A região crítica é dada por: 28 Logo: Observe que o valor de -1,164 não pertence ao intervalo -2,064 < t < 2,064, portanto H0 é aceito (não pertence a região critica), o que significa que o gerente de produção pode continuar afirmando o prometido na embalagem das caixas. 5 Observações passadas indicam que o tempo para que alunos de uma turma realizam uma questão de estatística, considerando uma distribuição aproximadamente normal, com um desvio padrão de 6 minutos. Teste a hipótese, para um desvio padrão menor que 6 minutos, sabendo que foi extraído uma amostra aleatória de 20 alunos, e desvio padrão de 4,51 minutos ao realizar uma questão. Utilize um nível de significância igual a 1%. R.: Gabarito: Pelo enunciado, temos: 29 A região crítica é dada por: Logo: Observe que o valor de 10,735 é maior que X20,99(19) = 7,633, portanto, não é possível rejeitar H0, pois não pertence a região crítica. 6 Uma máquina de produzir parafuso, produz 5% dos parafusos defeituosos. Uma nova máquina é adquirida, ela produz 600 parafusos, do qual 82 parafusos são defeituosos. Considerando um nível de significância de 5%, verifique se a nova máquina produz parafusos com maior índice de defeito que a atual máquina. R.: Gabarito: Pelo enunciado, temos: A região crítica é dada por: z > z0,95 Sabendo que o nível de confiança de 95%, corresponde ao z-escore de 1,96, temos: 30 z > 1,96 Logo: Observe que o valor de 9,74 pertence ao intervalo z > 1,96, que é a região crítica, portanto H0 não é aceito. 7 Uma turma de 10 alunos é separada dos demais para ser testada. Aplica-se uma prova de matemática e as notas são: 4,5 5,0 5,5 6,0 3,5 4,0 5,0 6,5 7,0 8,0 Um novo processo de aprendizagem de matemática é introduzido, e a turma é ensina por esse novo método. No final, aplica-se uma prova de mesmo nível de dificuldade, e as notas obtidas pelos alunos, na ordem das primeiras, são respectivamente: 5,0 5,0 6,0 7,0 3,0 4,5 4,0 7,0 7,5 9,0 Há razões para crer que o novo processo aumentou o nível de aprendizado da turma em matemática, a 5%? FONTE: MORETTIN, Luiz Gonzaga. Estatística Básica: Probabilidade e Inferência. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: Pelo enunciado, temos: 31 Sendo os graus de liberdade igual a n-1, que nos dá 10-1 =9 e nível de significância igual a 0,05, pela tabela de distribuição T-Student, o valor crítico t0,05(9) = 1,833 e a região crítica é dada por: t < 1,833 Vamos determinar a diferença entre os pares de valores da amostra (d), conforme podemos perceber na tabela a seguir: DIFERENÇA ENTRE OS PARES DA AMOSTRA Calculando a média das diferenças dos dados amostrais, temos: Calculando o desvio padrão da amostra das diferenças, encontramos: 32 assim: Como t = 1,5 pertence a região crítica, devemos rejeitar H0, ou seja, não é significativo o aumento do nível médio de aprendizado dos alunos. 8 A distância de frenagem de 8 Volkswagen GTIs e 10 Ford Focus foram testadas enquanto viajavam a 60 milhas por hora em pista seca. Os resultados são mostrados na tabela abaixo. Você pode concluir que existe uma diferença na média da distância de frenagem dos dois carros? Use = 0,01. Assuma que as populações são distribuídas normalmente e as variâncias da população não são iguais. Os dados da frenagem de cada carro estão na tabela a seguir: ESTATÍSTICA AMOSTRAL PARA DISTÂNCIA DE FRENAGEM EM PISTA SECA FONTE: LARSON, Ron; FARBER, Betsy. Estatística aplicada. Tradução Luciane Ferreira Pauleti Vianna. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. Gabarito: Pelo enunciado, temos: 33 O teste é bicaudal, então a região não crítica é dada por: -t0 < t < t0 As variâncias não são iguais e a menor amostra é igual a 8 elementos, então os graus de liberdades são 8-1 = 7, para um teste bicaudal, pela tabela de distribuição T-Student, temos que t0=3,499, então: -3,499 < t < 3,499 Logo: Observe que o valor de -3,496 não pertence ao intervalo -3,499 < t < 3,499, portanto H0 é aceito, pois não pertence a região crítica. Portanto, não há evidência suficiente para concluir que as médias das distâncias de frenagem são diferentes. 9 A tabela a seguir lista resultados de uma amostra aleatória simples de ocupantes de bancos dianteiros envolvidos em acidentes de carro. Use o nível de significância de 0,05 para o teste da afirmativa de que a taxa de mortalidade de ocupantes de bancos dianteiros é menor em carros equipados com airbags. 34 ESTATÍSTICA AMOSTRAL PARA DISTÂNCIA DE FRENAGEM EM PISTA SECA Airbag disponível Airbag não disponível Mortes de ocupantes 41 52 Número total de ocupantes 11541 9853 FONTE: Triola (2013) FONTE: TRIOLA, Mario F;. Introdução à estatística: atualização da tecnologia. Tradução de Ana Maria Lima de Farias. Revisão técnica de Vera Regina Lima de Farias e Flores. 11 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. Gabarito: Pelo enunciado, temos: A região crítica é dada por: z < z0 z < -z0,95 Sabendo que o nível de confiança de 95%, corresponde ao z-escore de 1,96, temos: z < - 1,645 Temos então que a proporção amostral combinada é , então 35 Assim: Como z = - 1,91 pertence a região crítica, ou seja, devemos rejeitar H0, ou seja, temos evidências suficientes que apoie de que a proporção de mortes de ocupantes em bancos dianteiros em acidentes de carros equipados com airbags é menor do que carros sem airbags. Portanto, tudo indica que os airbags são eficazes em salvar vidas em casos de acidentes de trânsito. 10 Use os dados amostrais apresentados no Exercício 9 para construir um intervalo de confiança de 90% para a diferença entre as duas proporções populacionais. O que o resultado sugere sobre a eficácia dos airbags em um acidente? FONTE: TRIOLA, Mario F;. Introdução à estatística: atualização da tecnologia. Tradução de Ana Maria Lima de Farias. Revisão técnica de Vera Regina Lima de Farias e Flores. 11 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. Gabarito: Calculando agora a margem de erro para encontrar a estimativa do intervalo de confiança, temos: 36 Temos que a estimativa do intervalo de confiança para a diferença entre duas proporções populacionais é: Como não contém zero nos limites do intervalo de confiança, existe uma diferença significante entre as duas proporções populacionais. Por isso o intervalo de confiança sugere que a taxa da mortalidade é menor para ocupantes de carros com airbags do que para ocupantes de carro sem airbags.
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