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Probabilidades e Estatística Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo Engenharias: E11, E12, F11, M12 e M13 - 1o Ano - II Semestre Métodos tabulares e gráficos da estatística descritiva 24 - 28 de Agosto de 2020 Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 1 / 36 Sumário � Tabelas � Elaboração de uma tabela de frequências com dados agrupados � Tabelas de dupla entrada � Gráficos � Classificação dos gráficos � Tipos de gráficos Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 2 / 36 Estatística Descritiva Tabelas de frequências A tabela resume a informação. Os elementos de uma tabela são: � Número, título, fonte Tabela: Vendas por província da Indústria de componentes electrónicos Província Vendas Maputo 4.000 Niassa 2.230 Nampula 6.470 Zambézia 8.300 Manica 10.090 Inhambane 420 Outros 10 Total 31.520 Fonte: Autor, 2019. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 3 / 36 Estatística Descritiva Tabelas de frequências Tabela: Tempo médio de descarregamento de um veículo Camião Tempo (minutos) 1 920 2 710 3 680 4 1000 5 1010 6 850 7 880 8 990 9 1030 10 995 11 775 12 670 Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 4 / 36 Estatística Descritiva Elaboração de uma tabela de frequências com dados agrupados � Encontrar a amplitude total dos dados At = Xmax − Xmin � Escolher o número de classes. A escolha pode ser feita através das seguintes regras: Regra de Sturges: K = 1 + 3, 3log10n Regra de Truman L. Kelley: Tabela: Tabela de Kelley N 5 10 25 50 100 200 500 1000 K 2 4 6 8 10 12 15 15 Regra da raíz: K = √ n Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 5 / 36 Estatística Descritiva Elaboração de uma tabela de frequências com dados agrupados � Determinar a amplitude do Intervalo de Classe Amplitude do Intervalo de Classe=AtK � Determinar os limites das classes � Construir a tabela de frequências Notação das frequências � f-frequência simples absoluta � fr(%)-frequência relativa percentual simples � F ↓ - frequência absoluta acumulada abaixo de � F ↑ - frequência absoluta acumulada acima de � Fr(%) ↓ - frequência relativa percentual e acumulada abaixo de � Fr(%) ↑ - frequência relativa percentual e acumulada acima de Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 6 / 36 Estatística Descritiva Distribuição de frequências Tabela: Frequências dos 50 empregados de uma companhia, segundo o grupo salarial Classe de Salários f fr(%) F ↓ F ↑ Fr(%) ↓ Fr(%) ↑ 7,50 |− 10,50 15 30 15 50 30 100 10,50 |−13,50 30 60 45 35 90 70 13,50 |−16,50 5 10 50 5 100 10 Total 50 100 . . . . . . . . . . . . Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 7 / 36 Estatística Descritiva Distribuição de frequências Tabela: Frequências dos 50 empregados de uma companhia, segundo o grau de instrução Grau de instrução f fr(%) F ↓ F ↑ Fr(%) ↓ Fr(%) ↑ Fundamental 15 30 15 50 30 100 Médio 30 60 45 35 90 70 Superior 5 10 50 5 100 10 Total 50 100 . . . . . . . . . . . . Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 8 / 36 Estatística Descritiva Tabela de dupla entrada, Tabela de contingência ou Cross Table Analisemos o comportamento dos seguintes conjuntos: � X - Grau de instrução � Y - Região de proveniência Y/X Ensino Fundamental Ensino Médio Ensino Superior Total Sul 4 5 2 11 Centro 3 7 2 12 Norte 5 6 2 13 Total 12 18 6 36 Observação: As Tabelas de dupla entrada são úteis para analisar a associação entre duas variáveis qualitativas. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 9 / 36 Estatística Descritiva Tabela de dupla entrada � Construir tabelas de frequências relativas � Existem várias possibilidades de construção e depende do objectivo do problema Y/X Ensino Fundamental Ensino Médio Ensino Superior Total Sul 11% 14% 6% 31% Centro 8% 19% 6% 33% Norte 14% 17% 6% 36% Total 33% 50% 17% 100% � 11% dos indivíduos vêm do Sul e têm ensino fundamental. � 31% dos indivíduos vêm do Sul, 33% do Centro e 36% do Norte. � 33% têm ensino fundamental, 50% ensino médio e 17% ensino superior. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 10 / 36 Estatística Descritiva Tabela de dupla entrada � Pode-se comparar a distribuição da proveniência conforme o grau de instrução. Y/X Ensino Fundamental Ensino Médio Ensino Superior Total Sul 33% 28% 33% 31% Centro 25% 39% 33% 33% Norte 42% 33% 33% 36% Total 100% 100% 100% 100% � Entre os indivíduos com instrução até o ensino fundamental, 33% vêm do Sul. � Entre os indivíduos com ensino médio, 28% vêm do Sul. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 11 / 36 Estatística Descritiva Tabela de dupla entrada � Pode-se comparar a distribuição do grau de instrução conforme a proveniência. Y/X Ensino Fundamental Ensino Médio Ensino Superior Total Sul 36% 46% 18% 100% Centro 25% 58% 17% 100% Norte 39% 46% 15% 100% Total 33% 50% 17% 100% � Independente da região de proveniência, 33% dos indivíduos têm o ensino fundamental, 50% têm o ensino médio e 17% têm o ensino superior. � Deve-se observar em cada região como essas proporções são distribuidas. Caso haja maior disparidade com as marginais, haverá forte indício de dependência (associação). Caso contrário, haverá forte indício de independência (não associação). Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 12 / 36 Estatística Descritiva Tabela de dupla entrada � Qui-quadrado de independência, uma estatística de teste sugerida por Pearson, em 1904. χ2 = r∑ i=1 c∑ j=1 (Oij − Eij)2 Eij � onde Oij são os valores observados, Eij são os valores esperados, r é o número de linhas e c é o número de colunas. � Assim, com valores pequenos da estatística de teste, χ2, pode-se afirmar que há evidências que existe independência entre as duas variáveis. Ao passo que, valores grandes denotam discrepâncias entre alguns valores observados e os respectivos valores esperados e, assim, pode-se afirmar que existe dependência entre as duas variáveis. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 13 / 36 Estatística Descritiva Exemplo: Pretende-se verificar se a criação de determinado tipo de cooperativa está associada com algum factor regional. Tabela: Cooperativas autorizadas a funcionar por Tipo e Província Província Consumidor Produtor Escola Outros Total Maputo 214(33%) 237(37%) 78(12%) 119(18%) 648(100%) Zambézia 51(17%) 102(34%) 126(42%) 22(7%) 301(100%) Niassa 111(18%) 304(51%) 139(23%) 48(8%) 602(100%) Total 376(24%) 643(42%) 343(22%) 189(12%) 1551(100%) Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 14 / 36 Estatística Descritiva Tabela: Cooperativas autorizadas a funcionar por Tipo e Província Província Consumidor Produtor Escola Outros Total Maputo 214(33%) 237(37%) 78(12%) 119(18%) 648(100%) Zambézia 51(17%) 102(34%) 126(42%) 22(7%) 301(100%) Niassa 111(18%) 304(51%) 139(23%) 48(8%) 602(100%) Total 376(24%) 643(42%) 343(22%) 189(12%) 1551(100%) � Se não houvesse associação, esperaríamos que em cada estado tivéssemos 24% de Consumidor, 12% de outros tipos. � Dessa forma, o número esperado de cooperativas de consumidores no estado de Maputo seria 648x0.24 = 156, na Zambézia 301x0.24 = 72 e em Niassa 602x0.24 = 144 e, assim sucessivamente para outros tipos. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 15 / 36 Estatística Descritiva Tabela: Cooperativasautorizadas a funcionar por Tipo e Província Província Consumidor Produtor Escola Outros Total Maputo 214(156) 237(272) 78(143) 119(78) 648(100%) Zambézia 51(72) 102(126) 126(66) 22(36) 301(100%) Niassa 111(144) 304(253) 139(132) 48(72) 602(100%) Total 376(24%) 643(42%) 343(22%) 189(12%) 1551(100%) � Observam-se fortes discrepâncias entre os valores observados (Oij) e esperados (Eij) assumindo que as variáveis não fossem associadas. � Uma medida de afastamento global pode ser dada pela soma de todas essas medidas (Qui-quadrado de Pearson). χ2 = r∑ i=1 c∑ j=1 (Oij − Eij)2 Eij = (214− 156)2 156 + · · · + (48− 72)2 72 = 173, 24 Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 16 / 36 Gráficos e sua classificação Gráfico � Tentativa de expressar visualmente os dados de maneiras diferentes, a fim de facilitar a compreensão dos mesmos. Principais elementos: � Número, título, fonte Classificação dos gráficos segundo a forma: � Diagramas: Gráficos geométricos dispostos em duas dimensões. � Cartogramas: São ilustrações relativas a cartas geométricas. � Estereogramas: Representam volumes e são apresentados em três dimensões. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 17 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de linhas � É um tipo de gráfico que exibe informações com uma nuvem de pontos de marcadores ligados por segmentos de linha reta. � Semelhante a um diagrama de dispersão, com a diferença de que os pontos de medição são ordenado e ligados com os segmentos de reta. � Frequentemente usados para representação de séries de tempo. � Representa a evolução dos valores. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 18 / 36 Tipos de Gráficos Construção de gráfico de linhas: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 19 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de linhas Exemplo: Construa o gráfico de linhas dos dados da tabela seguinte. Tabela: Tempo de permanência(em horas) de pedidos de um sistema de abastecimento Tempo No de pedidos fr(%) Fr(%) 4 1 5 5 5 5 25 30 6 5 25 55 7 6 30 85 8 3 15 100 Total 20 100 · · · Fonte: Empresa Y (2017) Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 20 / 36 Tipos de Gráficos Exemplo: Gráfico de linhas Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 21 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de Setores ou gráfico circular � Tradicionalmente é denominado gráfico de pizza. � É um diagrama circular em que os valores de cada categoria estatística representada são proporcionais às respectivas medidas dos ângulos. � Variável qualitativa (nominal com categorias) Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 22 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de Setores ou gráfico circular Exemplo: Tabela: Produção agrícola do estado Z. Produtos Quantidade (t) Café 400.000 Açucar 200.000 Milho 100.000 Feijão 20.000 Total 720.000 Fonte: X (dados fictícios). Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 23 / 36 Tipos de Gráficos Exemplo: Tabela: Produção agrícola do estado Z. Produtos Quantidade (t) Ângulos correspondentes (Graus) % Café 400.000 200 55,5 Açucar 200.000 100 27,8 Milho 100.000 50 13,9 Feijão 20.000 10 2,8 Total 720.000 360o 100 Fonte: X (dados fictícios). Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 24 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico circular Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 25 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de barras Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 26 / 36 Tipos de Gráficos Gráfico de barras Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 27 / 36 Tipos de Gráficos Histograma � Forma � Tipo de dados ou variável � Estimador não paramétrico � Dá uma ideia da forma da distribuição da variável de interesse. Além do histograma, o gráfico de barras também desempenha a mesma função. � O procedimento alternativo é o diagrama ramo-e-folhas. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 28 / 36 Tipos de Gráficos Histograma Exemplo: Os dados apresentados na tabela seguinte de frequências são referentes aos salários de empregados da empresa K. Resuma a informação num histograma. Classes fj frj frj(%) F Frj(%) [143, 151) 1 0.020 2.0 1 2.0 [151, 159) 2 0.039 3.9 3 5.9 [159, 167) 11 0.216 21.6 14 27.5 [167, 175) 18 0.353 35.3 32 62.8 [175, 183) 10 0.196 19.6 42 82.4 [183, 191) 9 0.176 17.6 51 100 Total 51 1 100 · · · · · · Fonte: Empresa K (Dados fectícios). Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 29 / 36 Tipos de Gráficos Histograma Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 30 / 36 Tipos de Gráficos Poligono de frequências Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 31 / 36 Tipos de Gráficos Poligono de frequências Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 32 / 36 Tipos de Gráficos Poligono de frequências acumuladas-Ogiva de Galton Construção de uma ogiva: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 33 / 36 Tipos de Gráficos Ogiva Exemplo: Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 34 / 36 Referências bibliográficas � Geraldo L. Toledo and Ivo I. Ovalle, Estatística Básica, 2a edição, Atlas, São Paulo, 2015; e � Wilton De O. Bussab and Pedro A. Morettin, Estatística Básica, 8a edição, Saraiva, São paulo, 2013. Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 35 / 36 OBRIGADO Regente: Prof. Doutor Miranda Muaualo (ISUTC) Probabilidades e Estatística 24 - 28 de Agosto de 2020 36 / 36
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