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Probabilidade e Estatística – ADS 2/2020 1ª Lista de Exercícios – Distribuição de Frequência, Variância e Desvio Padrão 01) Uma cerâmica fabrica tijolos de acordo com a norma de um grande cliente. A norma estabelece que os tijolos devem suportar no mínimo uma força de compressão média de 10 kg/cm2 e que o desvio padrão não deve ser superior a 5% da média. Num ensaio realizado em um lote de tijolos pelo Engenheiro da Qualidade do cliente, foram registrados os seguintes dados de uma amostra de 6 tijolos, para sua resistência à compressão em kg/cm2: 12; 11; 10; 9; 8,5 e 11,5. Nestas condições, o Engenheiro da Qualidade aprovará ou reprovará o lote de tijolos? Média Aritmética M A = (12+11+10+9+8.5+11.5)/6 M A = 62/6 M A = 10.33 Media Aritimetica Desvio Padrão DP= (12 -10.33)2 + (11 -10.33) 2 +(10 -10.33) 2 +(9-10.33) 2 +(8.5 -10.33) 2 +... 6 D P = (1.67) 2+(0.67)2+(-0.33)2+(-1.33)2+(-1.33)2+(-1.83)2+(-1.17)2 6 D P = 2.7889+0.4489+0.1089+1.7689+3.3489+1.3689 6 D P = 9.8334 6 D P = 1.6389 D P 1.28 Desvio Padrão [3º Passo] O desvio padrão não deve ser superior a 5% da Média Aritmética (5%*M A > DP) 5% * M A >D P 5/100*10.33 >11.28 51.65/100>11.28 0.516>/ 1.28 Falso temos um lote reprovado Resposta : Reprovará, pois o desvio padrão (1.28) entre a amostra dos 6 tijolos é maior que os 5% permitidos em relação a média (0.51). 02) Num determinado processo de fabricação foram feitas 50 observações de uma característica de qualidade, resultando nas seguintes medidas de espessura em milímetros. A especificação para este processo é de 90 20mm. 95 87 110 113 85 78 92 101 115 78 81 81 61 109 103 73 74 122 60 102 101 66 109 77 93 91 84 114 87 107 93 74 112 100 80 102 95 115 81 94 99 124 93 60 93 93 108 90 94 66 Pede-se: a) A distribuição de frequência b) As frequências absolutas: simples e acumulada c) As frequências relativas: simples e acumulada d) A média e o desvio padrão do processo e) A moda e a mediana dos dados (use aqui as fórmulas vistas em aula). a) A distribuição de frequência Os dados em ordem, temos que eles iniciam em 60 e vão até 125. Usando um intervalo de classe de 10 e começando por 55, obtemos os intervalos de [55 – 65], [65 – 75], [75 – 85], [85 – 95], [95 – 105], [105 – 115] e [115 – 125]. b) frequências absolutas simples em cada intervalo descrito anteriormente é de 3, 5, 8, 13, 9, 8 e 4. frequências absolutas acumulada será a soma da frequência absoluta simples, obtendo-se 3, 8, 16, 29, 38, 46 e 50. c) Como n = 50, teremos que as frequências relativas simples serão 6,0%, 10,0%, 16,0%, 26,0%, 18,0%, 16,0% e 8,0%. frequências relativas acumuladas serão 6,0%, 16,0%, 32,0%, 58,0%, 76,0%, 92,0%, 100,0% d) Média será 93 mm Desvio Padrão 16,27 mm. 03) João deseja calcular a média das notas que tirou em cada uma das quatro matérias a seguir. Calcule a média ponderada de suas notas, sendo que as duas primeiras provas valem 2 pontos e as outras duas valem 3 pontos: Inglês 1ª prova 3,5 2ª prova 7,8 3ª prova 9,3 4ª prova 5,1 Português 1ª prova 7,8 2ª prova 8,3 3ª prova 3,5 4ª prova 8,2 Inglês: (3,5).2 + (7,8).2 + (9,3).3 + (5,1).3 = 7+15.6+27,9+15,3 =65,8 = 6,58 2+2+3+3 10 10 Resposta = 6,58 Português: (7,8).2 + (8,3).2 +(3,5).3 + (8,2).3 = 15,6+16,6+10,5+24,6= 74,4 = 7,44 2+2+3+3 10 10 Resposta = 7,44 04) Um levantamento dos preços à vista de gasolina e de álcool, em alguns postos da cidade, está mostrado na tabela abaixo (em R$). Gasolina 5,61 5,64 5,56 5,61 5,60 5,58 Álcool 4,90 4,79 4,88 4,81 4,88 4,84 a) Qual é a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação dos preços de cada combustível? b) Qual é o combustível que tem seus preços mais homogêneos? Resposta: a) Vamos calcular a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação dos preços da Gasolina e do Álcool, separadamente. Gasolina Mg = 2.61+2.64+2.56+2.61+2.60+2.58 6 Mg = 15,6 6 Mg = 2,6 Preço médio da Gasolina é de R$2,60. DP = (2.61-2,6)2+ (2.64-2,6)2+ (2.56-2,6)2+ (2.61-2,6)2+ (2.60-2,6)2+ (2.59-2,6)2 6 DP = 0.0038 6 DP = 0.002 Desvio padrão do preço da gasolina é de, aproximadamente, R$0,02. Cv = 0.02/6 Cv = 0.33% Coeficiente de variacao de preço da Gasolina Álcool M A = 1.90+1.79+1.88+1.81+1.88+1.84/6 M A = 11.1/6 M A = 1.85 A média do preço do Álcool é de R$1,85. DP= (1.90-1.85)2+(1.79-1.85)2+ (1.88-1.85)2+(1.81-1.85)2+ (1.88-1.85)2+(1.84-1.85)2 6 DP = 0.0096 6 DP = 0.04 Desvio padrão do preço do álcool é de R$0,04. C V = 0.04/6 C V = 0.66 % coeficiente de variação do preço do álcool. b) O preço será homogêneo se o coeficiente de variação for menor ou igual a 15%. 05) A passagem de 11 veículos por uma barreira eletrônica, em uma rodovia, registrou as velocidades abaixo (em km/h) _________________________________________________________ 53 45 46 49 46 77 54 48 41 46 56 _________________________________________________________ a) Determine sua média, desvio padrão e o coeficiente de variação. b) Se esta barreira eletrônica foi regulada dando um desconto de 5 km/h nas velocidades dos veículos, qual é a verdadeira média? a) A média é determinada pelo somatório dos valores, dividido pela quantidade de valores, então: M = 53+45+46+49+46+77+54+48+41+46+56/11 M = 51,9 km/h A media e 51.9 km/h Desvio Padrão D P = ((53-51,9)^2+(45-51,9)^2+(46-51,9)^2+(49-51,9)^2+(46-51,9)^2+(77-51,9)^2+(54-51,9)^2+(48-51,9)^2+(41-51,9)^2+(46-51,9)^2+(56-51,9)^2)/11 D P = √102,9 D P = 10,14 km/h Desvio Padrão Coeficiente de variação é o quadrado do desvio padrão: var = 102,9 (km/h)² b) Quando todos os valores de um conjunto é somado a uma certa constante, a média destes valores também é somada pela mesma constante, então, neste caso: M = 56,9 km/h A verdadeira média 06) Qual a média aritmética para o conjunto de dados abaixo xi Fi 5 2 7 3 8 5 9 4 11 2 M A = (2*5)+(3*7)+(5*8)+(4*9)+(2*11) 5+7+8+9+11 M A = 10+21+40+36+11 40 M A = 118 40 M A = 2,95 média aritmética 07) Determine a variância do conjunto de dados tabelados. Classes Fi 03 |- 08 5 08 |- 13 15 13 |- 18 20 18 |- 23 10 Xi 5,5 10,5 15,5 20,5 Xm= 700/50 = 14 Cálculo do quadrado dos devios (Xm - Ponto Médio)² (5,5 - 14)² = 72,25 (10,5 - 14)²= 12,25 (15,5 - 14)²= 2,25 (20,5 - 14)²= 42,25 variância S²= ( 72,25+ 12,25+ 2,25+ 42,25)/ 50 = 2,58 Variância 2,58 08) Medindo-se o diâmetro externo de uma engrenagem, foram obtidos valores, em mm, de acordo com a seguinte distribuição: Classes fi 1001-1010 3 1011-1020 12 1021-1030 28 1031-1040 82 1041-1050 74 1051-1060 30 1061-1070 17 1071-1080 4 Calcule a média, desvio padrão e mediana e a moda desse lote de peças. 10) Os dados abaixo referem-se a idade das pessoas que compraram um determinado produto novo durante um dia. Determine: i Idade xi fi Fi fixi fixi2 1 0 |- 10 10 2 10 |- 20 26 3 20 |- 30 15 4 30 |- 40 8 5 40 |- 50 4 6 50 |- 60 3 7 60 |- 70 2 Total a) Media; b) Desvio Padrão; c) Mediana e Moda.
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