apostila_estatistica_1.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 1

    NMEROS APROXIMADOS E ARREDONDAMENTO DE DADOS

    Nmeros Aproximados

    Como sabemos, os nmeros resultam de uma mensurao, a qual s pode

    ser exata quando assume a forma de contagem ou enumerao, em nmeros

    naturais, de coisas ou unidades mnimas indivisveis. Em tais casos, a

    varivel pode assumir somente valores discretos ou descontnuos. Outras mensuraes se do numa escala contnua, que pode, teoricamente, ser

    indefinidamente subdividida. Na prtica, porm, h sempre um limite para a

    preciso com a qual a mensurao pode ser feita, o que nos leva a concluir

    que o valor verdadeiro nunca conhecido. Na verdade, os valores

    observados so discretos e aproximados. Assim que, se o comprimento

    de um parafuso, medidos em centmetros, foi dado por 4,6 cm, devemos

    considerar que o valor exato desse comprimento ser algum valor entre 4,55

    cm e 4,65 cm devido ao fato de a preciso adotada na medida ser apenas de

    dcimos de centmetros. Em nossos estudos, faremos uso da seguinte

    conveno: a preciso da medida ser automaticamente indicada pelo

    nmero de decimais com que se escrevem os valores da varivel. Assim, um valor 4,60 indica que a varivel em questo foi medida com a preciso de

    centsimos, no sendo exatamente o mesmo que 4,6, valor correspondente a

    uma preciso de dcimos.

    Arredondamento de dados

    Muitas vezes, necessrio ou conveniente suprir unidades inferiores s de

    determinada ordem. Esta tcnica denominada arredondamento de dados.

    De acordo com a resoluo 866/66 da Fundao IBGE, o arredondamento

    feito da seguinte maneira:

    Quando o primeiro algarismo a ser abandonado 0, 1, 2, 3 ou 4 fica

    inalterado o ltimo algarismo a permanecer.

    Exemplo: 53,24 passa a ser 53,2

    Quando o primeiro algarismo a ser abandonado 6, 7, 8 ou 9, aumenta-

    se de uma unidade o algarismo a permanecer.

    Exemplo: 42,87 passa a ser 42,9

    25,08 passa a ser 25,1

    53,99 passa a ser 54,0

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 2

    Quando o primeiro algarismo a ser abandonado 5, h duas solues:

    a) Se ao 5 seguir em qualquer casa um algarismo diferente de zero,

    aumenta-se uma unidade ao algarismo a permanecer.

    Exemplos: 2,352 passa a ser 2,4

    25,6501 passa a ser 25,7

    76,250002 passa a ser 76,3

    b) Se o 5 for o ltimo algarismo ou se ao 5 se seguirem zeros, o ltimo

    algarismo a ser conservado s ser aumentado de uma unidade se for

    mpar.

    Exemplos: 24,75 passa a ser 24,8

    24,65 passa a ser 24,6

    24,75000 passa a ser 24,8

    24,6500 passa a 24,6

    NOTA: No devemos nunca fazer arredondamentos sucessivos.

    Exemplo: 17,3452 passa a 17,3 e no a 17,35, a 17,4.

    Exerccio: Arredonde cada um dos dados abaixo, deixando-os com apenas

    uma casa decimal:

    a) 2,38

    b) 24,65

    c) 0,351

    d) 4,24

    e) 328,35

    f) 2,97

    g) 6,829

    h) 5,550

    i) 89,99

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 3

    1 ESTATSTICA

    1.1 Introduo

    Exprimindo por meio de nmeros as observaes que se fazem de elementos

    com, pelo menos, uma caracterstica comum (por exemplo: os alunos do

    sexo masculino de uma comunidade), obtemos os chamados dados

    referentes a esses elementos.

    Pode-se dizer que a Estatstica uma parte da Matemtica Aplicada que

    fornece mtodos para a coleta, organizao, descrio, anlise e

    interpretao de dados e para a utilizao dos mesmos na tomada de

    decises.

    A coleta, a organizao e a descrio dos dados esto a cargo da Estatstica

    Descritiva, enquanto a anlise e a interpretao desses dados ficam a cargo

    da Estatstica Indutiva.

    O aspecto essencial da Estatstica o de proporcionar mtodos indutivos,

    que permitam concluses que transcendam os dados obtidos inicialmente.

    Assim, a anlise e a interpretao dos dados estatsticos tornam possvel o

    diagnstico de uma empresa (por exemplo, de uma faculdade), o

    conhecimento de seus problemas (condies de funcionamento,

    produtividade), a formulao de solues apropriadas e um planejamento

    objetivo de ao.

    1.2 Fases do mtodo estatstico

    1.2.1 Coleta de dados

    Primeiramente necessrio um cuidadoso planejamento e uma

    devida determinao das caractersticas mensurveis do fenmeno

    coletivamente tpico que se quer pesquisar, em seguida inicia-se a coleta

    de dados.

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 4

    Crtica dos dados: obtidos os dados, eles devem ser cuidadosamente

    criticados, procura de possveis falhas e imperfeies, a fim de no

    incorrermos em erros grosseiros ou de certo vulto, que possam influir

    sensivelmente nos resultados.

    Apurao dos dados: a soma e o processamento dos dados obtidos e a

    disposio mediante critrios de classificao. Pode ser manual,

    eletromecnica ou eletrotcnica.

    Exposio ou apresentao dos dados: os dados podem ser apresentados

    sob forma adequada (tabela ou grficos) tornando a leitura mais fcil.

    Anlise dos resultados: o objetivo da Estatstica tirar concluses sobre o

    todo (populao) a partir de informaes por parte representativa do todo

    (amostra). Assim, realizadas as fazes anteriores (Estatstica Descritiva), faz-

    se uma anlise dos resultados obtidos, atravs dos mtodos da Estatstica

    Indutiva, que tem por base a induo, e retirado desses resultados

    concluses e previses.

    2 POPULAO E AMOSTRA

    2.1 Variveis

    A cada resultado corresponde um nmero de resultados possveis. Assim por

    exemplo:

    - Para o fenmeno sexo so dois os resultados possveis: sexo masculino

    e sexo feminino;

    - Para o fenmeno nmero de filho h um nmero de resultados

    possveis expresso atravs dos nmeros naturais: 0, 1, 2, ..., n;

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 5

    - Para o fenmeno estatura temos uma situao diferente, pois os

    resultados podem tomar um nmero infinito de valores numricos dentro

    de um determinado intervalo.

    Varivel , convencionalmente, o conjunto de resultados possveis de um

    fenmeno.

    Dados os exemplos acima, podemos ter os seguintes tipos de variveis:

    a) Qualitativa quando seus valores so expressos por atributos:

    sexo (masculino ou feminino), cor de pele, etc.

    b) Quantitativa quando seus valores so expressos em nmeros:

    salrio dos operrios, idade dos alunos de uma

    faculdade, etc.

    Uma varivel quantitativa que pode assumir qualquer valor entre dois

    limites recebe o nome de varivel contnua; uma varivel que s pode

    assumir valores pertencentes a um conjunto enumervel recebe o nome de

    varivel discreta.

    Exemplo:

    1. O nmero de alunos de uma escola pode assumir qualquer um dos

    valores do conjunto N = {0, 1, 2,..., n}, mas nunca valores como 2,5 ou

    3,78. Logo, uma varivel discreta.

    2. Os pesos desses mesmos alunos podem assumir valores como 72 kg ou

    72,5 kg, dependendo do valor da preciso da medida. Logo, uma

    varivel contnua.

    De modo geral, as medies do origem as variveis contnuas e as

    contagens ou enumeraes, a variveis discretas. Designamos as variveis

    por letras latinas, em geral as ltimas: x, y e z.

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 6

    Exemplo:

    x {2, 3, 4,5}.

    Exerccio

    1. Classifique as variveis em qualitativas ou quantitativas (contnuas

    ou descontnuas):

    a) Universo: alunos de uma escola. Varivel: cor dos cabelos:

    b) Universo: casais residentes em uma cidade. Varivel: nmero de

    filhos.

    c) Universo: as jogadas de um dado. Varivel: o ponto obtido em cada

    jogada.

    d) Universo: peas produzidas por certa mquina. Varivel: nmeros

    de peas produzidas por hora.

    e) Universo: peas produzidas por certa mquina. Varivel: dimetro

    externo.

    2. Diga quais das populaes abaixo so discretas e quais so

    contnuas:

    a) Populao: alunos de uma cidade. Varivel: cor dos olhos.

    b) P: estao meteorolgica de uma cidade. V: precipitao

    pluviomtrica, durante 1 ano.

    c) P: Bolsa de Valores de So Paulo. V: nmero de aes negociveis.

    d) P: funcionrios de uma empresa. V: salrios.

    e) P: pregos produzidos por uma mquina. V: comprimento.

    f) P: casais residentes em uma cidade. V: sexo dos filhos.

    g) P: propriedades agrcolas do Brasil. V: produo de algodo.

    h)

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 7

    2.2 Populao e amostra

    Ao conjunto de entes portadores de, pelo menos, uma caracterstica comum

    denominamos populao estatstica ou universo estatstico. Assim, os

    estudantes, por exemplo, constituem uma populao, pois apresentam pelo

    menos uma caracterstica comum: so os que estudam. Uma amostra um

    subconjunto finito de uma populao.

    Amostragem: existe uma tcnica especial amostragem para recolher

    amostras, que garante, tanto quanto possvel, o caso na escolha. Dessa

    forma, o que garante amostra o carter de representatividade, e isto

    muito importante, pois, como vimos, nossas concluses relativas

    populao vo estar baseadas nos resultados obtidos nas amostras dessa

    populao.

    A seguir, so apresentadas as trs principais tcnicas de amostragem.

    AMOSTRAGEM CASUAL OU ALEATRIA SIMPLES: este tipo de

    amostragem equivalente a um sorteio lotrico. Na prtica, a amostragem

    casual pode ser realizada numerando-se a populao de 1 a n e sorteando-se,

    a seguir, por meio de um dispositivo aleatrio qualquer, k nmeros dessa

    seqncia, os quais correspondero aos elementos pertencentes amostra.

    AMOSTRAGEM PROPORCIONAL ESTRATIFICADA: muitas vezes a

    populao se divide em subpopulaes estratos. Como provvel que a

    varivel em estudo apresente, de estrato em estrato, um comportamento

    heterogneo, convm que o sorteio dos elementos da amostra leve em

    considerao tais estratos. exatamente isso que fazemos quando

    empregamos a amostragem proporcional estratificada, que alm de

    considerar a existncia dos estratos, obtm os elementos da amostra

    proporcional ao nmero de elementos dos mesmos.

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 8

    Exerccio: Em uma escola existem 250 alunos, sendo 35 na 1 srie, 32 na

    2, 30 na 3, 28 na 4, 35 na 5, 32 na 6, 31 na 7 e 27 na 8. Obtenha uma

    amostra de 40 alunos e preencha o quadro a seguir.

    AMOSTRAGEM SISTEMTICA: quando os elementos da populao j se

    acham ordenados, no h necessidade de construir o sistema de referncia.

    So exemplos os pronturios mdicos de um hospital, os prdios de uma

    rua, as linhas de produo, etc. nestes casos, a seleo dos elementos que

    constituiro a amostra pode ser feita por um sistema imposto pelo

    pesquisador. A esse tipo de amostragem denominamos sistemtica.

    3 SRIES ESTATSTICAS

    3.1 Tabelas

    Um dos objetivos da Estatstica sintetizar os valores que uma ou mais

    variveis podem assumir, para que tenhamos uma viso global da variao

    dessa ou dessas variveis. E isso ela consegue, inicialmente, apresentando

    esses valores em tabelas ou grficos, que iro nos fornecer rpidas e

    seguras informaes a respeito das variveis em estudo, nos permitido

    determinaes administrativas e pedaggicas mais coerentes e cientficas.

    Tabela um quadro que resume um conjunto de observaes.

    Uma tabela compe-se de:

    a) Corpo conjunto de linhas e colunas que contm informaes sobre a

    varivel em estudo;

    b) Cabealho parte superior da tabela que especifica o contedo das

    colunas;

    c) Coluna indicadora parte da tabela que especifica o contedo das linhas;

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 9

    d) Linhas retas imaginrias que facilitam a leitura, no sentido horizontal,

    de dados que se escrevem nos seus cruzamentos com as colunas;

    e) Casa ou clula espao destinado a um s nmero;

    f) Ttulo conjunto de informaes localizado no topo da tabela.

    H ainda a considerar os elementos complementares da tabela, que so a

    fonte, as notas e as chamadas, colocadas de preferncia, no seu rodap.

    Exemplo:

    PRODUO DE CAF

    BRASIL 1991-1995

    FONTE: IBGE

    De acordo com a Resoluo 886 da Fundao IBGE, nas casas ou clulas

    devemos colocar:

    Um trao horizontal (-) quando o valor zero, no s quanto natureza

    das coisas, como quanto ao resultado do inqurito;

    Trs pontos (...) quando no temos os dados;

    Um ponto de interrogao (?) quando temos dvida exatido de

    determinado valor;

    Zero (0) quando o valor muito pequeno para ser expresso pela unidade

    utilizada. Se os valores so expressos em numerais decimais, precisamos

    ANOS PRODUO

    (1.000 t)

    1991 2.535

    1992 2.666

    1993 2.122

    1994 3.750

    1995 2.007

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 10

    acrescentar parte decimal um nmero correspondente de zeros (0,0;

    0,00; 0,000; ...).

    3.2 Sries Estatsticas

    Denominamos srie estatstica toda tabela que apresenta a distribuio de

    um conjunto de dados estatsticos em funo da poca, do local ou da

    espcie. Da podemos inferir que numa srie estatstica observamos a

    existncia de trs elementos ou fatores: o tempo, o espao e a espcie.

    Conforme varie um dos elementos da srie, podemos classific-la em

    histrica, geogrfica e especfica.

    SRIES HISTRICAS, CRONOLGICAS, TEMPORAIS OU MARCHAS

    Descrevem os valores da varivel, em determinado local, discriminados

    segundo intervalos de tempo variveis.

    SRIES GEIGRFICAS, ESPACIAIS, TERRITORIAIS OU DE LOCALIZAO

    Descrevem os valores da varivel, em determinado instante, discriminados

    segundo regies.

    SRIES ESPECFICAS OU CATEGRICAS

    Descrevem os valores da varivel, em determinado tempo e local,

    discriminados segundo especificaes ou categorias.

    3.3 Sries Conjugadas

    TABELA DE DUPLA ENTRADA: muitas vezes temos necessidades de

    apresentar, em uma nica tabela, a variao de valores de mais de uma

    varivel, isto , fazer uma conjugao de duas ou mais sries. Conjugando

    duas sries em uma nica tabela, obtemos uma tabela de dupla entrada. Em

    uma tabela desse tipo ficam criadas duas ordens de classificao: uma

    horizontal (linha) e uma vertical (coluna).

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 11

    TERMINAIS TELEFNICOS EM SERVIO

    1991 - 1993

    REGIES 1991 1992 1993

    NORTE 342.938 375.658 403.494

    NORDESTE 1.287.813 1.379.101 1.486.649

    SUDESTE 6.234.501 6.729.467 7.231.634

    SUL 1.497.315 1.608.989 1.746.232

    CENTRO -

    OESTE

    713.357 778.925 884.822

    FONTE: Ministrio das Comunicaes.

    A conjugao, no exemplo, foi srie geogrfica-srie histrica, que d

    origem srie geogrfico- histrica ou geogrfico-temporal.

    3.4 Distribuio de frequncia

    Por se tratar de um conceito estatstico de suma importncia, merecer no

    captulo 5 um tratamento especial.

    Exerccio: Classifique as sries:

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 12

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 13

    3.5 Dados absolutos e dados relativos

    Os dados estatsticos resultantes da coleta direta da fonte, sem outra

    manipulao seno a contagem ou medida, so chamados dados absolutos.

    A leitura dos dados absolutos sempre enfadonha e inexpressiva; embora

    esses dados traduzam um resultado exato e fiel, no tm a virtude de

    ressaltar de imediato as suas concluses numricas. Da o uso

    imprescindvel que faz a Estatstica dos dados relativos.

    Dados relativos o resultado de comparaes por quociente (razes) que se

    estabelecem entre dados absolutos e tm por finalidade realar ou facilitar as

    comparaes entre quantidades. Traduzem-se os dados relativos, em geral,

    por meio de porcentagens, ndices, coeficientes e taxas.

    AS PORCENTAGENS

    Considere a srie:

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 14

    MATRCULAS NAS ESCOLAS

    DA CIDADE A 1995

    CATEGORIAS NMEROS DE ALUNOS

    1 grau 19.286

    2 grau 1.681

    3 grau 234

    Total 21.201

    Dados fictcios

    Calculemos as porcentagens dos alunos de cada grau:

    1 grau = 90,96 = 91,0

    2 grau = 7,92 = 7,9

    3 grau = 1,10 = 1,1

    Com esses dados, podemos formar uma nova coluna na srie em estudo:

    MATRCULAS NAS ESCOLAS

    DA CIDADE A 1995

    CATEGORIAS NMEROS DE ALUNOS %

    1 grau 19.286 91,0

    2 grau 1.681 7,9

    3 grau 234 1,1

    Total 21.201 100,0

    Os valores dessa nova coluna nos dizem que, de cada 100 alunos da cidade

    A, 91 esto matriculados no 1 grau, 8, aproximadamente, no 2 grau e 1 no

    3 grau.

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 15

    O emprego da porcentagem de grande valia quando nosso intuito

    destacar a participao da parte no todo.

    Consideremos, agora, a srie:

    MATRCULAS NAS ESCOLAS

    DA CIDADE A E B 1995

    CATEGORIAS NMEROS DE ALUNOS

    CIDADE A CIDADE B

    1 grau 19.286 38.660

    2 grau 1.681 3.399

    3 grau 234 424

    Total 21.201 42.483

    Dados fictcios

    Qual das cidades tem, comparativamente, maior nmero de alunos em cada

    grau?

    MATRCULAS NAS ESCOLAS

    DA CIDADE A E B 1995

    CATEGORIAS NMEROS DE ALUNOS

    CIDADE A % CIDADE B %

    1 grau 19.286 38.660

    2 grau 1.681 3.399

    3 grau 234 424

    Total 21.201 100,0 42.483 100,0

    NOTAS:

    Do mesmo modo que tomamos 100 por base de comparao, tambm

    podemos tomar outro nmero qualquer, entre os quais destacamos o

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 16

    nmero 1. claro que, supondo o total igual a 1, os dados relativos das

    parcelas sero todos menores que 1.

    Quando usamos 100 por base, os dados so arredondados at a primeira casa

    decimal; e quando tomamos 1 por base, at a terceira casa decimal.

    Exerccio: Complete a tabela abaixo:

    4 GRFICOS ESTATSTICOS

    4.1 Grfico Estatstico e diagramas

    O grfico estatstico uma forma de apresentao dos dados estatsticos,

    cujo objetivo o de produzir, no investigador ou no pblico em geral, uma

    impresso mais rpida e viva do fenmeno em estudo, j que os grficos

    falam mais rpido compreenso que as sries.

    Os diagramas so grficos geomtricos de, no mximo, duas dimenses;

    para sua construo, em geral, fazemos uso do sistema cartesiano.

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 17

    GRFICO EM LINHA OU EM CURVA

    Considere a seguinte srie:

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 18

    GRFICO EM COLUNAS OU EM BARRAS

    PRODUO BRASILEIRA DE CARVO

    DE CARVO MINERAL BRUTO

    1989 - 92

    ANOS QTDE PRODUZIDA

    (1.000 t)

    1989 18.196

    1990 11.168

    1991 10.468

    1992 9.241

    FONTE: Ministrio da Agricultura

    FONTE: Ministrio da Agricultura

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 19

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 20

    GRFICOS DE SETORES

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 21

    Exerccios:

    1. Represente a srie abaixo usando o grfico de linha:

    COMRCIO EXTERIOR

    BRASIL - 1984 - 93

    ANOS QUANTIDADE (1.000 t)

    EXPORTAO IMPORTAO

    1984 141.737 53.988

    1985 146.351 48.870

    1986 133.832 60.597

    1987 142.378 61.975

    1988 169.666 58.085

    1989 177.033 57.293

    1990 168.095 57.184

    1991 165.974 63.278

    1992 167.295 68.059

    1993 182.561 77.813

    FONTE: Min. Indstria, Comrcio e Turismo

    2. Represente a tabela usando o grfico em colunas:

    PRODUO BRASILEIRA

    DE PETRLEO BRUTO

    1991 - 93

    ANOS Quantidade (1.000 m)

    1991 36.180,40

    1992 36.410,50

    1993 37.164,30

    FONTE: Petrobrs

  • FIU- APOSTILA DE ESTTSTICA/2016 22

    3. Usando o grfico de barras, represente a tabela:

    PRODUO DE OVOS

    DE GALINHA

    BRASIL - 1992

    REGIES Quantidade

    (1.000 dzias)

    Norte 57.297

    Nordeste 414.804

    Sudeste 984.659

    Sul 615.978

    Centro-Oeste 126.345

    FONTE: IBGE

    4. Represente a tabela por meio de grfico de setor:

    REA TERRESTRE

    BRASIL

    REGIES RELATIVA

    (%)

    Norte 45,25

    Nordeste 18,28

    Sudeste 10,85

    Sul 6,76 Centro-Oeste 18,86

    Total 100,00

    FONTE: Petrobrs