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sexta-feira, 27 de setembro de 2013

Estatística e probabilidade



6 Estatística e probabilidade

A estatística também é usada para estimar a probabilidade de ocorrência de um evento, principalmente quando ela não pode ser calculada teoricamente pela razão P=evento/espaço amostral. Quando se diz que a probabilidade de um avião cair é de uma em um milhão, é porque a frequência relativa de ocorrência de acidentes é de um acidente a cada um milhão de decolagens. Ao longo dos anos, o correrão mais decolagens e essa probabilidade pode mudar. Dos anos 1960 para cá, a frequência relativa de acidentes aéreos no mundo diminuiu cerca de 15 vezes. Isso significa que a probabilidade de ocorrer um acidente nos anos 1960 era 15 vezes maior do que agora.
Quando maior for à quantidade de experimentos, melhor será a estimativa da probabilidade usando – se a frequência relativa. Ao jogar uma moeda duas vezes, é possível que ocorra duas vezes cara. Seria absurdo afirmar que a probabilidade de ocorrer cara é de 100% , pois a quantidade de experimentos é muito pequena e não pode ser utilizada para tal afirmação. Entretanto, ao jogar uma moeda 200 vezes, é possível observar como 94 caras e 106 coroas; jogando 2 000 vezes, 1 034 caras e 966 coroas; 20 000 vezes, 1 0091 caras e 9909 coroas.
Número de jogadas
FA (cara)
FR (cara)
2
2
100%
200
94
47%
2000
1034
51,7%
20000
10091
50,45%
 Pela tabela ao lado, portanto, percebe-se que a frequência relativa tende ao valor teórico de 50% para a probabilidade de ocorrer cara e coroa. Isso é chamado de lei dos grandes números.
Previsões do tempo, resultados eleitorais, mortalidade causada por doenças, entre outras, são probabilidades calculadas usando – se frequência relativas de pesquisas estatísticas. Nesses casos, quanto maior for o histórico de dados a ser analisado, melhor será a previsão.




Exercícios propostos

36) um dado foi lançado 1000 vezes, obtendo – se o seguinte resultado:

Face
1
2
3
4
5
6
Números de vezes
157
171
160
166
171
175

a)     Faça uma tabela de frequência relativas expressando os resultados em porcentagem.

      RESPOSTA:
Face
Números de vezes
Frequência relativa (%)
1
157
15,7
2
171
17,1
3
160
16,0
4
166
16,6
5
171
17,1
6
175
17,5

b)    Em sua opinião, o dado jogado é honesto? Justifique.
            RESPOSTA: Sim porque os números estão muito próximos.

37) o brasil tem um dos menores índices de acidentes aéreos. Aqui frequência é de 0,85 acidentes por milhão de decolagens. Essa media é mais baixa que a de outros países latinos (5,7), asiáticos (3,8) e africanos (13). A Europa (0,5) e a Oceania (0,2) têm os menores percentuais. ” Baseado no texto, calcule a probabilidade de ocorrência de um acidente aéreo no Brasil.
38) Observe os gráficos comparativas da taxa de urbanização do Brasil (2000/2007) e a população aproximada do Brasil nesses dois anos.



                                       170 000 000                                             190 000 000
                                  De habitantes (Rural)                                 De habitantes (urbanos)


a)     De 2000 a 2007 a população rural do Brasil aumentou ou diminuiu? Quanto por cento?
RESPOSTA: Diminuiu 12%

b)    Suponha que a taxa de urbanização atual seja equivalente á de 2007, qual seria a probabilidade de, nos dias atuais, escolhendo – se ao acaso um brasileiro, ele morar na zona rural?
RESPOSTA: 15%

39) Em uma garrafa opaca fechada existem 10 bolinhas, distribuídas entre as cores azul e branca. Não é possível ver as bolinhas dentro da garrafa, exceto se virarmos a garrafa de ponta-cabeça, quando uma das bolinhas vai para o gargalo e é possível ver sua cor. Ao longo de vários dias, repetiu-se 2000 vezes a seguinte operação: chacoalhava-se e tombava-se a garrafa para então anotar a cor da bolinha que aparecia no gargalo. Os resultados foram os seguintes:

Cor da bolinha
Números de vezes
Azul
624
Branco
1 376

Na próxima vez que for repetida essa operação, qual a probabilidade de que a cor da bolinha do garrafão seja azul?
RESPOSTA:
P = 624/2000
 P = 0,312
Portanto, a chance que a cor da bolinha do garrafão seja azul na próxima vez é de 0,312=
30%

40) As mensalidades dos planos de saúde são estabelecidas por faixa etária. A tabela ao lado fornece os valores das mensalidades do plano "Geração Saúde".



O gráfico em formato de pizza ao lado mostra o comprometimento do rendimento mensal de uma pessoa que recebe 8 salários mínimos por mês e aderiu ao plano de saúde "Geração Saúde". Em cada fatia do gráfico, estão indicados o item referente ao gasto e o ângulo correspondente, em graus.



 Sabendo que o salário mínimo nacional valia, na época, R$ 465,00, responda às perguntas abaixo.
 
a)     Excetuando – se o item “outros”, que não se refere a um gasto específico, qual é o item que consome a maior fatia do salário dessa pessoa?
RESPOSTA: habitação

b)    Determine qual é o comprometimento do rendimento mensal de uma pessoa com o plano de saúde "Geração Saúde"
RESPOSTA: 54º/360º x 100% = 15%.

c)     Determine a que faixa etária pertence essa pessoa.
RESPOSTA:Do gráfico em forma de pizza, temos que a mensalidade do plano de saúde representa 

54º/360º x 100% = 15%.

Como a pessoa recebe 8 salários mínimos, seu rendimento mensal é de

8 x 465 = 3720,00.

Do gráfico em forma de pizza, temos que a mensalidade do plano de saúde representa

 54º/360º x 100% = 15%.
De seu salário mensal. Assim, sua mensalidade do plano de saúde de 15/100 x 3720 = 558 reais.
Pela tabela, essa mensalidade corresponde á faixa etária de 61 anos ou mais.






quinta-feira, 26 de setembro de 2013

Medidas de dispersão


Medidas de dispersão

Já estudamos as medidas de tendência central mais usadas, como a media aritmética, a moda, e a mediana. Elas têm como objetivo concentrar em um único número os diversos valores de uma variável quantitativa.
 Neste item estudaremos casos em que as medidas de tendência central são insuficientes.

Vejamos a seguinte situação:

O critério de aprovação em um concurso estabelece que o candidato deve realizar 3 provas e obter, com suas notas, média igual ou maior do que 6,0. Nesse caso, a informação de que o candidato obteve média 7,5 é suficiente para concluir que ele está aprovado.

Consideremos agora outra situação:

Uma pessoa é encarregada de organizar atividades de lazer para um grupo de 6 pessoas e recebe a informação de que a média de do grupo é 20 anos. Nesse caso, apenas a informação da media não é suficiente para planejar as atividades, pois podemos ter grupos com média de idade de 20 anos e características diferentes.

Observe alguns grupos possíveis:

·         Grupo A: 20 anos; 20 anos; 20 anos; 20 anos; 20 anos; 20 anos.

    
  
·         Grupo B: 22 anos; 23 anos; 18 anos; 19 anos; 20 anos; 18 anos.
      
   
·         Grupo C: 6 anos; 62 anos; 39 anos; 4 anos; 8 anos; 1 ano.


   
Como a medida de tendência central não é suficiente para caracterizar o grupo c, é conveniente utilizar medidas que expressem o grau de dispersão de um conjunto de dados. As mais usadas são a variância e o desvio padrão.

Variância (V)

A ideia básica de variância é tomar os desvios dos valores xi em relação à média aritmética ( xi – MA ). Mas a soma desses desvios é igual a 0 ( por uma propriedade da média). Uma opção possível, então, é considerar o total dos quadrados dos desvios e expressar a variância (V) como a média dos quadrados dos desvios, ou seja:

Desvio padrão (DP)

O desvio padrão (DP) é a raiz quadrada da variância. Ele facilita a interpretação dos dados, pois é expresso na mesma unidade dos valores observados (do conjunto de dados).
No exemplo que estamos analisando, termos:

Resumido se x1, x2,...,xn são os n valores de uma variável quantitativa x, temos:

   A média aritmética dos valores de x:  



  A variância de x:



O desvio padrão de x:
Observações:
1)     Quando todos os valores da variável são iguais, o desvio padrão é 0.
2)     Quanto mais próximo de 0 é o desvio padrão, mais homogênea é a distribuição dos valores da variável.
3)     O desvio padrão é expresso na mesma unidade da variável.


Exercícios propostos

34)Em um concurso o critério de aprovação leva em conta a média e o desvio padrão após a realização de 3 provas. Calcule a média e o desvio padrão de um candidato que nas provas obteve, respectivamente, 63 pontos, 56 pontos e 64 pontos.

RESPOSTA:
Desvio:
63+56+64 = 183

183/3=61
35)   Em uma classe as notas obtidas pelos alunos foram agrupadas da seguinte maneira:
0 |--- 2 (1 aluno);
2 |--- 4 (6 alunos);
4 |--- 6 (9 alunos);
6 |--- 8 (8 alunos);
8 |--- 10 (6 alunos).

a)     Construa o histograma;
b)    Construa o polígono do histograma;
c)     Calcule a média, a moda, a mediana e o desvio padrão.

    RESPOSTA: a e b