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ESTATÍSTICA
Disciplina: Probabilidade e Estatística
Curso Completo (Apostila)
Professor: Altamir A. R. Araldi
Ano: 2004 e 2005, Local: CAV-UDESC, Cidade: Lages-SC
CAPÍTULO 2 - DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS OU TABELA DE FREQUÊNCIAS
Distribuição de Frequências ou Tabela de frequências
2.1 - INTRODUÇÃO
Uma Distribuição de Freqüência, também denominada de Tabela de Freqüências, é aquela Série Estatística em que a ÉPOCA, a ESPÉCIE DO FATO e o LOCAL permanecem fixos, mas a ESPÉCIE DO FATO é apresentada através de gradações em que é capaz de subdividir-se.
Notação a ser utilizada
a) Notação por índice
xi : Lê-se “x índice i”, representa qualquer um dos “n” valores x1, x2, . . . , xn assumidos pela variável “X”. A letra “i” (índice) representa qualquer número de 1 até n. Além da letra “i”, pode utilizar-se qualquer outra letra: j, k, . . .
b) Notação de somatório
∑ : Letra grega “SIGMA” maiúscula e indica SOMA.
ou simplesmente ∑xi quando "i" varia de 1 até n.
2.2 - Conceitos Básicos para elaborar uma Tabela de Freqüências
a) Dados brutos: são os dados que ainda não foram ordenados numericamente, resultantes da Coleta.
b) Rol: é o arranjo dos dados numéricos brutos em ordem crescente ou decrescente de grandeza.
c) Amplitude Total (AT): é a diferença entre o maior (X) e o menor (x) valor do rol, ou seja, AT=X-x.
d) Classes ou categorias: é a forma em que se distribuem os dados brutos.
2.3 - Regras Gerais para Elaborar uma Tabela de Freqüências
2.3.1 - Determinar “X” e “x” das observações. Calcular a “AT”.
2.3.2 - Dividir a “AT” em um conveniente “número de classes “k”.
Em alguns casos, o número de classes já é fixado. Do contrário, utilizar a TABELA 1 ou a Fórmula de STURGES.
FÓRMULA DE STURGES
k = 1 + 3,322 . log10 n
2.3.3 - Tendo o número de classes (k), calcular a amplitude de cada classe “c” através da expressão:
Assim, é recomendável utilizar um valor de “k” divisor de “AT”.
2.3.4 - Com o valor de “c” e de “k”: determinar o número de observações que caem dentro de cada classe. Estas são obtidas através de um MAPA DE APURAÇÃO ou TABULAÇÃO.
A amplitude de classe pode ser um pouco maior (ARREDONDAMENTO) que o obtido através do processo anterior, desde que as três regras básicas a seguir sejam observadas:
a) as classes devem ser todas da mesma amplitude.
b) a primeira classe deve conter o menor valor observado, assim como a última classe deverá conter o maior valor observado.
c) nenhuma observação pode estar em mais de uma classe.
2.4 - CARACTERÍSTICAS GERAIS DE UMA TABELA DE FREQÜÊNCIAS
a) | = [ ) : indica que o intervalo é fechado à esquerda e aberto à direita,
ou seja, inclui o valor à esquerda e exclui o valor à direita.
b) | = ( ] : indica que o intervalo é aberto à esquerda e fechado à direita,
ou seja, exclui o valor à esquerda e inclui o valor à direita.
c) Tabela de Distribuição de Freqüências genérica
OBS.: Em geral, quando o último valor coincide com o Limite Superior da última classe, então o intervalo da classe é fechado nos extremos, ou seja, LI | | LS.
CONCEITOS:
1) Limites de Classes: são os valores extremos de uma classe. Assim, na Tabela de
Freqüências acima temos o Limite Inferior (LIi) e o Limite Superior (LSi) de
cada classe.
2) Freqüência absoluta (fi): é o número de vezes que uma OBSERVAÇÃO se repete ou
se verifica. Ela é obtida através da APURAÇÃO dos dados.
3) Freqüência total: é a soma de todas as freqüências, ou seja, o total de OBSERVAÇÃO.
2.5 - CÁLCULOS GERAIS DE UMA TABELA DE FREQUÊNCIAS
CONCEITOS:
a) Frequência acumulada f(ai) : de uma classe, é a soma da frequência da classe com a frequência das classes anteriores.
fai = fi + ∑fi-1
b) Frequência relativa (fri): de uma classe, é a relação entre a frequência absoluta daquela classe e a freqüência total, ou seja,
fr + fi/n ; i=1,2, . . ., k
c) Frequência relativa acumulada (fra): de uma classe, é a relação entre a frequência acumulada daquela classe e a frequência total, ou seja,
fra = fa/n ; i=1,2, . . ., k
d) Ponto Médio de Classe (xi): é o valor obtido adicionando-se ao Limite Inferior da Classe, a metade da Amplitude de classe, ou seja,
Xi = LIi + c/2
Pode também ser obtido através de
OBS.: “fr” e “fra” podem ser expressos em termos de %, para tal devem ser multiplicados por 100.
Assim, fri % = fri x 100
frai % = frai x 100.
2.6 - REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS DE UMA TABELA DE FREQUÊNCIAS
2.6.1 - Histograma
É um diagrama de representação gráfica de uma Tabela de Frequências em que as frequências são representadas pelas áreas de retângulos contíguos, com as bases colineares e proporcionais aos intervalos de classe. Em resumo, consiste em um conjunto de retângulos que tem:
a) As bases sobre um eixo horizontal (eixo dos X) com centro no Ponto Médio de classes (Xi) e as larguras das colunas iguais à Amplitude ou
intervalo de classe (c).
b) As áreas de cada retângulo, proporcionais às frequências de classe.
As frequências de classe representadas na ordenada (eixo dos Y).
Ressaltando, pode-se dizer que:
1) A área de cada retângulo mede a frequência de ocorrência da variável no intervalo que lhe serve de base.
2) A área do Histograma é igual ou proporcional à soma das frequências.
OBSERVAÇÃO: As classes não precisam ter obrigatoriamente o mesmo tamanho (ou amplitude “c”). Porém, a construção de histogramas para dados dispostos em uma Tabela de Distribuição de Frequência, com intervalos de classe desiguais, exige o cálculo de uma medida denominada DENSIDADE DE CLASSE definida como o quociente entre a freqüência relativa e o intervalo de classe, isto é:
Nos casos em que os intervalos de classe são desiguais, o histograma é constituído por barras retangulares, que têm base dada pelo intervalo de classe e altura dada pela respectiva densidade.
2.6.2 - Polígono de Freqüências
É um gráfico de linha no qual as freqüências são localizadas sobre perpendiculares levantadas nos Pontos Médios de Classes (Xi), e obtém-se ligando estes no Histogramas, ou diretamente sem o seu auxílio.
OBS.: Para que “a soma das áreas dos retângulos do Histograma seja igual à área total limitada pelo Polígono de Frequência, acrescentam-se segmentos à esquerda e à direita das classes extremas.
2.6.3 - Curva de Freqüências
É obtida “polindo ou tornando mais suave” o Polígono de Frequências.
2.6.4 - Diagrama de Freqüência Acumulada ou OGIVA DE GALTON
O conceito é análogo ao do Polígono de Frequência, com a única diferença que aqui se utilizam as Frequências Acumuladas.
Traça-se este tipo de gráfico se está interessado no estudo de um problema de frequência com que uma variável assume valores “menores ou iguais” ou “maiores ou iguais” ou “iguais” a um valor fixado, do que na frequência em que ela assume valores individuais. Para isso, nos valemos da Frequência Acumulada (fai) e pode-se representar seu gráfico correspondente, denominado de OGIVA DE GALTON.
No caso de se estudar um problema de frequência com que uma variável assume valores menores (ou, menores ou iguais) a um valor fixado, utilizam-se as frequências acumuladas.
Critério para troçar a OGIVA DE GALTON
1) Se a variável aleatória é discreta (VAD), ligam-se os Pontos Médios das bases superiores dos retângulos e neste caso não existem as classes, pois os valores da variável estão concentrados em um ponto (Ponto Médio de Classe).
Exemplo: Lançamento de 4 moedas 50 vezes:
X= Ocorrência da face CARA
OBS.: Quando a espécie do fato (ou seja, a variável) em estudo for representada por uma variável aleatória discreta e as observações forem agrupadas numa Tabela de Frequências, o critério para a Ogiva de Galton será o da variável aleatória contínua, já que as observações estão sendo tratadas como tal.
2) Se a variável aleatória é contínua (VAC), tomar cuidado co caso de “Freqüência Acumulada abaixo de”, de ligar os pontos extremos da direita das bases superiores dos retângulos e não dos Pontos Médios. OBS.: Em alguns casos, a OGIVA DE GALTON é o gráfico que proporciona melhores meios de comparações rápidas entre duas ou mais distribuições, para isto são traçadas OGIVAS SUPERPOSTAS.
Exemplo Resolvido:
1) Extraídas 50 fichas, ao acaso, dentre as fichas dos operários de uma fábrica fictícia Cia. Milsa (Ver: VARIÁVEIS ALEATÓRIAS: TIPOS OU CLASSIFICAÇÃO), obteve-se a seguinte relação de salário mensal, em Reais:
-
Construa a Tabela de Freqüências (utilize MAPA DE APURAÇÃO), começando com o menor valor.
-
Calcular as frequências: acumuladas, relativa acumulada e percentuais.
-
Construa o Histograma utilizando a frequência relativa percentual (%).
-
Trace o polígono de freqüência percentual (%).
-
Trace a OGIVA DE GALTON, ou seja, o gráfico das frequências acumuladas percentuais (%).
SOLUÇÃO:
Dados: n=50.
a) Construção da Tabela de Freqüências
Segundo a Tabela 1 → k=5;
Segundo a Fórmula de STURGES → k=6.
No caso, é conveniente utilizar k=6 já que é divisor de “AT”.
Em Breve estaremos apresentando uma Página especialmente para falar sobre:
a) Significado do Ponto Médio de Classe;
b) Quais as vantagens e desvantagens ao se escolher um número de
classes k muito grande ou muito pequeno;
c) Quando é preferível trabalhar com classes de amplitude desiguais; e etc.
Capítulo 1 - SÉRIES ESTATÍSTICAS E NÃO ESTATÍSTICAS - GRÁFICOS
VARIÁVEIS ALEATÓRIAS: TIPOS OU CLASSIFICAÇÃO
Capítulo 2 - DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS OU TABELA DE FREQUÊNCIAS
Capítulo 3 - Medidas de Tendência Central, Separatrizes
Capítulo 4 - MEDIDAS DE DISPERSÃO (OU VARIAVILIDADE)
Capítulo 5 - ASSIMETRIA e CURTOSE
Capítulo 6 - TEORIA ELEMENTAR DA PROBABILIDADE
Capítulo 7 - DISTRIBUIÇÕES TEÓRICAS DE PROBABILIDADE
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Exercícios Propostos: Capítulos 3 e 4 (Arquivo ".PDF")
Resolução dos Exercícios: Exercício 01 / Exercício 02 / Exercício 03 / Exercício 04 /
Exercício 05 / Exercício 06 / Exercício 07 / Exercício 08 /
Exercício 09 / Exercício 10 / Exercício 11 / Exercício 12 /
Exercício 13 (Já resolvido: Veja as Vídeo Aulas abaixo) /
______________________
TABELAS (Capítulo 7):
I - Distribuição Normal; II - Distribuição Binomial
Exercícios Propostos: Capítulo 7 (Arquivo ".PDF")
Resolução dos Exercícios do Capítulo 7:
Exercício Resolvido (5) ⇒ YouTube
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