1. Prepare os dados
Exemplo: Ônibus, carro, caminhada, ônibus, bicicleta
Cálculo no Cotidiano • Professor CHAGAS, JC
Dos dados aos gráficos, da amostragem à correlação: experimente, calcule, compare e interprete.
A Estatística transforma registros do cotidiano em informações úteis. Ao longo das seis estações, você organizará dados, investigará amostras, construirá gráficos, estudará medidas estatísticas, experimentará o acaso e aprenderá a interpretar informações com olhar crítico.
Não é preciso saber Estatística previamente. Cada ideia aparece no momento em que se torna necessária e pode ser testada imediatamente.
As seis estações estão ativas. A jornada parte da organização dos dados, passa por amostragem, medidas estatísticas e correlação, experimenta o acaso e termina com a leitura crítica das informações.
Dados brutos, frequências, gráficos, amostragem e viés.
ATIVA ✨ COMECE POR AQUICentro dos dados, valores extremos e média ponderada em situações reais.
ATIVAAmplitude, variância, desvio padrão, estabilidade e previsibilidade.
ATIVAGráfico de dispersão, correlação e valores atípicos.
ATIVAProbabilidade experimental, simulações e frequência relativa.
ATIVALeitura crítica, gráficos enganosos, médias e porcentagens.
ATIVAEscolha uma experiência pronta ou escreva seus próprios dados. Separe os registros por vírgula, ponto e vírgula ou nova linha.
Exemplo: Ônibus, carro, caminhada, ônibus, bicicleta
Os registros abaixo ainda estão na forma de dados brutos. Antes de calcular, procure visualmente o que parece aparecer mais vezes.
Sua previsão será comparada com o resultado após a análise.
Agora os dados brutos foram agrupados, contados e convertidos em proporções.
| Categoria | Frequência \(f_i\) | Frequência relativa \(f_r\) | Porcentagem |
|---|---|---|---|
| Total | 0 | 1,000 | 100% |
Informa quantas vezes uma categoria apareceu:
\[ f_i=\text{número de ocorrências da categoria} \]
Comparam a frequência da categoria com o total de observações:
\[ f_r=\frac{f_i}{n} \qquad p=\frac{f_i}{n}\cdot 100 \]
Responda com base na tabela e no gráfico. O retorno é imediato.
1. Qual é a categoria mais frequente?
2. Qual é a frequência da categoria indicada?
3. Qual é a porcentagem aproximada da categoria indicada?
Uma pesquisa não depende apenas da quantidade de entrevistados. Ela precisa representar adequadamente a população que desejamos conhecer.
É o conjunto completo sobre o qual queremos obter informações. Nesta experiência, são todos os 240 estudantes da escola.
É uma parte da população escolhida para participar da pesquisa. Ela precisa refletir a diversidade do conjunto completo.
Ocorre quando alguns grupos têm maior chance de participar, fazendo a amostra favorecer determinadas respostas.
Os estudantes escolherão entre três chapas fictícias para o grêmio estudantil:
Imagine duas pesquisas com 100 entrevistados:
Pesquisa A: entrevista somente estudantes da manhã.
Pesquisa B: sorteia estudantes entre todas as turmas e turnos.
| Chapa | População | Amostra | Diferença |
|---|
Para cada chapa, a proporção amostral é calculada por: \(\hat{p}=\frac{x}{n}\), em que \(x\) é o número de respostas para a chapa e \(n\) é o tamanho da amostra.
Agora trabalharemos com dados numéricos. O objetivo é descobrir que “o centro” de um conjunto pode ser descrito de maneiras diferentes — e que a melhor medida depende da situação.
Separe números por vírgula. Para usar decimal com vírgula, separe os valores por ponto e vírgula ou por linhas: 4,5; 4,8; 5,0.
Observe os dados carregados. O guia abaixo apresenta, de forma breve, o significado de média, mediana e moda antes da experiência com um valor extremo.
Observe o significado de cada medida nos próprios dados carregados.
Somamos todos os valores e dividimos pela quantidade de observações.
Carregue pelo menos três valores.É o valor central depois que os dados são colocados em ordem.
Carregue pelo menos três valores.É o valor que aparece com maior frequência no conjunto.
Carregue pelo menos três valores.Não é preciso acertar de primeira: sua previsão será comparada com o experimento.
Compare os três resultados e observe como cada medida é construída.
A mediana só pode ser identificada corretamente depois que os valores são ordenados.
Soma todos os valores e divide pela quantidade:
\[ \bar{x}=\frac{x_1+x_2+\cdots+x_n}{n}=\frac{\sum_{i=1}^{n}x_i}{n} \]
É o centro dos dados ordenados. Se houver quantidade par, calculamos a média dos dois valores centrais.
\[ Md=\frac{x_{(n/2)}+x_{(n/2+1)}}{2}\quad (n\text{ par}) \]
É o valor de maior frequência. Um conjunto pode ter uma moda, várias modas ou ser amodal.
\[ Mo=\text{valor com maior frequência} \]
Escolha uma observação e altere seu valor. A média, a mediana e a moda serão atualizadas imediatamente.
Você também pode movimentar o controle ao lado lentamente e acompanhar a mudança.
1. Qual medida utiliza todos os valores do conjunto em seu cálculo?
2. Qual é a mediana do conjunto mostrado agora?
3. O conjunto mostrado agora possui pelo menos uma moda?
Na média aritmética simples, todos os valores participam igualmente. Na média ponderada, cada valor recebe um peso que representa sua importância, quantidade ou participação.
\[ \bar{x}_p=\frac{x_1p_1+x_2p_2+\cdots+x_np_n}{p_1+p_2+\cdots+p_n} \]
Pesos iguais produzem o mesmo resultado da média aritmética simples.
| Item | Valor \(x_i\) | Peso \(p_i\) | Produto \(x_ip_i\) | Ação |
|---|
Barras maiores representam pesos maiores. O produto mostra a contribuição numérica de cada item para o numerador.
Dois conjuntos podem ter a mesma média e, ainda assim, comportamentos muito diferentes. Nesta experiência, você medirá a distância dos valores em relação ao centro.
Separe decimais com ponto e os valores com ponto e vírgula.
Exemplo: 10; 15; 20; 25; 30
Antes dos cálculos, observe os valores. Qual grupo parece mais afastado de sua própria média?
Os valores ficam mais próximos da média. O grupo tende a ser mais regular e previsível.
Os valores ficam mais afastados da média. O grupo apresenta maior variação.
Se os dados estão em minutos, o desvio padrão também será expresso em minutos.
Compare as médias com a amplitude, a variância e o desvio padrão de cada grupo.
O desvio padrão não é apenas um número abstrato: ele ajuda a avaliar regularidade, estabilidade e previsibilidade no contexto escolhido.
—
—
—
Convenção deste laboratório: os valores digitados são tratados como toda a população observada; por isso, a variância é dividida por \(n\). Em uma estimativa amostral, costuma-se usar \(n-1\).
Cada desvio é calculado pela diferença entre uma observação e a média do grupo:
\[ d_i=x_i-\bar{x} \]
| Valor | Desvio | Desvio² |
|---|
Distância entre o maior e o menor valor:
\[ A=x_{\max}-x_{\min} \]
Média dos quadrados dos desvios. Sua unidade fica elevada ao quadrado:
\[ \sigma^2=\frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i-\bar{x})^2}{n} \]
Raiz quadrada da variância. Retorna à mesma unidade dos dados:
\[ \sigma=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i-\bar{x})^2}{n}} \]
Movimente o controle. Cada valor do Grupo B será afastado ou aproximado da média pela transformação:
\[ x_i^{\,novo}=\bar{x}+k(x_i-\bar{x}) \]
1. Qual grupo é mais homogêneo neste momento?
2. Qual é a amplitude atual do Grupo B?
3. Ao aproximar os valores da média, o desvio padrão tende a:
Agora cada observação terá dois valores. O gráfico de dispersão ajudará a descobrir se existe uma tendência linear crescente, decrescente ou pouco definida.
Use ponto e vírgula entre as grandezas. Exemplo: 2; 5,5
Depois de observar o gráfico, podemos calcular:
\[ r=\frac{\sum (x_i-\bar{x})(y_i-\bar{y})}{\sqrt{\sum (x_i-\bar{x})^2\sum (y_i-\bar{y})^2}} \]
O valor sempre satisfaz \(-1\leq r\leq1\).
| \(x_i\) | \(y_i\) | \(x_i-\bar{x}\) | \(y_i-\bar{y}\) | Produto | Quadrado em x | Quadrado em y |
|---|
Observe como o coeficiente e a reta de tendência respondem às mudanças.
1. Qual é a direção atual da tendência linear?
2. Digite o valor aproximado de \(r\).
3. Uma correlação forte prova que uma variável causa a outra?
Repita uma experiência muitas vezes e observe como a frequência relativa se aproxima da probabilidade teórica. Aqui, o estudante vê primeiro o fenômeno e depois compreende a fórmula.
É o valor esperado antes da experiência, calculado a partir das possibilidades do experimento.
É a proporção observada: número de ocorrências do evento dividido pelo total de tentativas.
Com poucas tentativas há grande oscilação. Ao repetir mais vezes, a frequência tende a se estabilizar.
Antes de simular, compare a probabilidade teórica com o número de tentativas. Em uma sequência curta, o resultado observado pode ficar distante do esperado por causa do acaso.
Frequência relativa do evento:
\[ f_r(A)=\frac{n(A)}{n} \]\(n(A)\) é o número de ocorrências do evento e \(n\) é o total de experimentos.
Os números podem estar corretos e, ainda assim, produzir uma impressão enganosa. Nesta estação final, o estudante aprende a examinar a escala, a fonte, a amostra, os períodos e o significado das porcentagens.
Verifique o que foi medido, em qual período e qual conjunto de pessoas ou objetos foi considerado.
Escalas, eixos e escolhas gráficas podem ampliar ou reduzir visualmente uma diferença.
Percentuais, médias e comparações precisam de totais, fontes e referências para ganharem significado.
Os dois gráficos abaixo usam exatamente os mesmos percentuais: 72%, 74%, 76% e 78%. O que muda é o início do eixo vertical.
A escala mostra a dimensão do percentual em relação ao intervalo completo.
A escala começa perto do menor valor e amplia visualmente as diferenças.
Antes de aceitar uma conclusão estatística, faça estas perguntas: