E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Valores críticos (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Decisão
rejeite H0 se χ² > χ²crit
2Exercícios
1.Distribuição normalMédia
Arraste z para que a área sombreada entre −z e z sob a curva normal padrão seja 0,7737. Encontre z com duas casas decimais.
A = 0,7737
z =
2.Distribuição normalDifícil
Os pontuações de QI têm distribuição normal com média 100 pontos e desvio padrão 15 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 85% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.
μ = 100 pontosσ = 15 pontos85%
x = pontos
3.Intervalos de confiançaMédia
Uma amostra de 11 itens tem média 16 e desvio-padrão s = 17,5. A população é aproximadamente normal. Calcule a margem de erro E de um intervalo de confiança de 99% para a média.
n = 11x̄ = 16s = 17,599%t(10) = 3,169
E =
4.Intervalos de confiançaDifícil
O desvio-padrão da população é 15. Qual o tamanho de amostra n necessário para que um intervalo de confiança de 99% para a média tenha margem de erro de no máximo 1,5?
σ = 15E = 1,599%
n =
5.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
Uma amostra de 36 estudantes tem nota média 505,3 e desvio-padrão amostral 15. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 500.
μ₀ = 500x̄ = 505,3s = 15n = 36
t =
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
Uma amostra de 36 medições tem média 99,6. O desvio-padrão da população é 4. Calcule o limite superior U do intervalo de confiança a 95 % para a média.
x̄ = 99,6σ = 4n = 3695%
U =
7.Regressão linear e correlaçãoMédia
A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.
n = 6Σx = 21Σy = 106Σx² = 91Σy² = 1968Σxy = 331
r =
8.Regressão linear e correlaçãoDifícil
A tabela dá 5 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. É feita uma nova observação (8, 50). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.
n = 5(8, 50)
e =
9.Testes qui-quadradoMédia
A tabela de contingência mostra frequências observadas. Para um teste qui-quadrado de independência, encontre a frequência esperada E para a célula “estudantes, bicicleta”.
total da linha = 70total da coluna = 70N = 178
E =
10.Testes qui-quadradoDifícil
Um teste qui-quadrado de aderência compara frequências observadas em 6 categorias com proporções esperadas totalmente especificadas (nenhum parâmetro é estimado a partir dos dados). Quantos graus de liberdade df o teste tem?
k = 6
df =
3Soluções
1.Distribuição normal
Resposta: z = 1,21
De uma área de volta a z: Φ(z) é a área à esquerda de z. Para uma área de cauda esquerda A, encontre na tabela o z com Φ(z) = A. Uma área de cauda direita A significa Φ(z) = 1 − A. Uma área central A entre −z e z deixa (1 − A)/2 em cada cauda, então Φ(z) = (1 + A)/2. Para um valor x, use x = μ + zσ.
Área à esquerda de z
Φ(z) = (1 + 0,7737)/2 = 0,8869
Leia a tabela de z ao contrário
Encontre 0,8869 dentro da tabela e leia z.
z = 1,21
Resposta
z = 1,21
2.Distribuição normal
Resposta: x = 115,6 pontos
De uma área de volta a z: Φ(z) é a área à esquerda de z. Para uma área de cauda esquerda A, encontre na tabela o z com Φ(z) = A. Uma área de cauda direita A significa Φ(z) = 1 − A. Uma área central A entre −z e z deixa (1 − A)/2 em cada cauda, então Φ(z) = (1 + A)/2. Para um valor x, use x = μ + zσ.
Área à esquerda
Φ(z) = 0,85
z da tabela
z ≈ 1,04
De volta às unidades originais
x = 100 + 1,04·15 = 115,6 pontos
Resposta
x = 115,6 pontos
3.Intervalos de confiança
Resposta: E = 16,72
Intervalo de confiança para uma média: x̄ ± margem de erro. Com σ populacional conhecido, a margem é z·σ/√n; tendo apenas o desvio-padrão amostral s, use t com n − 1 graus de liberdade: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Para obter uma margem E ou menor, você precisa de n ≥ (z·σ/E)², arredondado para cima.
Valor crítico
df = n − 1 = 10, t = 3,169
Margem de erro
E = 3,169·17,5/√11 = 16,72
Resposta
E = 16,72
4.Intervalos de confiança
Resposta: n = 664
Intervalo de confiança para uma média: x̄ ± margem de erro. Com σ populacional conhecido, a margem é z·σ/√n; tendo apenas o desvio-padrão amostral s, use t com n − 1 graus de liberdade: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Para obter uma margem E ou menor, você precisa de n ≥ (z·σ/E)², arredondado para cima.
Resolver em ordem a n
n = (2,576·15/1,5)² = 663,6
Arredondar para cima
O tamanho da amostra é um número inteiro, e arredondar para baixo deixaria a margem grande demais.
n = 664
Resposta
n = 664
5.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: t = 2,12
Teste a uma média: a estatística de teste mede a quantos erros-padrão a média amostral está do valor afirmado em H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) quando σ é conhecido, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) quando é estimado pela amostra. Um intervalo de confiança é x̄ ± (valor crítico)·(erro-padrão).
Erro-padrão
SE = 15/√36 = 15/6 = 2,5
Estatística de teste
t = (505,3 − 500)/2,5 = 2,12
Resposta
t = 2,12
t0,025; df = 35 = 2,03
|t| > 2,03, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: U = 100,9
Teste a uma média: a estatística de teste mede a quantos erros-padrão a média amostral está do valor afirmado em H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) quando σ é conhecido, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) quando é estimado pela amostra. Um intervalo de confiança é x̄ ± (valor crítico)·(erro-padrão).
Margem de erro
E = 1,96·4/√36 = 1,307
Limite do intervalo
U = 99,6 + 1,307 = 100,9
Resposta
U = 100,9
7.Regressão linear e correlação
Resposta: r = −0,9793
Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.
Somas centradas
Sxy = 331 − 21·106/6 = −40
Sxx = 91 − 21²/6 = 17,5
Syy = 1968 − 106²/6 = 95,33
Coeficiente de correlação
r = −40/√(17,5·95,33) = −0,9793
Resposta
r = −0,9793
8.Regressão linear e correlação
Resposta: e = −4
Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.
Médias
x̄ = 25/5 = 5
ȳ = 219/5 = 43,8
Somas de quadrados e de produtos
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 136
Reta de regressão
b = 136/40 = 3,4
a = 43,8 − 3,4·5 = 26,8
ŷ = 26,8 + 3,4·x
Valor previsto
ŷ = 26,8 + 3,4·8 = 54
Resíduo
e = 50 − 54 = −4
Resposta
e = −4
O ponto está abaixo da reta.
9.Testes qui-quadrado
Resposta: E = 27,53
Testes qui-quadrado: compare as frequências observadas O com as frequências E esperadas sob H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Aderência: E = n·p para cada categoria, gl = k − 1 (menos um para cada parâmetro estimado a partir dos dados). Independência em uma tabela r × c: E = total da linha × total da coluna / total geral, gl = (r − 1)(c − 1). Rejeite H₀ quando χ² ultrapassar o valor crítico para o α escolhido.
Frequência esperada
E = 70·70/178 = 27,53
Resposta
E = 27,53
10.Testes qui-quadrado
Resposta: df = 5
Testes qui-quadrado: compare as frequências observadas O com as frequências E esperadas sob H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Aderência: E = n·p para cada categoria, gl = k − 1 (menos um para cada parâmetro estimado a partir dos dados). Independência em uma tabela r × c: E = total da linha × total da coluna / total geral, gl = (r − 1)(c − 1). Rejeite H₀ quando χ² ultrapassar o valor crítico para o α escolhido.