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 sob a curva normal padrão, à direita de z, seja 0,6915. Encontre z com duas casas decimais.
A = 0,6915
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 80% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.
μ = 100 pontosσ = 15 pontos80%
x = pontos
3.Intervalos de confiançaMédia
Um intervalo de confiança de 95% para uma média, baseado em 36 observações e σ conhecido, tem margem de erro de 9,7. Qual é a margem de erro E₂ se o mesmo estudo usar 72 observações?
95%n₁ = 36E₁ = 9,7n₂ = 72
E₂ =
4.Intervalos de confiançaDifícil
Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 8 parcelas, produção média 39,5 kg, desvio-padrão 6 kg. Grupo de parcelas 2: 6 parcelas, média 42 kg, desvio-padrão 2 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para μ₁ − μ₂.
5.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
Uma amostra de 100 estudantes tem nota média 98,88 e desvio-padrão amostral 8. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 100.
μ₀ = 100x̄ = 98,88s = 8n = 100
t =
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 99 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 1? O desvio-padrão é 15. Calcule o menor tamanho de amostra n.
σ = 15E = 199%
n =
7.Regressão linear e correlaçãoMédia
A tabela dá 6 observações pareadas de x = carga em kN e y = alongamento em mm. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.
n = 6
r =
8.Regressão linear e correlaçãoDifícil
A tabela dá 5 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Para que valor x a reta prevê ŷ = 23?
n = 5ŷ = 23
x =
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 “urbano, alto”.
total da linha = 64total da coluna = 25N = 131
E =
10.Testes qui-quadradoDifícil
Um teste qui-quadrado de aderência verifica se as frequências em 7 categorias seguem uma distribuição de Poisson cuja média é estimada a partir dos mesmos dados. Usando a tabela, encontre o valor crítico χ²crit ao nível de significância α = 0,01.
α = 0,01
χ²crit =
3Soluções
1.Distribuição normal
Resposta: z = −0,5
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 − 0,6915 = 0,3085
Leia a tabela de z ao contrário
Encontre 0,3085 dentro da tabela e leia z.
z = −0,50
Resposta
z = −0,50
2.Distribuição normal
Resposta: x = 112,6 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) = 0,8
z da tabela
z ≈ 0,84
De volta às unidades originais
x = 100 + 0,84·15 = 112,6 pontos
Resposta
x = 112,6 pontos
3.Intervalos de confiança
Resposta: E₂ = 6,859
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
Razão das margens
E₂/E₁ = (1,96/1,96)·√(36/72) = 0,7071
Nova margem
E₂ = 9,7·0,7071 = 6,859
Resposta
E₂ = 6,859
4.Intervalos de confiança
Resposta: limite inferior = −10,36 kg
Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.
Desvio-padrão combinado
sp² = (7·6² + 5·2²)/12 = 22,67
sp = 4,761
Margem de erro
E = 3,055·4,761·√(1/8 + 1/6) = 7,855
Intervalo
−2,5 ± 7,855 → [−10,36, 5,355]
Resposta
limite inferior = −10,36 kg
5.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: t = −1,4
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 = 8/√100 = 8/10 = 0,8
Estatística de teste
t = (98,88 − 100)/0,8 = −1,4
Resposta
t = −1,4
t0,025; df = 99 = 1,984
|t| < 1.984, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: n = 1494
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).
Resolver em ordem a n
n = (2,576·15/1)² = 1493
Arredondar para cima
n = 1494
Resposta
n = 1494
7.Regressão linear e correlação
Resposta: r = 0,9925
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 = 42/6 = 7
ȳ = 93/6 = 15,5
Somas de quadrados e de produtos
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 157
Syy = Σ(y − ȳ)² = 357,5
Coeficiente de correlação
r = 157/√(70·357,5) = 0,9925
Resposta
r = 0,9925
8.Regressão linear e correlação
Resposta: x = 1,48
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 = 15/5 = 3
ȳ = 96/5 = 19,2
Somas de quadrados e de produtos
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −25
Reta de regressão
b = −25/10 = −2,5
a = 19,2 − (−2,5)·3 = 26,7
ŷ = 26,7 − 2,5·x
Resolver para x
x = (23 − 26,7)/(−2,5) = 1,48
Resposta
x = 1,48
9.Testes qui-quadrado
Resposta: E = 12,21
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 = 64·25/131 = 12,21
Resposta
E = 12,21
10.Testes qui-quadrado
Resposta: χ²crit = 15,09
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.
Graus de liberdade
df = 7 − 1 − 1 = 5
Tabela
χ²crit(df = 5, α = 0,01) = 15,086
Resposta
χ²crit = 15,086
Rejeite H₀ se o χ² calculado for maior que este valor.