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 0,9608. Encontre z com duas casas decimais.
A = 0,9608
z =
2.Distribuição normalDifícil
Os alturas de homens adultos têm distribuição normal com média 178 cm e desvio padrão 7 cm. Arraste o ponto de corte para que os 15% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.
μ = 178 cmσ = 7 cm15%
x = cm
3.Intervalos de confiançaMédia
Uma amostra de 20 itens tem média 62 e desvio-padrão s = 18,5. A população é aproximadamente normal. Calcule o limite superior do intervalo de confiança de 95% para a média.
n = 20x̄ = 62s = 18,595%t(19) = 2,093
limite superior =
4.Intervalos de confiançaDifícil
Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 24 parcelas, produção média 25 kg, desvio-padrão 1,5 kg. Grupo de parcelas 2: 7 parcelas, média 32,5 kg, desvio-padrão 7,5 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 49 estudantes tem nota média 508,3 e desvio-padrão amostral 20. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 500.
μ₀ = 500x̄ = 508,3s = 20n = 49
t =
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
Um teste z unilateral de H₀: μ = 50 contra H₁: μ > 50 é feito com α = 0,05 e uma amostra de 64; o desvio-padrão é conhecido e vale 24. Na realidade a média é 58,1. Encontre o poder 1 − β do teste em porcentagem.
μ₀ = 50μ = 58,1σ = 24n = 64α = 0,05
1 − β = %
7.Regressão linear e correlaçãoMédia
A tabela dá 5 observações pareadas de x = temperatura em °C e y = sorvetes vendidos. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.
A tabela dá 6 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 7.
n = 6x = 7
ŷ =
9.Testes qui-quadradoMédia
A tabela de contingência mostra frequências observadas. Calcule a estatística qui-quadrado χ² para o teste de independência entre as variáveis de linha e de coluna. Não use correção de continuidade.
N = 1402 × 3
χ² =
10.Testes qui-quadradoDifícil
A tabela mostra frequências observadas. Teste ao nível α = 0,05 se as duas variáveis são independentes (sem correção de continuidade). Calcule a estatística de teste χ² e depois compare-a com o valor crítico da tabela.
N = 1403 × 2α = 0,05
χ² =
3Soluções
1.Distribuição normal
Resposta: z = −1,76
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 − 0,9608 = 0,0392
Leia a tabela de z ao contrário
Encontre 0,0392 dentro da tabela e leia z.
z = −1,76
Resposta
z = −1,76
2.Distribuição normal
Resposta: x = 170,7 cm
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) = 0,15
z da tabela
z ≈ −1,04
De volta às unidades originais
x = 178 − 1,04·7 = 170,7 cm
Resposta
x = 170,7 cm
3.Intervalos de confiança
Resposta: limite superior = 70,66
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 = 19, t = 2,093
Margem de erro
E = 2,093·18,5/√20 = 8,658
Intervalo
62 ± 8,658 → [53,34, 70,66]
Resposta
limite superior = 70,66
4.Intervalos de confiança
Resposta: limite inferior = −11,84 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 = (23·1,5² + 6·7,5²)/29 = 13,42
sp = 3,664
Margem de erro
E = 2,756·3,664·√(1/24 + 1/7) = 4,337
Intervalo
−7,5 ± 4,337 → [−11,84, −3,163]
Resposta
limite inferior = −11,84 kg
5.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: t = 2,905
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 = 20/√49 = 20/7 = 2,857
Estatística de teste
t = (508,3 − 500)/2,857 = 2,905
Resposta
t = 2,905
t0,025; df = 48 = 2,011
|t| > 2,011, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).
6.Testes de hipóteses e intervalos de confiança
Resposta: 1 − β = 85,43 %
Poder de um teste: poder = 1 − β é a probabilidade de rejeitar H₀ quando ela é falsa. Encontre o limite x̄c a partir de μ₀ e z_α, depois calcule a probabilidade de cair além de x̄c usando a média verdadeira: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).
Média amostral crítica
SE = 24/√64 = 3
x̄c = 50 + 1,645·3 = 54,94
z sob a média verdadeira
z = (54,94 − 58,1)/3 = −1,055
Potência
poder = P(Z > −1,055) = 85,43%
1 − β = 85,43%
Resposta
1 − β = 85,43%
7.Regressão linear e correlação
Resposta: r = 0,9983
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 = 12264 − 105·560/5 = 504
Sxx = 2295 − 105²/5 = 90
Syy = 65552 − 560²/5 = 2832
Coeficiente de correlação
r = 504/√(90·2832) = 0,9983
Resposta
r = 0,9983
8.Regressão linear e correlação
Resposta: ŷ = 60
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 = 360/6 = 60
Somas de quadrados e de produtos
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 226
Reta de regressão
b = 226/70 = 3,229
a = 60 − 3,229·7 = 37,4
ŷ = 37,4 + 3,229·x
Previsão
ŷ = 37,4 + 3,229·7 = 60
Resposta
ŷ = 60
9.Testes qui-quadrado
Resposta: χ² = 3,539
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.
gl = 2. Para α = 0,05 o valor crítico é 5,991, então H₀ (independência) é não rejeitada.
10.Testes qui-quadrado
Resposta: χ² = 2,567
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.