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Regressão e Modelagem Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Ms. Bruno Leonardo Silva Tardelli Revisão Textual: Profa. Esp. Kelciane da Rocha Campos Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado • Introdução • Distribuição normal: teste sobre a média quando a variância é conhecida • Distribuição qui-quadrado: testando a variância • Considerações finais · Esta unidade pretende apresentar a aplicação de testes de hipóteses ao testar a média quando a variância é conhecida e testar a variância, a partir das distribuições de probabilidade normal e qui-quadrado, respectivamente. OBJETIVO DE APRENDIZADO Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como o seu “momento do estudo”. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo. No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados. Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Introdução Nesta unidade, você terá a oportunidade de compreender melhor a natureza dos testes de hipótese através de exemplos aplicados com o uso das distribuições de probabilidade normal e qui-quadrado. As distribuições serão utilizadas para avaliar hipóteses sobre a média quando a variância é conhecida e sobre a variância, respectivamente. Nas próximas seções, trataremos de exemplificar de diversas formas estes testes com uso das distribuições de probabilidade supracitadas, cujas informações para cálculo de área e valores-limites estão contidas nos anexos desta unidade. Ao longo dessa trajetória, estaremos testando afirmações previamente colocadas e decidiremos se aceitamos a hipótese inicial ou a rejeitamos. A hipótese inicial é denominada hipótese nula (H0) e a rejeição desta implica a hipótese alternativa (H1). Distribuição normal: teste sobre a média quando a variância é conhecida Ao longo desta seção, você terá contato com exemplos de testes de hipóteses, a partir do teste sobre a média quando a variância é conhecida. A hipótese nula (H0) parte de uma hipótese inicial levantada sobre a média populacional (verdadeira). Por outro lado, a hipótese alternativa (H1) representa um confronto à afirmação inicial. Desta forma, o teste envolve aceitar a hipótese nula (H0) ou rejeitá-la. Se aceitar a hipótese nula (H0), o pesquisador não poderá contestar a afirmação inicial; caso contrário, sob a hipótese alternativa (H1), o pesquisador estará refutando a hipótese nula (H0), de modo a afirmar o equívoco da hipótese original. Exemplo 1 Afirma-se que o peso médio dos bebês de 1 ano de idade em determinada cidade é de 10 quilos. Numa amostra de 36 bebês, foi encontrada uma média de 9,5 quilos. Sabe-se que a variância dos pesos dos bebês nessa idade é de 3 quilos. Teste, com um nível de significância de 10%, se a afirmação inicial é verdadeira. Resolução: O primeiro ponto a ser observado neste exemplo é que se trata de testar a média de peso, a qual se afirma ser igual a 10 quilos. Entretanto, conhecemos a variância dos pesos dos bebês, dado que a informação do desvio-padrão foi apresentada ao longo do enunciado. Quando o teste é sobre a média e a informação da variância populacional dos pesos dos bebês é dada no exercício, precisamos utilizar a distribuição normal. A razão disto está fundamentada no chamado Teorema do Limite Central (TLC). 8 9 Teorema do Limite Central Quando for mencionada a realização de um teste sobre a média quando a variância é conhecida, devemos levar em consideração o chamado teorema do limite central (TLC). Conforme Sartoris (2003, p. 179), dada uma variável X, i.i.d. (independente e identicamente distribuída) com média µ e variância σ2, a média amostral X segue (desde que a amostra seja sufi cientemente grande) uma distribuição normal, com média µ e variância σ 2 n , qualquer que seja a distribuição de X. Para maiores detalhes, ver Sartoris (2003, p. 176-180). Ex pl or Note que alguém declarou que o peso médio da população seria igual a 10 quilos. Esta afirmação é a hipótese nula (H0). A hipótese alternativa (H1), por outro lado, é o contrário de ser igual a 10 quilos, ou seja, o peso médio populacional seria diferente de 10 quilos. Por fim, o teste é dito bicaudal, pois trata de uma igualdade versus a diferença, de modo que se o valor da média amostral for diferente “estatisticamente”, tanto para cima quanto para baixo, em relação à hipótese nula (H0) de peso igual a 10 quilos, então poderemos rejeitar H0; caso contrário, teremos de aceitá-la. Partindo dessas ideias, temos: · Teste sobre a média quando a variância é conhecida → Distribuição Normal (pelo TLC) · Teste bicaudal: H0 igual versus H1 diferente H0: μ = 10 H1: μ ≠ 10 μ=10 σ=3 (dado que o enunciado aponta que a variância dos pesos é igual a 9) n=36 X =9,5 nível de significância=10% em que μ é a afirmação sobre a média populacional, σ é o desvio-padrão populacional, n é o número de observações na amostra e X é a média amostral. Pelo TLC, X segue uma distribuição normal com média μ e desvio-padrão σ n (sendo este a raiz quadrada da variância σ 2 n ). Padronizando a distribuição das médias amostrais (ou seja, dos X ’s), temos 9 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado z X n = − µ σ em que z~N(0,1) [lê-se: z segue uma distribuição normal com média 0 e desvio- padrão 1], tem-se z = X - = 9,5-10 3 = 0,5 = µ σ n 6 1 2 0 5 0 5 1 − − − = − , , O z calculado foi de -1. Pela tabela z (tabela de distribuição normal padronizada), o teste bicaudal a 10% de nível de significância corresponde a 5% de área de cada cauda da distribuição (“extremos”), de modo que o valor observado na tabela z é o que mais se aproximar de 0,45 (observando o “miolo” da tabela). O valor de z correspondente mais próximo a 0,45 é o 1,64 (ou 1,65) (ver ANEXO I). Importante! A distribuição normal é simétrica e a distância em relação à média – a qual é zero para a distribuição normal padronizada – é a mesma, seja o número positivo ou negativo. Assim, a distância entre o 0 e o 1,64 representa, aproximadamente, 0,45 – ou seja, 45% – de área total da distribuição e entre o -1,64 e o 0, também 0,45 de área da distribuição – ou seja, 45% –, totalizando 0,90 ou 90%. Também deve ficar claro que, como o nível de significância é de 10% e o teste é bicaudal, cada caudapossui 5% de área – as quais correspondem à hipótese alternativa. Somando as áreas das hipóteses nula e alternativa, têm-se os 100% de área da distribuição. Portanto, o nível de significância aponta a área total das caudas da distribuição, as quais representam neste exemplo a hipótese alternativa (H1). Importante! 10 11 Gráfi co 1 – Teste de hipóteses do exemplo 1 A área interna da distribuição (com a cor azul) é a área da hipótese nula (H0). Esta região é chamada de região de aceitação (RA). Para este exemplo, RA = [-1,64; 1,64] Conclusão do teste Como o z calculado é de -1, este valor está dentro da RA, e, portanto, aceita-se H0 a 10% de significância. Assim, nada se pode dizer contrariamente à afirmação de que o peso médio dos bebês de 1 ano de idade em determinada cidade é de 10 quilos. Importante! Obviamente que à primeira vista, o procedimento para a resolução do teste deve gerar algumas dúvidas, o que é bastante normal, dada a complexidade do tema. Entretanto, se você observar, o procedimento adotado foi: 1º) Identifi cação da distribuição de probabilidade a ser adotada; 2º) Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; 3º) Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o z calculado; 4º) Encontrar o z tabelado, ou seja, o valor de z na tabela normal; e, 5º) Conclusão do teste com o confronto entre o z calculado e o z tabelado. Importante! A seguir, traremos mais dois exemplos envolvendo testes sobre a média quando a variância é normal para elucidar melhor a ideia. 11 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Exemplo 2 Em uma amostra com 100 famílias em uma cidade, foi identificada uma renda média de R$ 790,00. Conforme um secretário da prefeitura, essa pesquisa está errada, pois a renda média em sua cidade é de, no mínimo, R$ 800,00. Teste a afirmação do prefeito com 10% de significância, sabendo-se que o desvio-padrão da renda é de R$ 50,00. Resolução: 1. Identificação da distribuição de probabilidade a ser adotada; · Teste sobre a média quando a variância é conhecida → Distribuição Normal. 2. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; · Teste monocaudal à esquerda → as hipóteses implicam uma desigualdade. Adicionalmente, como a hipótese alternativa (H1) implica contradizer a hipótese nula (H0) – ou seja, se opor à afirmação de renda média na cidade é maior ou igual a R$ 800,00 –, então a cauda utilizada para a hipótese alternativa (H1) é a cauda inferior, ou seja, a cauda da esquerda da distribuição. H0: μ ≥ 800 H1: μ < 800 μ = 800 σ = 50 n = 100 X =790 3. Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o z calculado; Pelo TLC, X segue uma distribuição normal com média μ e desvio-padrão σ n (sendo este a raiz quadrada da variância σ 2 n ). Padronizando a distribuição das médias amostrais (ou seja, dos X ’s), temos z X n = − µ σ em que z~N(0,1) [lê-se: z segue uma distribuição normal com média 0 e desvio- padrão 1]. 12 13 z = X - = = = µ σ n 790 800 50 10 10 5 2 − − − O z calculado foi de -2. 4. Encontrar o z tabelado, ou seja, o valor de z na tabela normal; Pela tabela z (tabela de distribuição normal padronizada), o teste monocaudal a 10% implica observar o que mais se aproximar de 0,40 (observando o “miolo” da tabela). O valor de z correspondente mais próximo a 0,40 é o 1,28 (ver ANEXO I). Simetricamente, é equivalente a -1,28. Assim, sabemos que do -∞ até o -1,28 possui, aproximadamente, 10% de área da distribuição de probabilidade. Lembre- se de que o nível de significância aponta a área sob hipótese alternativa (H1), a qual não está preenchida em azul. Gráfi co 2 – Teste de hipóteses do exemplo 2 A área em que está a hipótese nula (H0), ou seja, a região de aceitação (RA), é dada por RA=]-1,28;+∞] 5. Conclusão do teste com o confronto entre o z calculado e o z tabelado. Conclusão do teste O z calculado é igual a -2; portanto, não está na região de aceitação. Assim, a partir da pesquisa, rejeita-se H0, na qual o secretário da prefeitura afirmava que a renda média das famílias era, no mínimo, de 800, a 10% de nível de significância. 13 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Exemplo 3 Estudo feito sobre a idade média dos cidadãos do país X, realizado em 256 cidades, apontou 52 anos. O presidente afirma, no entanto, que a média da idade da população não passa de 50. Teste esta afirmação utilizando significância de 1%, sabendo que o desvio-padrão das idades é 20. 1. Identificação da distribuição de probabilidade a ser adotada; · Teste sobre a média quando a variância é conhecida → Distribuição Normal 2. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; · Teste monocaudal à direita → as hipóteses implicam uma desigualdade. Adicionalmente, como a hipótese alternativa (H1) implica contradizer a hipótese nula (H0) – ou seja, se opor à afirmação de que a média de idade é menor ou igual a 50 –, então a cauda utilizada para a hipótese alternativa (H1) é a cauda superior, ou seja, a cauda da direita da distribuição. H0: μ ≤50 H1: μ>50 μ = 50 σ = 20 n = 256 nível de significância de 1% 3. Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o z calculado; Pelo TLC, X segue uma distribuição normal com média μ e desvio-padrão σ n (sendo este a raiz quadrada da variância σ 2 n ). Padronizando a distribuição das médias amostrais (ou seja, dos X ’s), temos z X n = − µ σ em que z~N(0,1) [lê-se: z segue uma distribuição normal com média 0 e desvio- padrão 1]. z = X - = = = µ σ n 52 50 20 256 2 20 16 32 20 1 60 − = , Assim, o z calculado é 1,60. 14 15 4. Encontrar o z tabelado, ou seja, o valor de z na tabela normal; Pela tabela z (tabela de distribuição normal padronizada), o teste monocaudal a 1%, de modo que o valor observado na tabela z é o que mais se aproximar de 0,49 (observando o “miolo” da tabela). O valor de z correspondente mais próximo a 0,49 é o 2,33 (ver ANEXO I). Gráfi co 3 – Teste de hipóteses do exemplo 3 RA=[0; 2,33] 5. Conclusão do teste com o confronto entre o z calculado e o z tabelado. Como o z calculado é igual a 1,60, então está dentro da região de aceitação (RA). Portanto, aceita-se H0, a 1% de nível de significância, ou seja, nada se pode dizer contra a afirmação inicial do presidente de que a média da idade da população não passaria de 50 anos. Distribuição qui-quadrado: testando a variância O cálculo da variância populacional representa a média dos desvios dos elementos de uma população em relação à média elevados ao quadrado. var(X) ( ) (X x) ... (X x)j= − + − + + −X x N 1 2 2 2 2 15 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado em que X é uma variável com j elementos; N é o número de elementos da população; e X é a média populacional (ou seja, a verdadeira). Como a obtenção de todas as informações da população comumente não é de fácil alcance, o pesquisador que quiser rebater alguma afirmação terá de proceder a um teste para a variância. No caso de um teste sobre a média quando a variância é conhecida, a distribuição de probabilidade utilizada para o teste é a distribuição normal. Entretanto, se naquele instante não tínhamos a média populacional (ou seja, a média verdadeira), como sabíamos a variância populacional (ou seja, a dispersão média dos desvios em relação à média ao quadrado das informações da população)? Pois é, na realidade, raramente conheceremos a variância populacional. Então, assim como procedemos ao teste sobre a média, um teste para a variância também será plausível, dado que normalmente não conhecemos o parâmetro verdadeiro. Para melhor entendimento da natureza do problema, suponha, por exemplo, que ao apontar estatísticas sobre a desigualdade de renda da população de uma região, o ministério do desenvolvimento social afirme que a variância da renda desta é de 20 reais. Entretanto, um pesquisador ao coletar 169 informações de renda da regiãoencontrou a variância amostral de 30 reais por meio da equação S n 2 1 2 2 2 2 1 = − + − + + − − (X X) (X X) ... (X X)n X1,X2, … Xn representam o conjunto de observações da amostra; X é a média amostral; e n é o número de observações da amostra. A partir de uma amostra com n observações, como podemos testar se uma hipótese inicial levantada pelo ministério será ou não considerada razoável? Para realizarmos este teste, necessitaremos de encontrar a estatística da distribuição qui-quadrado e compará-la com o valor do qui-quadrado tabelado, assim como realizado no caso do teste sobre a média com a distribuição normal. A estatística do qui-quadrado é obtida por meio da equação ( )n S−1 2 2σ 16 17 em que S2 representa a variância amostral; σ2 é a (suposta) variância populacional; n é o número de observações da amostra. O objetivo desta seção é analisar e testar situações como essa! Iremos apresentar a seguir a distribuição qui-quadrado e executar os passos de forma análoga aos testes anteriormente realizados com a distribuição normal. Exemplo 4 Os vendedores de lojas de vestuário no varejo em determinada cidade possuem remuneração fixa distinta. Os funcionários que desempenham a mesma função obtêm ganhos distintos em função do tempo de casa e pelo que é oferecido pelo proprietário de cada loja. O presidente da associação dos lojistas afirma que o desvio-padrão da remuneração de certa função em determinado mês é de R$ 100,00. Ao se entrevistar seis vendedores em lojas distintas, foram encontrados os seguintes valores: R$1.000,00, R$1.250,00, R$1.150,00, R$ 1.200,00, R$ 1.500,00 e R$ 1.250. Teste a afirmação da empresa com nível de significância de 5%, supondo que a distribuição das remunerações é normalmente distribuída. 1. Identifi cação da distribuição de probabilidade a ser adotada; · Teste sobre a variância (ou desvio-padrão) → Distribuição Qui-quadrado 2. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; · Teste bicaudal: H0 igual versus H1 diferente H0: σ2 = 10.000 H1: σ2 ≠ 10.000 Lembrar que o desvio-padrão ao quadrado retorna o valor da variância! 3. Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o qui-quadrado calculado; · Calcular a média amostral ( X ). X X X = + + + + + = = 1000 1 250 1 150 1 200 1 500 1 250 6 7 350 6 1 225 . . . . . . . 17 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado · Calcular a variância amostral (S2) S X X n S ii n 2 2 1 2 2 2 1 1 000 1 225 1 250 1 225 1 150 = − − = − + − + − =∑ ( ) ( . . ) ( . . ) ( . 11 225 1 200 1 225 1 500 1 225 1250 1 225 6 1 2 2 2 2 2 . ) ( . . ) ( . . ) ( . )+ − + − + − − =S (( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) . . − + + − + − + + = + + 225 25 75 25 275 25 5 50 625 625 5 2 2 2 2 2 2 2S 6625 75 625 625 5 133 750 5 26 750 2 2 + + = = . . . S S S2 = 26.750 σ2 = 10.000 n = 6 · Qui-quadrado calculado: ( ) ( ) . . , ,n S− = − = × ≅1 6 1 26 750 10 000 5 2 68 13 40 2 2σ 4. Encontrar o qui-quadrado tabelado Ao analisar o qui-quadrado na tabela, deve-se atentar para aquilo que a literatura de estatística chama de graus de liberdade. No caso do teste para a variância a partir da distribuição qui-quadrado, o grau de liberdade (G.L.) é (n-1). Importante! O grau de liberdade pode ser compreendido como uma forma de mostrar quando é possível calcular a estimativa, a depender do número de observações (n). Por exemplo, no caso da variância amostral, a estimativa de dispersão média dos desvios em relação à média amostral não é possível de ser calculada com apenas uma observação. Caso o n seja igual a 1, ao aplicar este valor no denominador da equação, (n-1), resultará em 0. Dado que um denominador igual a 0 em uma fração será considerado um número indeterminado, então teremos de ter pelo menos n=2 para podermos proceder o cálculo. Importante! Assim, temos: · Graus de Liberdade (n-1) = 6 – 1 = 5 · Nível de Significância = 5% Teste bicaudal: observar na tabela qui-quadrado a coluna dos 2,50% e o 97,50% com os graus de liberdade (G.L) igual a 5 (ou seja, 2,50% em cada cauda, totalizando os 5% de nível de significância). 18 19 Portanto, analisando o ANEXO II, os qui-quadrado tabelados, os quais mostram os limites entre H0 e H1 com 5 graus de liberdade são: · 2,5%: 0,83 · 97,50%: 12,83 Gráfi co 4 – Teste de hipóteses do exemplo 4 Assim, RA = [0,83;12,83] 5. Conclusão do teste com o confronto entre o qui-quadrado calculado e o qui-quadrado tabelado. Conclusão do teste Como o qui-quadrado calculado encontrado foi de 13,40 e não está presente na região de aceitação, então se rejeita H0, a 5% de significância, de que a variância seria de 10.000 reais (ou seja, de que o desvio-padrão seria de 100 reais). Exemplo 5 Um fabricante de cotonetes registra na embalagem que cada caixa “contém, em média, 40 palitos”. Conforme a empresa, “o desvio-padrão é de, no máximo, quatro cotonetes”. Contudo, a partir de uma amostra com 31 caixas foi identificado um desvio-padrão amostral de cinco cotonetes. Considerando que o número de cotonetes seja uma variável normal, será que podemos contestar a afirmação, a um nível de significância de 10%, sobre o desvio-padrão apontado pelo fabricante? 19 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado 1. Identificação da distribuição de probabilidade a ser adotada; · Teste sobre a variância → Distribuição Qui-quadrado 2. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; · Teste monocaudal à direita H0: σ2 ≤ 16 H1: σ2 > 16 S = 5 σ = 4 n = 31 3. Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o qui-quadrado calculado; · Qui-quadrado calculado: ( ) ( ) ( ) ,n S− = − = ≅1 31 1 5 4 30 25 16 46 88 2 2 2 2σ Importante! Observe que no caso deste exemplo, os cálculos da média amostral e variância amostral não foram realizados, pois o valor da variância amostral (na realidade o do desvio- padrão amostral, S) já foi colocado diretamente no enunciado. Importante! 4. Encontrar o qui-quadrado tabelado. · Graus de Liberdade (n-1) = 31 – 1 = 30 · Nível de Significância = 10% Observar na tabela qui-quadrado a coluna dos 90% - dado que o nível de significância é de 10%, sendo que a cauda de H1 é a da direita – e os graus de liberdade (G.L) igual a 30. O qui-quadrado tabelado, o qual mostra o limite entre H0 e H1, é o número 40,26 (ver ANEXO II). 20 21 Gráfi co 5 - Teste de hipóteses do exemplo 5 Assim, RA = [0;40,26] 5. Conclusão do teste com o confronto entre o qui-quadrado calculado e o qui-quadrado tabelado. Conclusão do teste Como o valor calculado do qui-quadrado foi de, aproximadamente, 46,88 e a região de aceitação está entre 0 e 40,26, então rejeita-se H0 a 10% de nível de significância. Portanto, rejeita-se a hipótese inicial de que o desvio-padrão seria de, no máximo, quatro cotonetes. Reescrevendo de outra forma, rejeita-se H0 de que a variância seria de, no máximo, 16. Exemplo 6 Imagina-se que o desvio-padrão dos preços no varejo da vodca da marca Baskolof seja, no mínimo, de 5 reais. Tomando-se 4 pontos de venda de forma aleatória, os preços foram de: 28, 25, 32 e 35. Teste com 1% de significância a validade da afirmação inicial, supondo distribuição normal dos preços da vodca. 1. Identifi cação da distribuição de probabilidade a ser adotada; · Teste sobre a variância → Distribuição Qui-quadrado 21 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado A afirmação de que a distribuição normal dos preços é apenas uma condição para a validade do teste qui-quadrado e não um indicativo de utilização desta distribuição. Para maiores detalhes, ver Sartoris (2003, p. 208-210). O mesmo é válido para os exemplos anteriores envolvendo distribuição qui-quadrado. 2. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; · Teste monocaudal à esquerda H0: σ2 ≥ 25 H1: σ2 < 25 3. Cálculo da estatística do teste, a qual neste caso foi o qui-quadrado calculado; · Calcular amédia amostral ( X ). ( ) ( ) ( ) ,n S− = − = ≅1 31 1 5 4 30 25 16 46 88 2 2 2 2σ · Calcular a variância amostral (S2). S X X n S ii n 2 2 1 2 2 2 2 2 1 4 28 30 25 30 32 30 35 30 = − − = − − + − + − + − =∑ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 11 3 4 25 4 25 3 58 3 19 33 2 5 2 52 2 2 2 2 2 2 2 S S S S = = + + + = ≅ − + − + +( ) ( ) ( ) ( ) , Qui-quadrado calculado: ( ) ( ) ( ) ,n S− = − = ≅1 31 1 5 4 30 25 16 46 88 2 2 2 2σ 4. Encontrar o qui-quadrado tabelado. · Graus de Liberdade (n-1) = 4 – 1 = 3 · Nível de Significância = 1% 22 23 Observar na tabela qui-quadrado a coluna dos 1% com 3 graus de liberdade (G.L). O qui-quadrado tabelado, o qual mostra o limite entre H0 e H1 é o número 0,115 (ver ANEXO II). Gráfi co 6 - Teste de hipóteses do exemplo 6 Assim, RA = [0,115;+∞] 5. Conclusão do teste com o confronto entre o qui-quadrado calculado e o qui-quadrado tabelado. Conclusão do teste Como o qui-quadrado calculado resultou em, aproximadamente, 2,32, este está dentro da região de aceitação, a 1% de nível de significância. Portanto, aceita-se H0 de que o desvio-padrão dos preços da vodca Baskolof seria de, no mínimo, de 5 reais (ou seja, de que a variância dos preços seria de, no mínimo, de 25 reais). Considerações fi nais Para finalizar esta unidade, frisa-se que a aplicação de testes de hipóteses, independentemente de quais forem, sempre deve levar em consideração os seguintes passos: I. Identificação da distribuição de probabilidade a ser adotada; II. Análise sobre se o teste seria bicaudal ou monocaudal; se monocaudal, verificar se à direita ou à esquerda; III. Cálculo da estatística do teste; IV. Encontrar o(s) valor(es) limite(s) tabelado(s) da distribuição de probabilidade a ser utilizada; e V. Conclusão do teste com o confronto entre o valor calculado e o(s) valor(es) tabelado(s). 23 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Naturalmente, dada a complexidade do assunto abordado, em uma primeira leitura alguns pontos ainda ficam a ser esclarecidos. Assim, o ideal é reler o material para poder montar toda a estrutura em sua mente. Anexo I – Tabela de distribuição normal padronizada Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0,004 0,008 0,012 0,016 0,0199 0,0239 0,0279 0,0319 0,0359 0,1 0,0398 0,0438 0,0478 0,0517 0,0557 0,0596 0,0636 0,0675 0,0714 0,0753 0,2 0,0793 0,0832 0,0871 0,091 0,0948 0,0987 0,1026 0,1064 0,1103 0,1141 0,3 0,1179 0,1217 0,1255 0,1293 0,1331 0,1368 0,1406 0,1443 0,148 0,1517 0,4 0,1554 0,1591 0,1628 0,1664 0,17 0,1736 0,1772 0,1808 0,1844 0,1879 0,5 0,1915 0,195 0,1985 0,2019 0,2054 0,2088 0,2123 0,2157 0,219 0,2224 0,6 0,2257 0,2291 0,2324 0,2357 0,2389 0,2422 0,2454 0,2486 0,2517 0,2549 0,7 0,258 0,2611 0,2642 0,2673 0,2704 0,2734 0,2764 0,2794 0,2823 0,2852 0,8 0,2881 0,291 0,2939 0,2967 0,2995 0,3023 0,3051 0,3078 0,3106 0,3133 0,9 0,3159 0,3186 0,3212 0,3238 0,3264 0,3289 0,3315 0,334 0,3365 0,3389 1 0,3413 0,3438 0,3461 0,3485 0,3508 0,3531 0,3554 0,3577 0,3599 0,3621 1,1 0,3643 0,3665 0,3686 0,3708 0,3729 0,3749 0,377 0,379 0,381 0,383 1,2 0,3849 0,3869 0,3888 0,3907 0,3925 0,3944 0,3962 0,398 0,3997 0,4015 1,3 0,4032 0,4049 0,4066 0,4082 0,4099 0,4115 0,4131 0,4147 0,4162 0,4177 1,4 0,4192 0,4207 0,4222 0,4236 0,4251 0,4265 0,4279 0,4292 0,4306 0,4319 1,5 0,4332 0,4345 0,4357 0,437 0,4382 0,4394 0,4406 0,4418 0,4429 0,4441 1,6 0,4452 0,4463 0,4474 0,4484 0,4495 0,4505 0,4515 0,4525 0,4535 0,4545 1,7 0,4554 0,4564 0,4573 0,4582 0,4591 0,4599 0,4608 0,4616 0,4625 0,4633 1,8 0,4641 0,4649 0,4656 0,4664 0,4671 0,4678 0,4686 0,4693 0,4699 0,4706 1,9 0,4713 0,4719 0,4726 0,4732 0,4738 0,4744 0,475 0,4756 0,4761 0,4767 2 0,4772 0,4778 0,4783 0,4788 0,4793 0,4798 0,4803 0,4808 0,4812 0,4817 2,1 0,4821 0,4826 0,483 0,4834 0,4838 0,4842 0,4846 0,485 0,4854 0,4857 2,2 0,4861 0,4864 0,4868 0,4871 0,4875 0,4878 0,4881 0,4884 0,4887 0,489 2,3 0,4893 0,4896 0,4898 0,4901 0,4904 0,4906 0,4909 0,4911 0,4913 0,4916 2,4 0,4918 0,492 0,4922 0,4925 0,4927 0,4929 0,4931 0,4932 0,4934 0,4936 2,5 0,4938 0,494 0,4941 0,4943 0,4945 0,4946 0,4948 0,4949 0,4951 0,4952 2,6 0,4953 0,4955 0,4956 0,4957 0,4959 0,496 0,4961 0,4962 0,4963 0,4964 2,7 0,4965 0,4966 0,4967 0,4968 0,4969 0,497 0,4971 0,4972 0,4973 0,4974 2,8 0,4974 0,4975 0,4976 0,4977 0,4977 0,4978 0,4979 0,4979 0,498 0,4981 2,9 0,4981 0,4982 0,4982 0,4983 0,4984 0,4984 0,4985 0,4985 0,4986 0,4986 3 0,4987 0,4987 0,4987 0,4988 0,4988 0,4989 0,4989 0,4989 0,499 0,499 3,1 0,499 0,4991 0,4991 0,4991 0,4992 0,4992 0,4992 0,4992 0,4993 0,4993 3,2 0,4993 0,4993 0,4994 0,4994 0,4994 0,4994 0,4994 0,4995 0,4995 0,4995 3,3 0,4995 0,4995 0,4995 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4996 0,4997 3,4 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4997 0,4998 3,5 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 0,4998 24 25 Anexo II – Tabela de distribuição qui-quadrado G.L 0,50% 1% 2,50% 5% 10% 90% 95% 97,50% 99% 99,50% 1 0,0000 0,0002 0,0010 0,0039 0,0158 2,71 3,84 5,02 6,63 7,88 2 0,01 0,0201 0,0506 0,103 0,211 4,61 5,99 7,38 9,21 10,6 3 0,072 0,115 0,216 0,352 0,584 6,25 7,81 9,35 11,34 12,84 4 0,21 0,3 0,48 0,71 1,06 7,78 9,49 11,14 13,28 14,86 5 0,41 0,55 0,83 1,15 1,61 9,24 11,07 12,83 15,09 16,75 6 0,68 0,87 1,24 1,64 2,2 10,64 12,59 14,45 16,81 18,55 7 0,99 1,24 1,69 2,17 2,83 12,02 14,07 16,01 18,48 20,28 8 1,34 1,65 2,18 2,73 3,49 13,36 15,51 17,53 20,09 21,95 9 1,73 2,09 2,7 3,33 4,17 14,68 16,92 19,02 21,67 23,59 10 2,16 2,56 3,25 3,94 4,87 15,99 18,31 20,48 23,21 25,19 11 2,6 3,05 3,82 4,57 5,58 17,28 19,68 21,92 24,72 26,76 12 3,07 3,57 4,4 5,23 6,3 18,55 21,03 23,34 26,22 28,3 13 3,57 4,11 5,01 5,89 7,04 19,81 22,36 24,74 27,69 29,82 14 4,07 4,66 5,63 6,57 7,79 21,06 23,68 26,12 29,14 31,32 15 4,6 5,23 6,26 7,26 8,55 22,31 25 27,49 30,58 32,8 16 5,14 5,81 6,91 7,96 9,31 23,54 26,3 28,85 32 34,27 17 5,7 6,41 7,56 8,67 10,09 24,77 27,59 30,19 33,41 35,72 18 6,26 7,01 8,23 9,39 10,86 25,99 28,87 31,53 34,81 37,16 19 6,84 7,63 8,91 10,12 11,65 27,2 30,14 32,85 36,19 38,58 20 7,43 8,26 9,59 10,85 12,44 28,41 31,41 34,17 37,57 40 25 10,52 11,52 13,12 14,61 16,47 34,38 37,65 40,65 44,31 46,93 30 13,79 14,95 16,79 18,49 20,6 40,26 43,77 46,98 50,89 53,67 40 20,71 22,16 24,43 26,51 29,05 51,81 55,76 59,34 63,69 66,77 50 27,99 29,71 32,36 34,76 37,69 63,17 67,5 71,42 76,15 79,49 60 35,53 37,48 40,48 43,19 46,46 74,4 79,08 83,3 88,38 91,95 70 43,28 45,44 48,76 51,74 55,33 85,53 90,53 95,02 100,43 104,21 80 51,17 53,54 57,15 60,39 65,28 96,58 101,88 106,63 112,33 116,32 90 59,2 61,75 65,65 69,13 73,29 107,57 113,15 118,14 124,12 128,3 100 67,33 70,06 74,22 77,93 82,36 118,5 124,34 129,56 135,81 140,17 25 UNIDADE Teste de hipóteses: distribuição normal e qui-quadrado Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Estatística aplicada à Administração e Economia DOANE, David P.; SEWARD, Lori E. Porto Alegre: Grupo A, 2012. (e-book) Estatística para Administração e Economia MCCLAVE, James T.; BENSON, P. George; SINCICH, Terry. 10 ed. São Paulo: Pearson, 2009. (e-book) Probabilidade MEYER, P. L. 2 ed. São Paulo: LTC, 2000. 426p. Estatística aplicada: administração, economia e negócios SHARPE, Norean R.; DE VEAUX, Richard D.; VELLEMAN, Paul F. Porto Alegre: Grupo A, 2011. (e-book) 26 27 Referências MORETTIN, L. G. Estatística básica: inferência. São Paulo: Pearson Makron Books, 2005. SARTORIS, A. Estatística e introdução à Econometria. São Paulo: Saraiva, 2003. 27