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6º GRUPO CORRELAÇÃO LINEAR SIMPLES, REGRESSÃO LINEAR E MÚLTIPLA Instituto Superior de Recursos Naturais e Ambiente Extensão de Cabo Delgado 2024 1 6º GRUPO CORRELAÇÃO LINEAR SIMPLES, REGRESSÃO LINEAR E MÚLTIPLA Curso de Licenciatura em Ensino de Matemática com Habilitações em Ensino de Física Instituto Superior de Recursos Naturais e Ambiente Extensão de Cabo Delgado 2024 Trabalho de carácter avaliativo a ser entregue no Departamento de Ciências, Tecnologia, Engenharia e Matemática, Curso de Licenciatura em Ensino de Matemática com Habilitações em Ensino de Física, no âmbito da Cadeira de Estatística, no 3˚ano, 1º semestre. Docente: Dra. Brígida Mariana Braimo Correia 2 Índice 1.Introdução ................................................................................................................................ 3 1.1.Objectivo geral e especifico ................................................................................................ 3 1.1.1.Geral .................................................................................................................................. 3 1.1.2.Específicos ......................................................................................................................... 3 1.2.Metodologia .......................................................................................................................... 3 2. Correlação Linear Simples ..................................................................................................... 4 2.1.Definição de correlação ........................................................................................................ 4 2.2.Condições da correlação linear simples................................................................................ 4 2.3.Exemplos de aplicações ........................................................................................................ 4 2.4.Diagrama de Dispersão ......................................................................................................... 4 2.5.Coeficiente de correlação linear ........................................................................................... 5 3.Regressão Linear e Múltipla .................................................................................................... 6 3.1.Recta de regressão linear ...................................................................................................... 7 3.1.1.Exemplo I .......................................................................................................................... 7 3.1.2.Exemplo II ......................................................................................................................... 8 4.Conclusão ................................................................................................................................ 9 5.Referencias Bibliográficas ..................................................................................................... 10 3 1.Introdução Neste trabalho, discutiremos os principais tópicos relacionados às análises de regressão e correlação e apresentaremos como calcular uma relação entre duas ou mais variáveis para facilitar a tomada de decisões. No entanto a análise de correlação e regressão é de extrema importância no campo da estatística e da ciência de dados. Neste trabalho, exploraremos dois dos métodos mais utilizados nesse contexto: a Correlação Linear Simples e a Regressão Linear e Múltipla. A Correlação Linear Simples investiga a relação entre duas variáveis, permitindo-nos compreender a direcção e a força dessa relação. Por outro lado, a Regressão Linear e Múltipla vai além, possibilitando a previsão de uma variável com base em uma ou mais variáveis independentes. 1.1.Objectivo geral e especifico 1.1.1.Geral Compreender a aplicação da Correlação Linear Simples, da Regressão Linear e da Regressão Múltipla na análise estatística 1.1.2.Específicos Definir o conceito de Correlação Linear Simples, da Regressão Linear e da Regressão Múltipla. Mencionar a aplicação prática dessas técnicas em estudos de caso e pesquisas científicas. Descrever a interpretação dos resultados obtidos por meio da Correlação Linear Simples e da Regressão Linear e Múltipla Caracterizar a importância dessas técnicas na tomada de decisões embasadas em dados e na previsão de tendências em diferentes áreas do conhecimento. 1.2.Metodologia Foi a de consulta de obras que estão devidamente citados dentro do trabalho assim como na referência bibliográfica, e o trabalho obedece a seguinte Estrutura: Capa, Contracapa, Índice, Introdução, desenvolvimento, conclusão, e as referencias Bibliografas, em relação a norma usada na composição do trabalho recorreu-se as normas APA 6a edição, recomendadas pelo Instituto Superior de Recursos Naturais e Ambiente. 4 2. Correlação Linear Simples 2.1.Definição de correlação Uma correlação é uma relação entre duas variáveis. Os dados podem ser representados por pares ordenados (x, y), onde x é a variável independente (ou explanatória) e y é a variável dependente (ou resposta). 2.2.Condições da correlação linear simples A correlação linear simples é uma medida estatística que avalia a relação entre duas variáveis quantitativas através de um coeficiente de correlação. Esse coeficiente varia de -1 a 1, onde: Se o coeficiente for 1, significa que as variáveis têm uma correlação positiva perfeita, ou seja, quando uma variável aumenta, a outra também aumenta na mesma proporção. Se o coeficiente for -1, indica uma correlação negativa perfeita, onde uma variável aumenta enquanto a outra diminui na mesma proporção. Um coeficiente de 0 indica ausência de correlação linear entre as variáveis. A correlação linear simples mede apenas a relação linear entre duas variáveis e não captura possíveis relações não lineares. É importante ressaltar que a correlação não implica causalidade, ou seja, mesmo que duas variáveis estejam correlacionadas, não significa que uma causa a outra. 2.3.Exemplos de aplicações o pediatra tem interesse em estabelecer uma relação funcional entre peso e altura dos bebés. o economista busca uma função que explique o comportamento das vendas em função do preço. o administrador precisa de uma função que descreva os custos de um produto, quando as quantidades variam. o engenheiro quer saber a relação entre a resistência do concreto e a razão água/cimento. 2.4.Diagrama de Dispersão Consideremos uma amostra aleatória, formada por dez dos 98 alunos de uma classe da faculdade A e pelas notas obtidas por eles em Matemática e Estatística. 5 Notas Matemática Estatística X Y 5 6 8 9 7 8 10 10 6 5 7 7 9 8 3 4 8 6 2 2.5.Coeficiente de correlação linear ∑ ∑ ∑ √⌊ ∑ ⌋ [ ∑ (∑ ) ] Está entre -100% e 100%. Classificação: Quando r = 0, temos a indicação de ausência de correlação. Quando r 50% (negativo ou positivo), temos uma forte correlação. Quando r = 100% (negativo ou positivo), temos uma perfeita correlação. Notas X Y 5 6 30 25 36 8 9 72 64 81 7 8 56 49 64 10 10 100 100 100 6 5 30 36 25 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Y Y 6 7 7 49 49 49 9 8 72 81 64 3 4 12 9 16 8 6 48 64 36 2 2 4 4 4 65 65 473 481 475 n=10 ∑ ∑ ∑ √⌊ ∑ ⌋ [ ∑ (∑ ) ] √[ ( ) ] [ ( ) ] √[ ] [ ] √[ ] √ , Resposta: Assim temos uma correlação forte 3.Regressão Lineare Múltipla A regressão linear é uma técnica estatística que busca modelar a relação entre uma variável dependente (resposta) e uma ou mais variáveis independentes (preditoras) através de uma equação linear. O objectivo da regressão linear simples é encontrar a melhor linha recta que represente essa relação. Essa linha é determinada minimizando a soma dos quadrados das diferenças entre os valores observados e os valores previstos pela equação linear. Já a regressão linear múltipla é uma extensão da regressão linear simples, onde existem duas ou mais variáveis independentes que são utilizadas para prever uma variável dependente. Nesse caso, a relação entre as variáveis é modelada por um plano ou hiperplano, em vez de uma linha reta. A regressão linear múltipla permite avaliar o efeito de cada variável 7 independente sobre a variável dependente, controlando o efeito das outras variáveis no modelo. 3.1.Recta de regressão linear A recta da regressão linear é dada pela equação ̂ ∑( ) ∑ ∑ ∑ ( ) ∑ ∑ 3.1.1.Exemplo I Utilizando os dados a baixo dos custos de produção da Empresa Alfa Quantidade (X) 10 11 12 13 14 15 Custos (Y) 100 114 118 130 139 141 Determinar A equação de ajustamento dos dados por recta Resolução X Y X.Y 10 100 1000 100 11 114 1254 121 12 118 1416 144 13 130 1690 169 14 139 1946 196 15 141 2115 225 75 742 9421 955 8 ∑( ) ∑ ∑ ∑ ( ) ( ) ( ) ∑ ∑ Por tanto a equação da recta de ajustamento e: ̂ 3.1.2.Exemplo II O custo estimado para 18 unidades do artigo. Como X = quantidade e Y = custo, basta calcularmos ovalor de quando x = 18. Assim, ̂ ŷ = 8,343 · 18 + 19,379 ŷ = 150,174 + 19,379 ŷ = 169,553 Logo, o custo para 18 unidades será de 169.55. 9 4.Conclusão Ao longo deste trabalho, pudemos explorar e compreender a importância da Correlação Linear Simples, da Regressão Linear e da Regressão Múltipla na análise estatística. Essas técnicas fornecem ferramentas poderosas para investigar relações entre variáveis, fazer previsões e tomar decisões embasadas em dados. A Correlação Linear Simples nos ajuda a entender a associação entre duas variáveis, enquanto a Regressão Linear e Múltipla nos permitem modelar e prever o comportamento de uma variável dependente com base em variáveis independentes. É fundamental destacar que o uso adequado dessas técnicas requer uma compreensão sólida dos pressupostos subjacentes e da interpretação dos resultados. Além disso, é crucial considerar as limitações de cada método e a necessidade de cautela ao extrapolar conclusões. 10 5.Referencias Bibliográficas Bussab, W. O.; Pedro A. M.(2006). Estatística Básica, 5ª Ed. Saraiva, São Paulo. FIGUEIREDO, Fernanda at all (2007). Estatística Descritiva e Probabilidades. Escolar Editora, Lisboa, Hazzan, S. Fundamentos de Matemática Elementar 5. Combinatória e Probabilidades. 3ª Edição, Atual Editora, São Paulo – Brasil, Sd.