Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Universidade de São Paulo LCE2112 – Estatística Aplicada às Ciências Sociais e Ambientais Taciana Villela.

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1 Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” Universidade de São Paulo LCE2112 – Estatística Aplicada às Ciências Sociais e Ambientais Taciana Villela Savian Sala 304, pav. Engenharia, ramal 237 tvsavian@usp.br tacianavillela@gmail.com tvsavian@usp.br tacianavillela@gmail.com

2 Já vimos Tipos de variáveis; Construção de Tabelas de Distribuição de Frequências para variáveis qualitativas e quantitativas discretas (Aula 01); Análise bidimensional para variáveis qualitativas e quantitativas (Aula 02);

3 Variáveis Quantitativas Numéricas (quantitativas): os valores possíveis são numéricos. – Quant. Discreta (Nº de batimentos/min) – Quant. Contínua (temperatura, pressão) Construção da Tabela de Distribuição de Frequências e Gráficos; Medidas de Posição (Tendência Central); Medidas de Dispersão (Variabilidade);

4 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Tabela 1. Distribuição de Frequências da Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. 0,3470,3730,2970,3600,3380,3570,3430,3450,3920,330 0,4050,3640,2940,2670,4130,2950,4270,3330,3240,230 0,4450,3270,3590,4460,2560,3290,4710,3060,3280,230 ClassesFrequência% (0,206 ; 0,254]2 6,7 (0,254 ; 0,302]516,7 (0,302 ; 0,350]1136,7 (0,350 ; 0,398]620,0 (0,398 ; 0,446]620,0 Total30100,0

5 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. 0,3470,3730,2970,3600,3380,3570,3430,3450,3920,330 0,4050,3640,2940,2670,4130,2950,4270,3330,3240,230 0,4450,3270,3590,4460,2560,3290,4710,3060,3280,230 DADOS NÃO AGRUPADOS (Quando temos as observações individualizadas)

6 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Tabela 1. Distribuição de Frequências da Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. ClassesFrequência% (0,206 ; 0,254]2 6,7 (0,254 ; 0,302]516,7 (0,302 ; 0,350]1136,7 (0,350 ; 0,398]620,0 (0,398 ; 0,446]620,0 Total30100,0 DADOS AGRUPADOS (EM UMA DRISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIAS)

7 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. -Quantidade de informação muito grande e pouco clara; -Resumir os dados sem perder informação: -Tabelas; (Tabela de Distribuição de Frequências – Dados Agrupados) -Números. (Medidas numéricas: medidas de posição/dispersão) 0,3470,3730,2970,3600,3380,3570,3430,3450,3920,330 0,4050,3640,2940,2670,4130,2950,4270,3330,3240,230 0,4450,3270,3590,4460,2560,3290,4710,3060,3280,230 DADOS NÃO AGRUPADOS

8 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,3470,3730,2970,3600,3380,3570,3430,3450,3920,330 0,4050,3640,2940,2670,4130,2950,4270,3330,3240,230 0,4450,3270,3590,4460,2560,3290,4710,3060,3280,230

9 Variáveis Quantitativas Contínuas DADOS BRUTOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. 0,3470,3730,2970,3600,3380,3570,3430,3450,3920,330 0,4050,3640,2940,2670,4130,2950,4270,3330,3240,230 0,4450,3270,3590,4460,2560,3290,4710,3060,3280,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

10 Variáveis Quantitativas Contínuas Média No exemplo: Interpretação: Em média os 30 clones de Eucalyptus grandis apresentam uma densidade de 0,344g/cm³. OBS: É uma medida bastante afetada por valores extremos (muito alto ou muito baixo).

11 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana – Observação que ocupa posição central na amostra de dados elaborados; – 50% dos dados são menores ou iguais ao valor da mediana; – 50% dos dados são maiores ou iguais ao valor da mediana; – Essa medida não é afetada por valores extremos já que depende apenas do tamanho da amostra e não dos valores da amostra em si;

12 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana – O primeiro passo é determinar a posição da mediana na amostra (depende do tamanho da amostra: par ou ímpar); – Posição da mediana (PMd): PMd=(n+1)/2 Amostra de tamanho ímpar: A={2,2,5,7,7,11,100} PMd = (n+1)/2 = (7+1)/2 = 4º valor da amostra ord. Md = 7 n=7 elementos

13 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana – O primeiro passo é determinar a posição da mediana na amostra (depende do tamanho da amostra: par ou ímpar); – Posição da mediana (PMd): PMd=(n+1)/2 Amostra de tamanho par: A={2,2,5,7,7,11} PMd = (n+1)/2 = (6+1)/2 = 3,5º valor da amostra ord. (existe?) A mediana é a média dos valores na 3ª e 4ª posição na amostra ordenada Md = (5+7)/2 = 6. Não necessariamente a Md está na amostra. n=6 elementos

14 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Amostra de tamanho par (n=30) Posição da Mediana: PMd = (30+1)/2 = 15,5º valor (existe?) A Md é a média dos valores na 15ª e 16ª posição na amostra ordenada Md = (0,338+0,343)/2 = 0,341 g/cm³ 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

15 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Md = (0,338+0,343)/2 = 0,341 g/cm³ Interpretação: 50% dos clones de Eucalyptus grandis na amostra apresentam uma densidade igual ou inferior à 0,341 g/cm³ e os outros 50% dos clones apresentam densidade igual ou superior a este valor. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

16 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana (Md) e os Quartis (Q) O pesquisador pode estar interessado em conhecer outros valores da amostra além desse valor central (mediana) que divide a amostra ao meio; Valores extremos: menor e maior valor na amostra; Primeiro Quartil (Q1): Valor que delimita os 25% menores valores na amostra; Terceiro Quartil (Q3): Valor que delimita os 25% maiores valores na amostra; A mediana também é conhecida como segundo quartil (Q2).

17 Variáveis Quantitativas Contínuas Mediana (Md) e os Quartis (Q)

18 Variáveis Quantitativas Contínuas Quartis (Q) Se a mediana divide a amostra em 50% acima e 50% abaixo, para calcular o primeiro e terceiro quartil basta calcular a mediana em cada sub-amostra sub-amostra 1: valores abaixo da mediana sub-amostra 2: valores acima da mediana

19 Variáveis Quantitativas Contínuas Quartis (Q) A={2,2,5,7,7,11,11,12,13,15,18,20,22} n=13 PMd = (13+1)/2 = 7º valor Md = 11 Sub-amostra 1: A1={2,2,5,7,7,11,11}  Md=Q1 Sub-amostra 2: A2={11,12,13,15,18,20,22}  Md=Q3

20 Variáveis Quantitativas Contínuas Quartis (Q) Sub-amostra 1: A1={2,2,5,7,7,11,11}  Md=Q1 n = 7 PMd = PQ1 = (n+1)/2 = (7+1)/2 = 4º valor da sub- amostra 1 Q1 = 7 Indica que 25% dos valores da amostra original (A) estão são iguais ou menores do que o valor 7.

21 Variáveis Quantitativas Contínuas Quartis (Q) Sub-amostra 2: A2={11,12,13,15,18,20,22}  Md=Q3 n = 7 PMd = PQ3 = (n+1)/2 = (7+1)/2 = 4º valor da sub- amostra 2 Q3 = 15 Indica que 25% dos valores da amostra original (A) estão são iguais ou maiores do que o valor 15 (ou 75% dos valores são iguais ou inferiores ao valor 15).

22 Variáveis Quantitativas Contínuas Primeiro Quartil (Q1) DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Sub-amostra 1: valores iguais ou inferior à mediana (Md=0,341) n = 15 PQ1 = (15+1)/2 = 8º valor na sub-amostra 1 Q1 = 0,306 g/cm³ Interpretação: 25% dos clones de Eucalyptus grandis na amostra apresentam densidade igual ou abaixo de 0,306g/cm³. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

23 Variáveis Quantitativas Contínuas Terceiro Quartil (Q3) DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Sub-amostra 2: valores iguais ou superior à mediana (Md=0,341) n = 15 PQ3 = (15+1)/2 = 8º valor na sub-amostra 2 Q3 = 0,373 g/cm³ Interpretação: 25% dos clones de Eucalyptus grandis na amostra apresentam densidade igual ou acima de 0,373g/cm³. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

24 Variáveis Quantitativas Contínuas Boxplot: é um gráfico que possibilita representar a distribuição de um conjunto de dados (amostra) com base em algum de seus parâmetros descritivos: Mediana (Md=Q2), primeiro quartil (Q1), terceiro quartil (Q3) e intervalo interquartílico (IQ=Q3-Q1) bem como identificar se na amostra existe algum valor discrepante.

25 Variáveis Quantitativas Contínuas Boxplot Valores discrepantes são: Valores abaixo de: Q1-1,5(Q3-Q1) Valores acima de: Q3+1,5(Q3-Q1) No exemplo: Q1= 0,306 e Q3= 0,373 Valores abaixo de Q1-1,5(Q3-Q1) 0,306-1,5(0,373-0,306) = 0,206 g/cm³ (não) Valores acima de Q3+1,5(Q3-Q1) 0,373+1,5(0,373-0,306) = 0,474 g/cm³ (não)

26 Variáveis Quantitativas Contínuas Boxplot Figura 1. Boxplot para as densidade, em g/cm³, de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, 2015. Menor valor Maior valor Q1 Q2=Md Q3 0,230 g/cm³ 0,306 g/cm³ 0,341 g/cm³ 0,373 g/cm³ 0,471 g/cm³

27 Variáveis Quantitativas Contínuas Boxplot (outro exemplo) Figura 4. Boxplot para os rendimentos médios, em kg/ha, de 32 híbridos de milho, Região Oeste de SC, 2013. Valores Discrepantes Maior valor considerado não discrepante Menor valor considerado não discrepante Valores Discrepantes

28 Variáveis Quantitativas Contínuas Moda (Mo) É o valor que apresenta a maior frequência absoluta na amostra ordenada Amostra unimodal = uma moda Amostra bimodal = duas modas Amostra multimodal = três ou mais modas Amostra amodal = nenhum dos valores se repete.

29 Variáveis Quantitativas Contínuas Moda (Mo) DADOS ELABORADOS Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. Mo = 0,230 g/cm³ Interpretação: O valor de densidade que mais se repete na amostra de 30 clones de Eucalyptus grandis é de 0,230g/cm³. Temos uma amostra UNIMODAL. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

30 Variáveis Quantitativas Contínuas Exercício Produção de resina, em kg, de 15 árvores de Pinus elliottii. Calcular e interpretar: Média; Mediana; Moda; Primeiro quartil; Terceiro quartil; Verificar a existência de valores discrepantes; Construir o gráfico box-plot. 0,712,633,631,943,69 2,043,944,051,802,06 2,771,421,202,483,77

31 Variáveis Quantitativas Contínuas Exercício Produção de resina, em kg, de 15 árvores de Pinus elliottii. Calcular e interpretar: Média; (2,54kg) Mediana; (2,48kg) Moda; (Amodal) Primeiro quartil; (1,87kg) Terceiro quartil; (3,66kg) Verificar a existência de valores discrepantes; (Não há) Construir o gráfico box-plot. 0,712,633,631,943,69 2,043,944,051,802,06 2,771,421,202,483,77

32 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. MEDIDAS DE DISPERSÃO (VARIABILIDADE) – Amplitude (A); – Variância (s²); – Desvio-padrão (s); – Coeficiente de Variação (CV). Grandezas numéricas que descrevem um conjunto de dados pela quantificação da sua variabilidade. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

33 Variáveis Quantitativas Contínuas Exemplo ElementosAmostra 1Amostra 2Amostra 3 11008010 21009050 3100 4 5 6 110150 7100120190 Média100 Mediana100 Moda100

34 Variáveis Quantitativas Contínuas Quadro1. Densidade da madeira (g/cm³) de 30 clones de Eucalyptus grandis medidos em um plantio comercial, em Piracicaba, em 2015. MEDIDAS DE DISPERSÃO (VARIABILIDADE) – Amplitude (A); (Afetada por valores extremos) A = maior valor – menor valor A= 0,471 – 0,230 = 0,241 g/cm³ Interpretação: O clone de Eucalyptus grandis que apresentou a maior densidade de madeira superou o de menor densidade em 0,241 g/cm³. 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

35 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

36 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

37 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

38 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

39 Variáveis Quantitativas Contínuas 0,230 0,2560,2670,2940,2950,2970,3060,3240,327 0,3280,3290,3300,3330,3380,3430,3450,3470,3570,359 0,3600,3640,3730,3920,4050,4130,4270,4450,4460,471

40 Variáveis Quantitativas Contínuas

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42 Estatística Descritiva

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46 Variáveis Quantitativas Contínuas Exercício Produção de resina, em kg, de 15 árvores de Pinus elliottii. Calcular e interpretar as medidas de variabilidade: Amplitude; Variância; Desvio padrão; Coeficiente de Variação. 0,712,633,631,943,69 2,043,944,051,802,06 2,771,421,202,483,77