Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 3. Moda (Mo) Denominamos moda o valor que ocorre com maior frequência em uma série de valores. Desse modo, o salário modal dos empregados de uma indústria é o salário mais comum, isto é, o salário recebido pelo maior número de funcionários dessa indústria. 3.1 Dados não agrupados Quando os dados não estão agrupados, a moda é, de acordo com a definição, o valor que mais repetir na sequência. A série de dados: 7, 8, 9, 10, 10, 10, 11, 12, 13, 15 tem moda igual a 10. Podem existir séries em que não exista valor modal, isto é, nenhum valor aparece mais do que outro. É o caso da série 3, 5, 8, 10, 12, 13, que não apresenta moda (amodal). Em caso contrário, pode haver dois ou mais valores de concentração. Dizemos, então, que a série tem dois ou mais valores modais. Na série: 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6, 7, 7, 7, 8, 9, temos duas modas: 4 e 7 (bimodal). 3.2 Dados Agrupados 3.2.1. Sem intervalos de classe Uma vez agrupados os dados, é possível determinar imediatamente a moda: basta fixar o valor da variável de maior frequência. Na distribuição abaixo, a frequência máxima é 12 e corresponde ao valor 3 da variável. Logo, Mo = 3 Nº de fi meninos 0 2 1 6 2 10 3 12 4 4 =34 3.2.2. Com intervalos de classe A classe que representa a maior frequência é denominada classe modal. Pela definição, podemos afirmar que a moda, neste caso, é o valor dominante que está compreendido entre os limites da classe modal. O método mais simples para o cálculo da moda consiste em tomar o ponto médio da classe modal. Damos a esse valor o nome de moda bruta. Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 1 i 1 2 3 4 5 6 Estaturas (cm) 150154 154158 158162 162166 166170 170174 Fi 4 9 11 8 5 3 =40 Temos, então: Onde: Li = limite inferior da classe modal Ls = limite superior da classe modal Assim, na tabela: Temos que a classe modal é i = 3, Li= 158 e Ls= 162 Mo Ls Li 158 162 320 160 2 2 2 Logo: Mo= 160 cm Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 2 3.3 Expressões Gráficas da Moda: Na curva de frequência, a moda é o valor que corresponde, no eixo das abscissas, ao ponto de ordenada máxima. Assim, podemos ter: Mo Curva Modal Curva não modal Curva Antimodal Mo1 Mo2 Curva Trimodal Mo1 Curva Amodal Mo2 Curva Bimodal Mo3 3.4 Emprego da Moda A moda é utilizada quando se deseja obter uma medida rápida e aproximada de posição, ou quando a medida de posição deve ser o valor mais típico da distribuição. Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 3 4. Mediana (Md) É outra medida de posição definida como o número que se encontra no centro de uma série de números, estando estes dispostos segundo uma ordem. Em outras palavras, a mediana de um conjunto de valores, ordenados segundo uma ordem de grandeza, é o valor situado de tal forma no conjunto que o separa em dois subconjuntos de mesmo número de elementos. 4.1 Dados não-agrupados Dada uma série de valores como: 5, 13, 10, 2, 18, 15, 6, 16, 9, de acordo com a definição, primeiro deve-se ordenar os valores em ordem crescente ou decrescente: 2, 5, 6, 9, 10, 13, 15, 16, 18; em seguida toma-se o valor central que apresenta o mesmo número de elementos à direita e à esquerda. Na sequência, o valor é 10, já que, nessa série há quatro elementos acima dele e quatro abaixo. Então: Md = 10. Se, porém, a série dada tiver um número par de termos, a mediana será, por definição, qualquer dos números compreendidos entre os dois valores centrais da série. Convencionouse utilizar o ponto médio. Assim, a série: 2, 6, 7, 10, 12, 13, 18, 21 tem por mediana a média aritmética entre 10 e 12. Logo: Md 10 12 22 11 2 2 Donde: Md = 11 Verificamos, então, que estando ordenados os valores de uma série e sendo n o número de elementos da série, o valor mediano será: n 1 - o termo de ordem , se n for ímpar; 2 n n - a média aritmética dos termos de ordem e 1 , se n for par. 2 2 Podemos comprovar tal fato nas séries dadas: 9 1 5 . Logo, a mediana é o 5° termo da série, isto é: Md = 10 - para n = 9, temos 2 8 8 - para n = 8, temos 4 e 1 5 . Logo, a mediana é a média aritmética do 4° e 5° termos da 2 2 10 12 22 11 , Logo Md=11. série, isto é: Md 2 2 Observações: O valor da mediana pode coincidir ou não com um elemento da série. Quando o número de elementos da série é ímpar, há coincidência. O mesmo não acontece, porém, quando esse número é par. A mediana e a média aritmética não têm, necessariamente, o mesmo valor. Na primeira série apresentada, temos x 10,4 e Md = 10. A mediana depende da posição e não dos valores dos elementos na série ordenada. Essa é uma das diferenças marcantes entre a mediana e a média (que se deixa influenciar, e muito, pelos valores extremos). Esta propriedade da mediana pode ser constatada através dos exemplos: 5, 7, 10, 13, 15 x 10 e Md = 10 6, 7, 10, 13, 65 x 20 e Md = 10 Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 4 Isto é, a média do segundo conjunto de valores é maior do que a do primeiro, por influência dos valores extremos, ao passo que a mediana permanece a mesma. A mediana é designada, muitas vezes, por valor mediano. 4.2 Dados agrupados Se os dados se agrupam em uma distribuição de frequências, o cálculo da mediana se processa de modo muito semelhante aos dados não-agrupados, implicando, porém, a determinação prévia das frequências acumuladas. Ainda aqui, tem-se que determinar um valor tal que divida a distribuição em dois grupos que contenham o mesmo número de elementos. Para o caso de uma distribuição, porém, a ordem, a partir de qualquer um dos extremos é dada por: 4.2.1 Sem intervalos de Classe Neste caso, é o bastante identificar a frequência acumulada imediatamente superior à metade da soma das frequências. A mediana será aquele valor da variável que corresponde a tal frequência acumulada. Nº de meninos 0 1 2 3 4 Sendo Fi Fa 2 6 10 12 4 =34 2 8 18 30 34 fi 34 17 a menor frequência acumulada que supera esse valor é 18, que 2 2 corresponde ao valor 2 da variável, sendo este o valor mediano. Logo: Md = 2 meninos. Obs: No caso de existir uma frequência acumulada Fa, tal que: Fa fi , a mediana será 2 xi xi 1 dada por: Md , isto é, a mediana será a média aritmética entre o valor da variável 2 correspondente a essa frequência acumulada e o seguinte. Exemplo: xi 12 14 15 16 17 20 Fi 1 2 1 2 1 1 =8 Moda e Mediana Fa 1 3 4 6 7 8 Temos: Logo: Donde: Md = 15,5 Profª Ms. Mara Cynthia 5 4.2.2 Com Intervalos de Classes Neste caso, o problema consiste em determinar o ponto do intervalo em que está compreendida a mediana. Para tanto, temos inicialmente que determinar a classe na qual se acha a mediana, classe mediana. Tal classe será, evidentemente, aquela correspondente à frequência acumulada fi . imediatamente superior a 2 Feito isso, um problema de interpolação (inserção de uma determinada quantidade de valores entre dois números) resolve a questão, admitindo-se, agora, que os valores se distribuam uniformemente em todo o intervalo de classe. Assim, considerando a distribuição: Temos: fi 40 20 2 2 Como há 24 valores incluídos nas três primeiras classes da distribuição e como pretendemos determinar o valor que ocupa o 20° lugar, a partir do início da série, vemos que este deve estar localizado na terceira classe (i=3), supondo que as frequências dessas classes estejam uniformemente distribuídas. Como há 11 elementos nessa classe e o intervalo de classe é igual a 4, devemos tomar, a 20 13 7 partir do limite inferior, a distância: 4 4 e a mediana será dada por: 11 11 7 28 28 Md 158 4 158 158 158 2,54 160,54 Logo: Md = 160,5 cm. 11 11 11 Na prática, seguimos os seguintes passos: 1°) Determinar as frequências acumuladas. fi . 2º) Calculamos 2 3°) Marcamos a classe correspondente à frequência acumulada imediatamente superior à fi - classe mediana e, em seguida empregamos a fórmula: 2 Na qual: Li = limite inferior da classe mediana; Fa(ant) = frequência acumulada da classe anterior à classe mediana; Fi = frequência simples da classe mediana; h=amplitude do intervalo da classe mediana. Na distribuição anterior, temos: Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 6 fi 40 20 2 2 i 1 2 3 4 5 6 Estaturas (cm) 150154 154158 158162 162166 166170 170174 Fi Fa 4 9 11 8 5 3 =40 4 13 24 32 37 40 Classe mediana Logo, a classe mediana é a de 3ª ordem. Então: Li=158, Fa(ant)=13; Fi = 11 e h = 4 Substituindo esses valores na fórmula, obtemos: Md 158 20 134 158 28 158 2,54 160,54 11 11 Isto é Md = 160,5 cm. 5. Emprego da Mediana: A mediana é empregada quando se deseja obter o ponto que divide a distribuição em partes iguais; quando há valores extremos que afetam de uma maneira acentuada a média; ou quando a variável em estudo é salário. Bibliografia CRESPO, A. A. Estatística Fácil. 10ª. ed. São Paulo: Saraiva, 1993. Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia 7 Exercícios 1. Dado o quadro de frequências abaixo, que se refere às idades dos jogadores de basquete de um clube. Determine a moda e a mediana destes dados. Idade Número de jogadores xi 13 14 15 20 23 Fi 6 12 15 24 9 2. O quadro de distribuição seguinte representa as alturas de 200 jovens. Qual é a mediana dessa distribuição? Altura (em cm) Fi Fa Xi [160;165[ 8 8 [165;170[ 15 23 [170;175[ 10 33 [175;180[ 40 73 [180;185[ 90 163 [185;190[ 20 183 [190;195[ 15 198 [195;200[ 2 200 3. Em uma casa de repouso, as pessoas internadas têm as seguintes idades: 67 68 67 68 84 75 80 74 75 84 75 73 74 78 77 75 80 67 74 77 85 85 74 72 73 71 73 68 71 85 68 84 77 78 75 71 72 80 73 84 Calcule a mediana e a moda dessa distribuição. 4. Calcule a mediana do conjunto de dados representado pelo quadro: Xi Fi 8 7 12 16 16 20 20 5 5. Os dados a seguir representam as massas, em quilogramas, dos atletas de uma equipe juvenil: 46, 44, 49, 45, 44, 48, 50, 42. Determine a mediana e a moda dessa distribuição. 6. Calcule a mediana do conjunto de dados representado pelo quadro: Xi 10 15 20 25 30 Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia Fi 9 21 10 32 8 8 7. O histograma representa a distribuição das estaturas de 100 pessoas e as respectivas frequências. Por exemplo, na 3ª classe (155-160) estão situadas 11% das pessoas com estatura de 1,55 m a 1,59 m. A 5ª classe (165-170) chama-se classe mediana. Pelo ponto M situado na classe mediana, traça-se uma reta paralela ao eixo das frequências, de modo a dividir a área da figura formada pelos nove retângulos das frequências em duas regiões de mesma área. Determine a abscissa do ponto M (mediana das observações) 8. Considere o quadro, que representa a distribuição das áreas cultivadas, em hectares, de uma determinada região. Dados: Xi= área em hectares; Fi= número de áreas cultivadas. Determine: a) a classe mediana; b) a mediana da distribuição. Xi [0;2[ [2;4[ [4;6[ [6;8[ [8;10[ [10;12[ [12;14[ Moda e Mediana Profª Ms. Mara Cynthia Fi 30 35 60 35 15 8 2 9