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Medidas de tendência central e Resolução de Problemas Matemática 3ª Série | Ensino Médio DESCRITOR PAEBES HABILIDADE DO CURRÍCULO RELACIONADA AO DESCRITOR HABILIDADE OU CONHECIMENTO PRÉVIO D066_M Utilizar medidas de tendência central na resolução de problemas. EM13MAT316 Resolver e elaborar problemas, em diferentes contextos, que envolvem cálculo e interpretação das medidas de tendência central (média, moda, mediana) e das medidas de dispersão (amplitude, variância e desvio padrão). EF08MA23 Obter os valores de medidas de tendência central de uma pesquisa estatística (média, moda e mediana) com a compreensão de seus significados e relacioná-los com a dispersão de dados, indicada pela amplitude. 6a. SEMANA A Confederação Nacional do Comércio de Bens, Serviços e Turismo (CNC) realiza mensalmente a Pesquisa de Endividamento e Inadimplência do Consumidor (PEIC). Essa pesquisa traça um panorama sobre o endividamento e a inadimplência de famílias brasileiras, considerando as faixas de renda, o gênero e outros aspectos. É importante destacar que: uma pessoa endividada é aquela que possui parcelas a vencer de compras e/ou empréstimos; uma pessoa inadimplente é aquela que não cumpriu as obrigações financeiras, ou seja, uma pessoa que deixa de pagar as dívidas ou contas dentro do prazo estipulado. O relatório elaborado pela CNC relativo a Janeiro de 2024 afirma que as famílias brasileiras revelam ter mais recursos de crédito e melhor condição para pagamento: “O percentual de famílias que relataram ter dívidas a vencer (cartão de crédito, cheque especial, carnê de loja, crédito consignado, empréstimo pessoal, cheque pré-datado e prestações de carro e casa) foi de 78,1% em janeiro de 2024, maior do que em dezembro e superando o nível de janeiro de 2023. Esse resultado revela uma maior confiança das famílias em buscar crédito, dado o menor custo com juros e perspectivas melhores sobre a renda”. A redução da taxa básica de juros (Selic) impactou também os indicadores de inadimplência. Houve queda no percentual de famílias com dívidas em atraso para o patamar de 28,3% (menor nível desde março de 2022). No presente material estruturado, trabalharemos com dados, no contexto financeiro e em outros contextos, com o objetivo de interpretá-los por meio de medidas de tendência central, em consonância com a habilidade EM13MAT316 e o descritor do PAEBES D066_M. Bons estudos! 2 3 Quantidade de dias de atraso no pagamento das dívidas Frequência Absoluta 30 4 60 7 90 9 TOTAL 20 A coluna “Frequência Absoluta” mostra a quantidade de famílias que respondeu cada uma das três respostas que apareceram na pesquisa. Ou seja, por exemplo, 7 famílias afirmaram ter ficado inadimplentes por 60 dias em 2023. A partir dessas informações, podemos elaborar gráficos e indicadores que nos ajudem a entender melhor o quadro. Suponha que em uma pesquisa, 20 famílias tenham afirmado que estiveram inadimplentes em 2023, complementando essas informações com a quantidade de dias de atraso no pagamento das dívidas. Nesse cenário, a partir dos dados, os pesquisadores teriam construído a tabela a seguir. CONCEITOS E CONTEÚDOS medidas de tendência central Média aritmética Qual é o número médio de dias que essas famílias atrasaram o pagamento das dívidas? Podemos obter essa informação calculando a média aritmética. Nesse caso, em que os dados estão organizados em tabela, será uma média aritmética ponderada. Temos 4 famílias que responderam 30 dias, 7 famílias que responderam 60 dias e 9 famílias que responderam 90 dias, em um total de 20 famílias participantes. Desse modo, o cálculo fica assim: Ou seja, as famílias ficaram em média 67,5 dias inadimplentes. 4 Se ordenarmos as respostas dadas pelas famílias, que número marca exatamente a metade desse conjunto ordenado (rol) de dados? Essa pergunta pode ser respondida determinando a mediana desses dados. A seguir escrevemos as 20 respostas dadas pelas famílias na pesquisa. CONCEITOS E CONTEÚDOS Medidas de tendência central Moda Mediana Nessa pesquisa, qual a resposta que apareceu mais vezes? Quando nos perguntamos isso, estamos procurando a moda desse conjunto de dados. Em outras palavras, a moda é o valor que possui maior frequência absoluta. Podemos determinar a moda com facilidade verificando na tabela qual dado possui o maior valor para a frequência absoluta. Dessa maneira, concluímos que a moda é 90 (essa resposta foi dada pela maioria das famílias, 9 vezes). Observação: um conjunto de dados pode apresentar mais de uma moda. Exemplo: 4, 5, 5, 7, 7, 8,10. Nesse caso, as modas são 5 e 7. Como a quantidade de dados é par (20 dados), apontaremos os dois dados centrais. Então, realizamos o cálculo da média aritmética entre eles para determinar a mediana. A mediana é 60. Nesse caso, determinamos a mediana, escrevendo todos os dados em ordem e selecionando os dois centrais. Nem sempre esse método é prático. No caso de dados dispostos em tabela, podemos determinar o(s) dado(s) central(is) sem escrever todos eles. Veja como fazer isso a seguir. 5 O gráfico a seguir mostra o percentual de famílias endividadas em dezembro de 2023 e janeiro de 2024, bem como as Projeções da Confederação Nacional do Comércio de Bens, Serviços e Turismo (CNC) até dezembro de 2024. 1 CONCEITOS E CONTEÚDOS Medidas de tendência central Mediana (continuação) No nosso exemplo a quantidade de dados é par. Então, há dois termos centrais. Para determinar a posição desses termos centrais podemos utilizar o seguinte raciocínio: Ou seja, no nosso exemplo dividimos 20 dados por 2 e obtemos a posição do primeiro dado central: 10 (décima posição considerando que os dados foram ordenados). A posição do dado central 2 é a do sucessor do dado central 1. Assim, a posição do dado central 2 é 11 (décima primeira posição). Agora que sabemos as posições dos dados centrais, temos que determinar o valor desses dados. Para isso, vamos utilizar a tabela de frequência. Olhando a tabela, podemos concluir que os 4 primeiros dados são 30. Do quinto ao 11º, o valor é 60. Dessa forma, ambos dados têm valor igual a 60. A partir daí, fazemos a média aritmética entre esses dados centrais, determinando por fim a mediana. Caso a quantidade total de dados seja ímpar, o raciocínio é muito parecido. No entanto há apenas um dado central e a divisão por 2 resulta em um número decimal que deverá ser arredondado para cima. Esse número arredondado é a posição do termo central. Sabendo a posição do termo central, deve-se determinar seu valor a partir da tabela. Exercícios resolvidos 77,6% 78,1% 78,2% 78,6% 78,7% 78,8% 79,1% 79,3% 79,4% 79,6% 79,8% 80,0% 80,3% 6 a) Determine o percentual médio de famílias endividadas em 2024, considerando também as projeções feitas pela CNC; b)Determine a moda dos percentuais de famílias endividadas apresentados no gráfico; c) Determine a mediana dos percentuais de famílias endividadas apresentados no gráfico. Exercícios resolvidos (continuação) Resolução: a) O percentual médio solicitado não considera o dado relativo a dezembro de 2023. Dessa forma, calculando a média aritmética dos percentuais apresentados no gráfico para 2024: b) Todos os dados possuem frequência absoluta igual a 1 (aparecem uma única vez). Dessa forma, dizemos que não há moda para esse conjunto de dados. Ou seja, trata- se de um conjunto amodal. c) O gráfico apresenta um total de 13 dados. Assim, precisamos determinar a mediana de um conjunto com número ímpar de dados. Ou seja, determinar o único dado central. Ao dividir por 13 por 2 obtemos 6,5. Arredondando esse valor para cima, temos a posição do dado central: 7ª. O dado nessa posição tem valor igual a 79,1. Desse modo, a mediana é 79,1. Atividade 1 ATIVIDADES PARA OS ESTUDANTESATIVIDADES PARA OS ESTUDANTES O gráfico a seguir apresenta a taxa de desemprego (expressa na forma percentual) do período de jan-fev-mar 2023 a nov-dez-jan 2024. 7 Fonte: Brasil. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). PesquisaNacional por Amostra de Domicílios Contínua. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/trabalho/9173-pesquisa-nacional-por-amostra-de-domicilios-continua-trimestral.html?=&t=series- historicas&utm_source=landing&utm_medium=explica&utm_campaign=desemprego . Acesso em: 27 mar 2024. a) Qual é a taxa média de desemprego no período apresentado pelo gráfico? 8,8 8,5 8,3 8,0 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7,4 7,6 b) Qual é a mediana da taxa de desemprego no período apresentado pelo gráfico? c) Qual é a moda da taxa de desemprego no período apresentado pelo gráfico? https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/trabalho/9173-pesquisa-nacional-por-amostra-de-domicilios-continua-trimestral.html?=&t=series-historicas&utm_source=landing&utm_medium=explica&utm_campaign=desemprego https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/trabalho/9173-pesquisa-nacional-por-amostra-de-domicilios-continua-trimestral.html?=&t=series-historicas&utm_source=landing&utm_medium=explica&utm_campaign=desemprego Atividade 2 Janeiro Fevereiro Março Abril Maio 21 35 21 30 38 Atividade 3 Idade Frequência Absoluta 14 58 15 83 16 36 17 23 (ENEM - 2016 - adaptada) A permanência de um gerente em uma empresa está condicionada à sua produção no semestre. Essa produção é avaliada pela média do lucro mensal do semestre. Se a média for, no mínimo, de 30 mil reais, o gerente permanece no cargo, caso contrário, ele será despedido. O quadro mostra o lucro mensal, em milhares de reais, dessa empresa, de janeiro a maio do ano em curso. 8 Em uma escola foi realizada uma pesquisa sobre a distorção entre idade e série escolar cursada. A tabela a seguir apresenta as idades de estudantes dessa escola que cursam a 1ª série do Ensino Médio. Qual deve ser o lucro mínimo da empresa no mês de junho, em milhares de reais, para o gerente continuar no cargo no próximo semestre? a) Qual é a média das idades dos estudantes que participaram da pesquisa? Atividade 3 (continuação) 9 Analise cada afirmação a seguir e classifique como verdadeira (V) ou como falsa (F). Caso a afirmação seja falsa, dê um exemplo que prove isso. b) Qual é a moda das idades dos estudantes que participaram da pesquisa? c) Qual é a mediana das idades dos estudantes que participaram da pesquisa? Atividade 4 ( ) I. Em um conjunto com quantidade par de dados a mediana é igual a 15. Então, podemos afirmar que 15 é um dos elementos desse conjunto de dados. ( ) II. Em uma pesquisa sobre a massa de estudantes de uma escola, a média aritmética é 53 kg. Dessa forma, é correto afirmar que pelo menos um estudante possui massa maior do que 53 kg e pelo menos um possui massa menor que 53 kg. ( ) III. Em um conjunto de dados a moda é igual a 600 reais. Como a moda é o dado que aparece mais vezes, podemos afirmar que a média também é igual 600 reais. ( ) IV. Em um conjunto com quantidade ímpar de dados a mediana é igual a 1,88. Então, podemos afirmar que 1,88 é o elemento que está na posição central desse conjunto de dados. ( ) V. Dois conjuntos de dados possuem a mesma média aritmética. Assim, podemos afirmar que os elementos desses conjuntos são necessariamente iguais. Respostas Para que o gerente continue no cargo, a média do lucro mensal de janeiro a junho deve ser maior que 30 mil reais. Considerando isso, montamos uma equação na qual a letra x representa o lucro do mês de junho: Atividade 1 respostas das ATIVIDADES PARA OS ESTUDANTESrespostas das ATIVIDADES PARA OS ESTUDANTES Atividade 2 10 a) Calculando a média aritmética das taxas de desemprego apresentadas no gráfico: b) Para determinar a mediana desse conjunto que possui quantidade ímpar de elementos, devemos ordená-los e apontar o dado que está na posição central. 7,4; 7,5; 7,6; 7,6; 7,7; 7,8; 7,9; 8,0; 8,3; 8,5; 8,8 A mediana é 7,8. c) A moda é o elemento com maior frequência em um conjunto de dados. Nesse caso, a moda é 7,6 (aparece duas vezes). Portanto, o lucro mensal de junho deve ser maior ou igual a 35 mil reais. Atividade 3 a) Calculando a média das idades dos estudantes que participaram da pesquisa: Respostas Atividade 3 (continuação) respostas das ATIVIDADES PARA OS ESTUDANTESrespostas das ATIVIDADES PARA OS ESTUDANTES 11 b) A moda é o dado com maior frequência absoluta. Ou seja, a moda é 15, pois possui a maior quantidade de ocorrências (83). c) Para determinar a mediana desse conjunto que possui quantidade par de elementos (200), devemos determinar a posição dos dois elementos centrais a partir da tabela: Atividade 4 Um dos elementos centrais está na 100ª posição. O outro é o seu sucessor (101ª posição). Consultando a tabela podemos concluir que os elementos com essas posições possuem ambos o valor igual a 15. Dessa forma, calculamos a média aritmética desses dados: Portanto, a mediana das idades desses estudantes é 15. I. Falsa. Por exemplo, o conjunto dos dados 10, 14, 16, 19 possui quantidade par de elementos e mediana 15. No entanto não há dado com valor igual a 15. II. Verdadeira. III. Falsa. Por exemplo, o conjunto dos dados 600, 600, 350, 200, 700 possui moda igual a 600 e média aritmética igual a 490. IV. Verdadeira. V. Falsa. Por exemplo, os conjuntos 19, 21, 20, 23, 17 e 44, 10, 6, 13, 18, 9 possuem média aritmética igual a 20. Mas os elementos desses conjuntos são diferentes. BRASIL. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: https://www.ibge.gov.br. Acesso em: 27 mar 2024. 12 BONJORNO, J. R.; JÚNIOR, J. R. G.; SOUSA, P. R. C de. Prisma matemática: estatística, combinatória e probabilidade. 1 ed. São Paulo: Editora FTD, 2020. CNC. Pesquisa de Endividamento e Inadimplência do Consumidor (PEIC) - janeiro 2024. Disponível: https://portaldocomercio.org.br/publicacoes_posts/pesquisa-de-endividamento- e-inadimplencia-do-consumidor-peic-fevereiro-de-2024/. Acesso em: 27 mar 2024. https://www.ibge.gov.br/ https://portaldocomercio.org.br/publicacoes_posts/pesquisa-de-endividamento-e-inadimplencia-do-consumidor-peic-janeiro-de-2024/ https://portaldocomercio.org.br/publicacoes_posts/pesquisa-de-endividamento-e-inadimplencia-do-consumidor-peic-janeiro-de-2024/