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Medidas de tendência central

Claudio Bonel

Created on March 8, 2025

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Transcript

medidas de tendência central

média e mediana

As medidas de tendência central são aquelas que nos auxiliam a resumir todos os dados de um determinado conjunto (considerando-se uma variável quantitativa), em apenas um único dado que tende ao centro. O objetivo é auxiliar em análises que necessitem de um número que seja capaz de representar, de forma resumida, todos os dados dessa variável quantitativa.
As medidas de tendência central estão inseridas no campo do conhecimento da Estatística Descritiva, dado que são medidas que tem como função "descrever" um determinado conjunto de dados, representando-o com apenas uma única informação.
Nessa aula, estudaremos as 2 principais medidas de tendência central:

Definição

Definição

É uma medida da estatística descritiva, que realiza o somatório de todos os dados de um determinado conjunto (representado por uma variável quantitativa), dividido pelo total de itens desse mesmo conjunto.

É uma medida da estatística descritiva que tem como objetivo encontrar o número que divide o conjunto de dados ao meio, ou seja, o número que divide o conjunto em 2 partes iguais (50% / 50%)

Média

Mediana

Problema: Um Professor deseja observar a média geral da nota final, obtida por todos/as os/as seus alunos/as, em uma determinada disciplina. Sabendo que o conjunto de notas dos/as alunos/as dessa determinada disciplina foi: n = {9, 8, 10, 7, 9, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas"
Em um primeiro momento, é preciso entender que quando se há a necessidade de observar uma média deve-se, por boa prática da análise estatística de dados, calcular a média aritmética e a mediana. Sim! Ambas! Em análise estatística de dados, se trabalha com observação do conjunto de dados de forma mais profunda (veremos outras medidas que nos auxiliarão) e, quando depare-se com a necessidade da realização de uma média, faz-se necessário, como um primeiro procedimento, a comparação entre a média aritmética e a mediana
Sabendo disso, pode-se retornar ao problema que, primeiramente calcularemos a média aritmética, sabendo que seu cálculo é baseado na soma de todos os dados do conjunto para, em seguida, dividir pelo total de itens desse conjunto, logo: n = {9, 8, 10, 7, 9, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" n = (9+8+10+7+9+5+6+10+9+7) / 10 = 80/ 10 = 8. Logo, A média aritmética é de 8.
Agora, como boa prática da análise estatística de dados, realizaremos o cálculo da mediana, no qual, em um primeiro momento, deve-se ordenar o conjunto de dados de forma crescente e, em seguida identificar a quantidade de ítens. Sabendo que o conjunto de notas é: n = {9, 8, 10, 7, 9, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" 1. Ordenar o conjunto de forma crescente: n = {5, 6, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} 2. Quantidade de ítens: t = 10, onde "t" é quantidade de ítens (normalmente representa-se pela letra "n", porém como o conjunto já faz uso desse, utilizou-se a letra "t" 3. Existem 2 formas de se calcular a mediana. Uma para total de itens par e outra para total de itens ímpar. Como, no caso do problema apresentado o total de itens é par, nesse momento, seguiremos considerando essa forma.
Para cálculo da mediana, considerando um total de ítens par, deve-se fazer o seguinte: 1. Encontrar a posição da mediana dentro do conjunto ordenado. A posição é representada pela letra "k", logo as posições desse conjunto são: n = {5, 6, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} k = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} Ou seja, a posição da cada item do conjunto é a ordenação. Por exemplo: Qual o item do conjunto, na posição 9? É a nota 10. Qual o item do conjunto na posição 2? É a nota 6. O cálculo da posição é baseado na divisão do total de ítens "t" por 2 (dado que a mediana divide o conjunto em 2 partes iguais - 50% / 50%).
Sabendo que o total de itens do conjunto de notas é t = 10, temos: k = t / 2 = 10 / 2 = 5 Observando o conjunto de dados e suas posições: n = {5, 6, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} k = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} Logo, na posição 5 encontra-se a nota 8. Porém, em conjuntos pares NÃO há um item que divida o conjunto exatamente ao meio. Se prestarmos atenção, a nota 8 está dentro das primeiras 5 notas, representando os primeiros 50%.
Sendo assim, a nota 8 NÃO pode ser considerada a mediana, por definição. A mediana, em conjuntos com total de itens par precisa, obrigatoriamente, ser um valor que esteja entre a última posição dos 50% menores, nesse caso a posição 5 e, a primeira posição dos 50% maiores, nesse caso a posição 6.
Repare: n = {5, 6, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} k = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

50%

50% menores notas

50% mairores notas

Isso é um regra em conjuntos com total de itens par. Logo, sabendo que k = 5 e o ítem do conjunto nessa posição é a nota 5. Deve-se localizar também o ítem na posição k+1. onde o cálculo é: k + 1 = 5 + 1 = 6 Logo, a posição k+1 = 6, que no conjunto de dados, o ítem nesse posição é a nota 9.
Agora, de posse da posição k=5 (nota 8) e da posição k+1=6 (nota 9), realiza-se a média aritmética desses dados, para se encontrar a mediana, cujo o cálculo é o seguinte: Med.n = [k + (k+1)] / 2 = (8 + 9) / 2 = 17 / 2 = 8,5 Logo, a mediana das notas é de 8,5. De posse da Média e da Mediana, precisamos seguir com as observações estatísticas desse conjunto de dados.
Sabendo que: Média das notas = 8 Mediana das notas = 8,5 Deve-se calcular a distância percentual da mediana em relação a média, da seguinte forma: Dist = [(mediana - média) / média] x 100 = [(8,5 - 8) / 8] x 100 = (0,5 / 8) x 100 = 0,0625 x 100 = 6,25%
Agora que sabemos a distância percentual da mediana em relação a média, que equivale a 6,25%, deve-se realizar a análise em um primeiro momento, da seguinte forma:

Distância percentual MENOR que 0

Distância percentual MAIOR que 0

No caso do problema apresentado e do resultado observado da distância maior que zero (mediana > média), entende-se que as menores notas exercem influência na média, fazendo com que essa média seja "puxada" para baixo.

Sabendo disso é preciso entender a intensidade dessa influência na média e o quanto isso impacta no resultado. Para isso, é preciso observar o seguinte:

Distância menor que 15%

Distância entre 15% e 30%

Distância maior que 30%

No caso do problema apresentado e do resultado observado da distância ser 6,25%, ou seja, menor que 15%, entende-se que tanto a média, quanto a mediana poderiam ser utilizadas pelo Professor como uma informação confiável para resumir as notas das disciplina. Como há um pequena influência por parte das notas menores na média, recomenda-se optar pela mediana (8,5), por ser uma medida que não sofre influência de valores extremos (menores ou maiores)

Retornando ao Problema: Um Professor deseja observar a média geral da nota final, obtida por todos/as os/as seus alunos/as, em uma determinada disciplinas. Sabendo que o conjunto de notas dos/as alunos/as dessa determinada disciplina foi: n = {9, 8, 10, 7, 9, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" Solução: Após os cálculos da média e da mediana, bem como as devidas análises, observou-se que há uma pequena influência das menores notas sobre a média, logo recomenda-se a utilização da mediana, dado que essa não sofre influência das notas extremas, sejam elas maiores ou menores. Dito isso, o Professor deve considerar a nota 8,5 como a medida de resumo das notas da disciplina
E se o total de itens fosse ímpar? Como calcular a mediana? Um Professor deseja observar a média geral da nota final, obtida por todos/as os/as seus alunos/as, em uma determinada disciplinas. Sabendo que o conjunto de notas dos/as alunos/as dessa determinada disciplina foi: n = {9, 8, 10, 7, 9, 7, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" Calculando a média: n = (9+8+10+7+9+7+5+6+10+9+7) / 11 = 7,9
O cálculo da mediana em conjuntos com total de itens ímpar segue os mesmos procedimentos inciais do par, deve-se ordenar o conjunto de dados de forma crescente e, em seguida identificar a quantidade de ítens. Sabendo que o conjunto de notas é: n = {9, 8, 10, 7, 9, 7, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" 1. Ordenar o conjunto de forma crescente: n = {5, 6, 7, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} 2. Quantidade de ítens: t = 11, onde "t" é quantidade de ítens (normalmente representa-se pela letra "n", porém como o conjunto já faz uso desse, utilizou-se a letra "t" 3. Encontrar a posição "k". Em conjuntos ímpares, calcula-se da seguinte forma: k = (t + 1) / 2, logo: k = (11 + 1) / 2 = 12 / 2 = 6
Como o conjunto de dados possui um total de ítens ímpar, basta identificar o dado na posição encontrada. Nesse caso, posição 6 é a nota 8 Note que em conjuntos de dados com o total de itens ímpar, a posição encontrada será exatamente aquela que divide o conjunto ao meio (50% | 50%)
Repare: n = {5, 6, 7, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 10, 10} k = {1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9, 10, 11}
Perceba que antes da nota 8 existem um total de 5 notas, consideradas as 50% menores notas e após a nota 8, também existem 5 notas, consideradas as 50% maiores notas. Ou seja, a nota 8 é o ítem que divide exatamente o conjunto em 2 partes com a mesma quantidade de ítens (50% | 50%). Isso é uma regra para conjuntos de dados com o total de itens ímpar.

50%

50% menores notas

50% mairores notas

Retornando ao problema: Um Professor deseja observar a média geral da nota final, obtida por todos/as os/as seus alunos/as, em uma determinada disciplinas. Sabendo que o conjunto de notas dos/as alunos/as dessa determinada disciplina foi: n = {9, 8, 10, 7, 9, 7, 5, 6, 10, 9, 7}, onde "n" é a variável quantitativa "notas" Solução: Média = 7,9 Mediana = 8 Distância = [(8 - 7,9) / 7,9] x 100 = 1,27% Diante do exposto, tanto a média, quando a mediana podem ser utilizadas como a medida que resume o conjunto de notas. Recomenda-se a utilização da mediana da disciplina, dado que há uma leve tendência da média ser influência pelas menores notas. Sendo assim, a nota 8 pode ser utilizada.

Durante a aplicação desses conceitos no Google Planilhas - ou qualquer outra tecnologia que dê suporte - NÃO há a necessidade de desenvolvimento do cálculo matemático - nem para média, nem para mediana - dado que existem funções específicas e que nos auxiliam no trabalho de desenvolvimento dessas medidas, principalmente quando a realidade se apresenta com variáveis quantitativas que possuem muitos dados.

Distância percentual maior que 0

- A mediana é maior que a média. - Significa que a média tende a ser influenciada pelos dados de menor valor do conjunto.

Distância maior que 30%

- Há uma influência alta de valores muito baixos (quando a mediana é maior que a média) ou de valores muito altos (quando a mediana é menor que a média) na média. - A média pode não ser uma medida confiável, pois está muito deslocada, ou seja, está sofrendo forte influência. - A mediana pode ser uma melhor representação, mas isso ainda necessita ser analisado com outras medidas estatísticas.

Distância menor que 15%

- Há uma influência baixa de valores muito baixos (quando a mediana é maior que a média) ou de valores muito altos (quando a mediana é menor que a média) na média. - Tanto a média quanto a mediana são medidas de tendência central confiáveis para representar o conjunto de dados.

Distância entre 15% e 30%

- Há uma influência moderada de valores muito baixos (quando a mediana é maior que a média) ou de valores muito altos (quando a mediana é menor que a média) na média. - Não podemos afirmar de imediato qual é a melhor medida de tendência central (média ou mediana) a utilizar. - Para isso, será necessário calcular outras estatísticas (que veremos ao longo da disciplina) para entender melhor os dados.

Distância percentual menor que 0

- A mediana é menor que a média. - Significa que a média tende a ser influenciada pelos dados de maior valor do conjunto.