40 ESTATÍSTICA APLICADA 10. Gráficos Estatísticos O gráfico estatístico é uma forma de apresentação dos dados estatísticos, cujo objetivo é o de produzir, no investigador ou no público em geral, uma impressão mais rápida e viva do fenômeno em estudo, já que os gráficos falam mais rápido à compreensão que as séries. A apresentação gráfica de um fenômeno deve obedecer a certos requisitos fundamentais para ser realmente útil: a) Simplicidade: o gráfico deve ser destituído de detalhes de importância secundária, assim como de traços desnecessários que possam levar o observador a uma análise morosa ou com erros. b) Clareza: o gráfico deve possibilitar uma correta interpretação dos valores representativos do fenômeno em estudo. c) Veracidade: o gráfico deve expressar a verdade sobre o fenômeno em estudo. Os principais tipos de gráficos são os diagramas, os cartogramas e os pictogramas. Diagramas São gráficos geométricos de, no máximo, duas dimensões; para sua construção, em geral, fazemos uso do sistema cartesiano. Dentre os principais diagramas destacamos: 10.1 Gráfico em Linha ou em Curva (Poligonal) Esse tipo de gráfico se utiliza a linha poligonal para representar a série estatística. O gráfico em linha constitui uma aplicação do processo de representação das funções num sistema de coordenadas cartesianas. Como sabemos, nesse sistema fazemos uso de duas retas perpendiculares; as retas são os eixos coordenados e o ponto de intersecção, a origem. O eixo horizontal é denominado eixo das abscissas (ou eixo dos x) e o vertical eixo das ordenadas (ou eixo dos y) Vejamos um exemplo: Prof. Mirtênio 41 ESTATÍSTICA APLICADA PRODUÇÃO BRASILEIRA DE ÓLEO DE DENDÊ 1987-92 QUANTIDADE ANOS (1.000 t) 1987 39,3 1988 39,1 1989 53,9 1990 65,1 1991 69,1 1992 59,5 PRODUÇÃO BRASILEIRA DE ÓLEO DE DENDÊ 1987-92 70 mil toneladas 60 50 40 30 20 FONTE: Agropalma. 10 0 1987 1988 1989 1990 1991 1992 FONTE: Agropalma 10.2 Gráfico Poligonal São usados principalmente nas séries cronológicas, isto é, quando o fato variável é o tempo. Neste caso, marcam-se os pontos correspondentes a cada época e unem-se os mesmos, por meio de segmentos de retas. EXPORTAÇÕES E IMPORTAÇÕES BRASILEIRAS 70.000 60.000 50.000 US$ 40.000 30.000 20.000 10.000 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998* ANOS IMPORTAÇÕES EXPORTAÇÕES Gráfico de linha ou poligonal. Prof. Mirtênio 42 ESTATÍSTICA APLICADA 10.3 Gráfico em Colunas ou em Barras É a representação de uma série por meio de retângulos, dispostos verticalmente (em colunas) ou horizontalmente (em barras). Quando em colunas, os retângulos têm a mesma base e as alturas são proporcionais aos respectivos lados. Quando em barras, os retângulos têm a mesma altura e os comprimentos são proporcionais aos respectivos dados. Assim estamos assegurando a proporcionalidade entre as áreas dos retângulos e os dados estatísticos. Vejamos os exemplos: a) Gráfico em Colunas FONTE: Ministério da Agricultura. P R O D U Ç Ã O B R A S IL E IR A D E C A R V Ã O M IN E R A L B R U T O 1989 - 1992 MIL TONELADAS PRODUÇÃO BRASILEIRA DE CARVÃO MINERAL BRUTO 1989-1982 QUANTIDADE ANOS (1.000 t) 1989 53,9 1990 65,1 1991 69,1 1992 59,5 2 0 .0 0 0 1 5 .0 0 0 1 0 .0 0 0 5 .0 0 0 0 1989 1990 1991 1992 ANO FONTE: Ministério da Agricultura. b) Gráfico em Barras EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS MARÇO – 1995 VALOR ESTADOS (US$ milhões) São Paulo 1.344 Minas Gerais 542 Rio Grande do Sul 332 Espírito Santo 285 Paraná 250 Santa Catarina 202 FONTE: SECEX. Prof. Mirtênio 43 ESTATÍSTICA APLICADA E X P O R T A Ç Õ E S B R A S IL E IR A S M A R Ç O - 1 9 9 5 S a n ta C a ta rin a ESTADOS P a ra n á E s p írito S a n to R io G r a n d e d o S u l M in a s G e ra is S ã o P a u lo 0 200 400 600 800 1 .0 0 0 1 .2 0 0 1 .4 0 0 1 .6 0 0 m ilh õ e s d ó la re s c) Gráfico em Colunas ou em Barras múltiplas Este tipo de gráfico é geralmente empregado quando queremos representar, simultaneamente, dois ou mais fenômenos estudados com o propósito de comparação. Exemplo: BALANÇA COMERCIAL DO BRASIL 1989 - 1993 VALOR (US$ 1.000.000) ESPECIFICAÇÕES EXPORTAÇÃO (FOB) IMPORTAÇÃO 1989 1990 1991 1992 1993 34.383 18.263 31.414 20.661 31.620 21.041 35.793 20.554 38.783 25.711 FONTE: Ministério da Fazenda BALANÇA COMERCIAL BRASIL 1989 - 1993 40.000 35.000 30.000 25.000 US$ milhão 20.000 15.000 10.000 5.000 0 1989 1990 1991 ANO Exportação 1992 1993 Importação Prof. Mirtênio 44 ESTATÍSTICA APLICADA 10.4 Gráfico em Setores Este gráfico é construído com base em um círculo, e é empregado sempre que desejamos ressaltar a participação do dado no total. O total é representado pelo círculo, que fica dividido em tantos setores quantas são as partes. Os setores são tais que suas áreas são respectivamente proporcionais aos dados da série. Obtemos cada setor por meio de uma regra de três simples e direta, lembrando que o total da série corresponde a 360º. REBANHO SUÍNO DO SUDESTE DO BRASIL 1992 Exemplo: Dada a série: REBANHO SUÍNO DO SUDESTE DO BRASIL 1992 QUANTIDADE ESTADOS (mil cabeças) Minas Gerais 3.363,7 Espírito Santo 430,4 Rio de Janeiro 308,5 São Paulo 2.035,9 TOTAL 6.138,5 MINAS GERAIS ESPÍRITO SANTO RIO DE JANEIRO SÃO PAULO FONTE: IBGE. 6.138,5 − 360º 3.363,7 − x1 Temos: ⇒ x1 = 197,2 ⇒ x1 = 197 º x 2 = 25,2 ⇒ x 2 = 25º x3 = 18,0 ⇒ x3 = 18º x 4 = 119,3 ⇒ x 4 = 120º Com esses dados (valores em graus), marcamos num círculo de raio arbitrário, com um transferidor, os arcos correspondentes, obtendo o gráfico. Prof. Mirtênio 45 ESTATÍSTICA APLICADA 10.5 Gráfico Polar É o gráfico ideal para representar séries temporais cíclicas, isto é, séries temporais que representam em seu desenvolvimento determinada periodicidade, como, por exemplo, a variação da precipitação pluviométrica ao longo do ano ou da temperatura ao longo do dia, a arrecadação da Zona Azul durante a semana, o consumo de energia elétrica durante o mês ou o ano, o número de passageiros de uma linha de ônibus ao longo da semana etc. O gráfico polar faz uso do sistema de coordenadas polares. Exemplo: Dada a série: PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA RECIFE - 1993 MESES MILÍMETROS Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro 49,6 93,1 63,6 135,3 214,7 277,9 183,6 161,3 49,2 40,8 28,6 33,3 traçamos um circunferência de raio arbitrário (em particular, damos preferência ao raio de comprimento proporcional à média dos valores da série); construímos uma semi-reta (de preferência horizontal) partindo de 0 (pólo) e com uma escala (eixo polar); dividimos a circunferência em tantos arcos quantas forem as unidades temporais; traçamos, a partir do centro 0 (pólo), semi-retas passando pelos pontos de divisão; marcamos os valores correspondentes da variável, iniciando pela semi-reta horizontal (eixo polar); ligamos os pontos encontrados com segmentos de reta; se pretendemos fechar a poligonal obtida, empregamos uma linha interrompida. Assim, para o nosso exemplo, temos: FONTE: Ministério da Agricultura. Prof. Mirtênio 46 ESTATÍSTICA APLICADA 10.6 Gráfico Cartograma O cartograma é a representação sobre uma carta geográfica. Este gráfico é empregado quando o objetivo é o de figurar os dados estatísticos diretamente relacionados com áreas geográficas ou políticas. Distinguimos duas aplicações: 1) Representar dados absolutos (população) – neste caso, lançamos mão em geral, dos pontos, em número proporcional aos lados. 2) Representar dados relativos (densidade) – neste caso, lançamos mão em geral, de hachuras ou cores. Exemplo: Dada a série: POPULAÇÃO PROJETADA DA REGIÃO SUL DO BRASIL – 1994 DENSIDADE POPULAÇÃO ÁREA ESTADOS (habitantes) (km2) Paraná Santa Catarina Rio Grande do Sul 8.651.100 4.767.800 9.475.900 199.324 95.318 280.674 43,4 50,0 33,8 NOTA: Quando os números absolutos a serem representados forem muito grandes, no lugar de pontos podemos empregar hachuras. FONTE: IBGE. Obtemos os seguintes cartogramas: Prof. Mirtênio ESTATÍSTICA APLICADA 47 10.7 Gráfico Pictograma O pictograma constitui um dos processos gráficos que melhor fala ao público, pela forma ao mesmo tempo atraente e sugestiva. A representação gráfica consta de figuras. Exemplo: Dada a série: POPULAÇÃO DO BRASIL 1960 - 1990 HABITANTES ANOS (milhares) 1960 70.070,4 1970 93.139,0 1980 118.562,5 1990 155.822,4 FONTE: IBGE. Temos a seguinte representação pictórica: Na confecção de gráficos pictóricos temos que utilizar muita criatividade, procurando obter uma otimização na união da arte com a técnica. Eis alguns exemplos: Prof. Mirtênio ESTATÍSTICA APLICADA 48 10.8 Gráfico Histograma O histograma é um gráfico de análise, formado por um conjunto de retângulos justapostos, cujas bases se localizam sobre o eixo horizontal, de tal modo que seus pontos médios coincidam com os pontos médios dos intervalos de classe. As barras justapostas são em números iguais aos de classes da distribuição. Cada classe é representada por uma barra de altura correspondente à sua frequência, as larguras dos retângulos são iguais às amplitudes dos intervalos de classe. Esse tipo de gráfico pode até ser classificado como de área, mas usado para variáveis quantitativas. Prof. Mirtênio 49 ESTATÍSTICA APLICADA Exemplo 1: Estudando a distribuição das estaturas dos quarenta alunos da Escola XPTO: ESTATURAS DE 40 ALUNOS DA ESCOLA XPTO ESTATURAS (Xi) FREQUÊNCIA (f i) (cm) 150 154 158 162 166 170 4 9 11 8 5 3 a 154 a 158 a 162 a 166 a 170 a 174 ∑ 40 fi Exemplo 2: Estudando o peso em quilogramas dos recém-nascidos: Peso dos recémnascidos na maternidade HUMANITAS FREQUÊNCIA (f i) (KG) 0,5 a 1,0 1,0 a 1,5 1,5 a 2,0 2,0 a 2,5 2,5 a 3,0 3,0 a 3,5 3,5 a 4,0 ∑ fi 3 16 31 34 12 4 1 40 Freqüência PESOS (Xi) Nascidosvivos segundo o peso ao nascer, em quilogramas 30 20 10 0 0,5 → 1 1 → 1,5 1,5 → 2 2 → 2,5 2,5 → 3 3 → 3,5 3,5 → 4 Peso ao nascer 101 Prof. Mirtênio 50 ESTATÍSTICA APLICADA 10.9 Gráfico Polígono de Frequências É a representação gráfica de uma série de dados grupados por meio de um polígono, considerados os pontos médios de classes e as respectivas frequências absolutas dos mesmos. Com os dados do exemplo anterior: Nascidosvivos segundo o peso ao nascer, em quilogramas F r e q u ê n c i a 40 30 20 10 0 0,5 ? 1 1 ? 1,5 1,5 ? 2 2 ? 2,5 2,5 ? 3 3 ? 3,5 3,5 ? 4 Peso ao nascer Prof. Mirtênio 51 ESTATÍSTICA APLICADA 10.10 Exercícios sobre Gráficos e Frequências 1. Dada tabela abaixo, que representa mulheres com 30 anos de idade segundo a pressão sangüínea sistólica, em milímetros de mercúrio, complete-a e construa o Histograma e o Polígono de Frequência e também o gráfico de Ogiva de Galton: 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª fi Xi CLASSES 90 100 110 120 130 140 150 100 110 120 130 140 150 160 6 23 35 20 10 5 1 fr fc x.j f ac ↓ a i 0,6 0,23 29 115 22 2,0 94 145 0,01 0,1 # ∑ # # # A altura poderá usar a respectiva frequência ou então uma proporcionalidade que é através da f fórmula da altura, veja: a i = i , caso necessário, pois as alturas dos retângulos poderão ficarem h desproporcionais a área do papel que estiverem desenhando. 2. Complete a tabela abaixo, e construa o Histograma e o Polígono de Frequência e também o gráfico de Ogiva de Galton: Xi CLASSES 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 0 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 35 ∑ fi fr 9 22 25 27 9 10 24 0,07 fc x.j f ac ↓ a i 1,8 31 12,5 22 92 27,5 0,19 4,8 # # # # A altura poderá usar a respectiva frequência ou então uma proporcionalidade que é através da f fórmula da altura, veja: a i = i , caso necessário, pois as alturas dos retângulos poderão ficarem h desproporcionais a área do papel que estiverem desenhando. Prof. Mirtênio