Friday, March 12, 2021

Distribuição hipergeométrica: gráficos

 

Para melhor conhecer a distribuição hipergeométrica, vamos voltar ao exemplo dado na postagem anterior.

PROBLEMA: Uma caixa contém 20 bolas vermelhas e 20 bolas azuis. Quatro bolas são retiradas da caixa ao acaso. Seja X1 o número de bolas vermelhas que podem ser retiradas da caixa. Vamos fazer, consecutivamente,  X1 = 0, 1, 2, 3, 4. Calcule as respectivas probabilidades. Você terá a distribuição hipergeométrica para N = 40, N1 = 20, N2 = 20 e n = 4.  Organize os resultados em uma tabela e em um gráfico.

SOLUÇÃO:

É dada a fórmula:


Comece fazendo, nessa fórmula, x1 = 0. Então:

Agora, fazendo X1= 1, 2, 3 e 4 consecutivamente, você obterá, para cada valor, a respectiva probabilidade. Os resultados estão na Tabela 1 e no Gráfico 1.

                   Tabela 1. Distribuição hipergeométrica: N1= N2=20, n= 4

      X1

 P(X1)

0

0,05301

1

0,24948

2

0,39501

3

0,24948

4

0,05301

Total

1

 

        Gráfico 1. Distribuição hipergeométrica N1= N2= 20 e n= 4

A distribuição é simétrica. Vamos ver então uma distribuição hipergeométrica assimétrica.

PROBLEMA: Uma caixa contém 20 bolas vermelhas e quatro bolas azuis. Quatro bolas são retiradas da caixa ao acaso. Faça X1 indicar o número de bolas vermelhas retiradas. Os valores possíveis são X1 = 0, 1, 2, 3, 4. Calcule a  probabilidade para cada um desses valores possíveis de X1 e você terá a distribuição hipergeométrica para n1 = 20 e n2 = 4 e n = 4.  Organize os resultados em uma tabela e em um gráfico.

É dada a fórmula:

Fazendo X1 = 0, 1, 2, 3 e 4 consecutivamente, você obtém as respectivas probabilidades. Os resultados estão na Tabela 2 e no Gráfico 2. Note que a distribuição é assimétrica.

                         Tabela 2. Distribuição hipergeométrica N1=20, N2=4 e n=4


             Gráfico 2. Distribuição hipergeométrica: N1=20, N2=4 e n=4


Para bem entender a distribuição hipergeométrica, vamos ver outro exemplo. Mas saiba que os resultados de problemas como os apresentados aqui podem ser apresentados em uma tabela 2 x 2. Veja a tabela 3, que apresenta os resultados de uma distribuição hipergeométrica.

Tabela 3. Apresentação tabular da distribuição hipergeométrica


Vamos limitar nossa apresentação das possíveis distribuições hipergeométricas a partir de um exemplo de Fisher, o famoso estatístico que propôs, a partir da distribuição hipergeométrica, o teste exato de Fisher. Veja a Tabela 4. A distribuição está no Gráfico 3.

        
                                   Tabela 4. Distribuição hipergeométrica N1 = N2 = n= 3 


Os totais marginais são fixos. A tabela tem 1 grau de liberdade, isto é, mudando o valor de uma célula, mudam os valores de todas as outras. Vamos então estudar a distribuição para número de mortos igual a zero, 1, 2 e 3. Então:



                 Gráfico 3. Distribuição hipergeométrica N1 = N2 = n= 3

Veja agora a Tabela 5 e a respectiva distribuição, que está no Gráfico 4. O tamanho dos grupos foi modificado, mas foram mantidos o tamanho da população (6) e tamanho da amostra (3). Vamos então estudar a distribuição para xi = 1, 2 e 3. Note que xnão pode ser igual a 4, porque a amostra é de tamanho 3, nem igual a zero, porque só há dois controles. Então, uma amostra de 3 contém, necessariamente, um elemento tratado.


              Tabela 5. Distribuição hipergeométrica N1 = 4, N2 = 2, n = 3 


         Gráfico 4. Distribuição hipergeométrica N1= 4, N2= 2 n= 3

Observe agora a Tabela 6 e a respectiva distribuição, que está no Gráfico 5. O tamanho dos grupos foi modificado, mas mantidos o tamanho da população (6) e o tamanho da amostra (3). Vamos então estudar a distribuição para xi = 2 e 3. Note que outros valores de xi não são possíveis.

Tabela 6. Distribuição hipergeométrica N1 = 5, N2 = 1, n = 3


Gráfico 5. Distribuição hipergeométrica N1= 4, N2= 2 n= 3


Como pode ser entendido destes últimos exemplos, mantendo fixos os tamanhos da população e da amostra, mas fazendo variar o tamanho dos grupos, mudam as probabilidades associadas às diferentes células da tabela. 

           Hypergeometric Calculator: Disponível em:                                            https://stattrek.com/online-calculator/hypergeometric.aspx
                       Acesso em: 10/03/2021

 

2 comments:

Marcelle said...

Bom dia professora. Estava fazendo um exercício sobre o teste de Scheffé do livro e estou com uma dúvida: no livro, o contraste de médias é:
L= 21 + 8 +10 + 29 + 13 - 5 * 2 = 91
o resultado desse cálculo não seria 71?

Sonia Vieira said...

Sem dúvida, Marcelle, o resultado dessa soma é 71. Mas como você não cita o contexto, não sei dizer se é na soma ou se seria em algum outro ponto, na definição do contraste, que a soma deu errado. Mas que você apontou um erro, não tenho dúvida. Obrigada.