Ficha de exames nº4 – Estatística (2015–2017)


Ficha de exames nº4

Provas de 2015–2017

10.º ano – Matemática A – Tema 2 (Estatística)


📚 Itens de exames nacionais e testes intermédios

Itens de exames nacionais e testes intermédios portugueses que correspondem às Aprendizagens Essenciais deste tema, ordenados por data da prova. Em cada exercício indica-se a prova de origem e o grau de dificuldade. Os itens de MACS e de Matemática B foram adaptados (linguagem e, quando indicado, método) ao programa de Matemática A.

📝 15 itens  4 fáceis10 médios1 difícil

1Fácil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática B (735), 2015, 1.ª fase, item 3 do Grupo III

Os 28 alunos de uma turma registaram o tempo, em minutos, que cada um demorou a realizar um conjunto de atividades de preparação. A distribuição dos tempos está resumida no diagrama de extremos e quartis, cujos valores são apresentados na tabela seguinte.

Mínimo1.º quartilMediana3.º quartilMáximo
3555707580


Sabe-se que nenhum aluno demorou exatamente 70 minutos.
Quantos alunos demoraram mais de 70 minutos? Justifique a sua resposta.

Resolução

No diagrama de extremos e quartis, a mediana é 70 minutos.

A mediana divide os dados ordenados em duas partes com o mesmo número de elementos: como n=28 é par, a mediana é a média do 14.º e do 15.º tempos.

Como nenhum aluno demorou exatamente 70 minutos, os 14 primeiros tempos são inferiores a 70 e os 14 últimos são superiores a 70.

14 alunos demoraram mais de 70 minutos.

2Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2015, 2.ª fase, item 2.2

O Sr. Pereira registou, durante os 30 dias de abril, a quantia gasta diariamente em portagens (Tabela). Em novembro (também com 30 dias) fez o mesmo e representou os dados num histograma de frequências relativas acumuladas, com as mesmas classes; nesse histograma, a frequência relativa acumulada da classe [5,10[ é 30%.

Gasto diário em abril (euros)N.º de dias
[0, 5[3
[5, 10[9
[10, 15[15
[15, 20[3

O Sr. Pereira afirmou: «Curioso, nos meses de abril e de novembro, foi igual o número de dias em que a quantia gasta em portagens foi inferior a 10 euros.»
Verifique se o Sr. Pereira tem razão.

Resolução

Em abril, os dias com gasto inferior a 10 euros correspondem às classes [0,5[ e [5,10[: 3+9=12 dias.

Em novembro, a frequência relativa acumulada até 10 euros (classe [5,10[) é 30%.

Número de dias de novembro com gasto inferior a 10 euros: 0,30×30=9 dias.

Alternativa: em abril, a frequência relativa acumulada da classe [5,10[ é 1230=40%≠30%.

O Sr. Pereira não tem razão: em abril foram 12 dias e em novembro foram 9 dias.

3Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática B (735), 2015, 2.ª fase, item 2.2 do Grupo IV

Na estação meteorológica de Viana do Castelo, para os anos de 2010 a 2013, sabe-se que:
• a média da precipitação anual nesses quatro anos foi de 1270,125 mm;
• a mediana da precipitação anual nesses quatro anos foi de 1314,350 mm;
• 2012 foi o ano com menor precipitação anual dos quatro;
• 2013 foi o ano com maior precipitação anual dos quatro.
Determine a média, em milímetros, dos valores da precipitação anual de 2012 e de 2013.

Resolução

Ordenando os quatro valores, 2012 é o menor e 2013 o maior; logo os dois valores centrais são os de 2010 e de 2011.

Como n=4, a mediana é a média dos dois valores centrais: p2010+p20112=1314,350⇒p2010+p2011=2628,7.

Pela média: p2010+p2011+p2012+p20134=1270,125⇒ soma total =5080,5.

p2012+p2013=5080,5−2628,7=2451,8.

Média pedida: 2451,82=1225,9. A média é 1225,9 mm.

4Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2015, época especial, item 4.1

O número de sócios, N, de um grupo desportivo, t anos após o final de 1980, é bem aproximado pela reta de regressão N(t)=at+b dos dados da tabela (obtida com a calculadora, por mínimos quadrados).

Ano (final de)1980199020002010
t0102030
N.º de sócios10 58523 15030 98139 125

Admitindo que o modelo é válido entre o final de 1980 e o final de 2010, estime o número de sócios no final de 2005. Apresente o resultado arredondado às unidades (nos cálculos intermédios conserve, no mínimo, uma casa decimal).

Resolução

Introduzimos na calculadora as listas L1={0,10,20,30} (valores de t) e L2={10585;23150;30981;39125}.

Regressão linear: a≈934,5 e b≈11942,6, ou seja, N(t)=934,5t+11942,6 (com r≈0,993, forte associação linear positiva).

O final de 2005 corresponde a t=2005−1980=25.

N(25)=934,5×25+11942,6=23362,5+11942,6=35305,1.

Estimam-se cerca de 35 305 sócios no final de 2005.

5Fácil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2015, época especial, item 4.3

Nos 12 últimos jogos da equipa de futebol de um grupo desportivo, registou-se o número de sócios presentes em cada jogo:

Jogo123456789101112
N.º de sócios15 68017 54914 74619 41820 35322 22228 76326 89434 37037 17438 10839 043

Determine a média e o desvio-padrão dos dados registados. Apresente os resultados com arredondamento às centésimas (nos cálculos intermédios conserve, no mínimo, quatro casas decimais).

Resolução

Soma dos 12 valores: 314320.

Média: x¯=31432012≈26193,33 sócios.

Desvio-padrão (calculadora, lista com os 12 valores): considerando os dados como população, σ≈8725,84; usando a fórmula amostral (divisão por n−1=11), s≈9113,84.

x¯≈26193,33 e desvio-padrão ≈9113,84 (ou 8725,84, se se dividir por n).

6Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática B (735), 2015, época especial, item 1.1 do Grupo I

Numa escola, perguntou-se a 100 alunos: «Dos cinco torneios de xadrez já realizados, em quantos participaste?». As respostas estão na tabela seguinte, em que a e b são números naturais.

N.º de torneios012345
N.º de alunosa251511b10


Sabe-se que a média do número de torneios em que estes alunos participaram é 1,7.
Determine os valores de a e de b.

Resolução

Média: x¯=0×a+1×25+2×15+3×11+4×b+5×10100=138+4b100.

138+4b100=1,7⇔138+4b=170⇔4b=32⇔b=8.

O total de alunos é 100: a+25+15+11+8+10=100⇔a+69=100⇔a=31.

a=31 e b=8.

7Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2016, 1.ª fase, item 5.2

Num festival, numa noite, as pessoas distribuíram-se por três tendas: Dance, Tecno e Chill. A tabela indica o número de homens e de mulheres nas tendas Dance e Chill.

TendaHomensMulheres
Dance15402720
Chill840680

A afluência à tenda Tecno correspondeu a 20% do total das pessoas nas três tendas e, das pessoas que estiveram na tenda Tecno, 35 eram mulheres.
Quantos homens estiveram na tenda Tecno nessa noite?

Resolução

Pessoas nas tendas Dance e Chill: 1540+2720+840+680=5780.

Como a Tecno teve 20% do total, as tendas Dance e Chill correspondem a 80%: total =57800,8=7225 pessoas.

Pessoas na Tecno: 0,2×7225=1445.

Mulheres na Tecno: 35×1445=867; homens: 1445−867=578 (ou 25×1445=578).

Estiveram 578 homens na tenda Tecno.

8Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2016, 1.ª fase, itens 6.1 e 6.2

O diagrama de caule-e-folhas seguinte representa o número de elementos da organização presentes, por dia, no recinto de um festival, na edição de 2010 (15 dias). O algarismo das dezenas está no caule e o das unidades nas folhas; a é um algarismo.

CauleFolhas
75 7 7
80 0 3 a 8
93 9
100 0 2 5 5

Na edição de 2011, os dados correspondentes deram origem a um diagrama de extremos e quartis com os valores da tabela seguinte.

2011Mínimo1.º quartilMediana3.º quartilMáximo
N.º de elementos7580100105110

a) Determine o valor de a para que o número médio de elementos presentes por dia, em 2010, seja 90.

b) Considere agora a=8. Comente a afirmação: «Os dados situados entre o 1.º quartil e a mediana estão mais concentrados na amostra de 2010 do que na de 2011.» Apresente os valores do 1.º quartil e da mediana de 2010 e de 2011.

Resolução

a) Os 15 valores são 75,77,77,80,80,83,8a,88,93,99,100,100,102,105,105, onde 8a representa 80+a.

Soma dos 14 valores conhecidos: 1264. Para média 90: 1264+80+a15=90⇔1344+a=1350⇔a=6. a=6.

b) Com a=8, os dados ordenados de 2010 são 75,77,77,80,80,83,88,88,93,99,100,100,102,105,105 (n=15).

Mediana (8.º valor): 88. 1.º quartil (mediana dos 7 primeiros valores): 80.

Em 2010, entre Q1 e a mediana a amplitude é 88−80=8; em 2011 é 100−80=20.

Como 25% dos dados ocupam um intervalo menor em 2010, estão mais concentrados nesse ano. A afirmação é verdadeira (2010: Q1=80, Me=88; 2011: Q1=80, Me=100).

9Difícil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2016, 2.ª fase, itens 6.1.1 e 6.1.2

A tabela indica a frequência cardíaca (pulsações por minuto) do vencedor de uma maratona, no final da prova, de 2006 a 2015. A média destes 10 valores é 166,5 pulsações por minuto.

Ano2006200720082009201020112012201320142015
Pulsações/min165166166168170170P160160168

Estudou-se também a relação entre a temperatura ambiente no final da maratona, x (em °C), e a frequência cardíaca do vencedor, y. A reta de regressão de y sobre x é y=0,71x+147,1.

a) Justifique que as três afirmações seguintes são falsas: (I) «O vencedor de 2012 terminou com uma frequência cardíaca entre 169 e 171 pulsações por minuto.» (II) «A mediana das frequências cardíacas é 170 pulsações por minuto.» (III) «O coeficiente de correlação linear entre a temperatura e a frequência cardíaca pode ser −0,85.»

b) Verifique se 31,7 °C é um valor admissível para a temperatura registada no final da maratona de 2006.

Resolução

a) (I) Soma dos 10 valores: 166,5×10=1665; soma dos 9 conhecidos: 1493; logo P=1665−1493=172, que não está entre 169 e 171.

(II) Dados ordenados: 160,160,165,166,166,168,168,170,170,172; mediana =166+1682=167≠170.

(III) O declive da reta de regressão (0,71) é positivo, logo a associação é positiva e r>0; não pode ser −0,85.

As três afirmações são falsas (P=172; mediana 167; r positivo).

b) Para x=31,7: y=0,71×31,7+147,1≈169,6≈170 pulsações por minuto.

Em 2006 a frequência cardíaca foi 165, bastante abaixo de 170. Não é previsível que a temperatura tenha sido 31,7 °C.

10Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática B (735), 2016, 2.ª fase, item 1.1 do Grupo II

A tabela seguinte apresenta registos, feitos em diferentes momentos numa certa região, do número de pessoas infetadas pelo vírus da gripe, x, e do número de hospitalizações associadas à gripe, y.

Pessoas infetadas (x)3185711 97312 00086 00086 123320 083616 545
Hospitalizações (y)6117100011005426600013 84818 339


Recorrendo à reta de regressão de y sobre x, estime o número de hospitalizações associadas à gripe nessa região, caso existam 250000 pessoas infetadas.
Apresente os parâmetros da reta com quatro casas decimais e o resultado arredondado aos milhares.

Resolução

Introduzimos os valores de x na lista L1 e os de y na lista L2 (8 pares de valores) e efetuamos a regressão linear y=ax+b.

Obtemos a≈0,0304 e b≈1418,9582 (r≈0,97).

Reta de regressão: y=0,0304x+1418,9582.

Para x=250000: y=0,0304×250000+1418,9582=7600+1418,9582=9018,9582.

Arredondando aos milhares: cerca de 9000 hospitalizações (9 milhares).

11Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2016, época especial, item 5.1

O histograma de frequências relativas acumuladas das idades dos jornalistas de uma estação de televisão tem as classes e os valores da tabela.

Idade (anos)[20, 30[[30, 40[[40, 50[[50, 60[
Freq. relativa acumulada10%30%80%100%

Determine a média aproximada das idades dos jornalistas.

Resolução

Frequências relativas simples: 10%; 30%−10%=20%; 80%−30%=50%; 100%−80%=20%.

Marcas das classes: 25, 35, 45, 55.

x¯≈25×0,1+35×0,2+45×0,5+55×0,2=2,5+7+22,5+11.

A média aproximada é 43 anos.

12Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2016, época especial, item 5.2 (adaptado)

A tabela indica a altura dos jornalistas de uma redação.

Altura (cm)N.º de jornalistas
[160, 170[4
[170, 180[8
[180, 190[6
[190, 200[2


Construa o histograma e o polígono de frequências relativas acumuladas, indique a classe mediana e determine um valor aproximado da mediana (por processo geométrico, isto é, por interpolação linear no polígono de frequências relativas acumuladas).

Resolução

Total: 20 jornalistas. Frequências relativas: 20%, 40%, 30%, 10%; acumuladas: 20%, 60%, 90%, 100%.

O polígono de frequências relativas acumuladas une os pontos (160;0), (170;20), (180;60), (190;90) e (200;100).

A mediana corresponde a 50%, que é atingida na classe [170,180[: classe mediana [170,180[.

No segmento de (170;20) a (180;60): Me≈170+50−2060−20×10=170+7,5=177,5.

A mediana é, aproximadamente, 177,5 cm.

13Fácil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de Matemática B (735), 2016, época especial, item 2.1 do Grupo II

O diâmetro biparietal de um feto, x, medido por ecografia na 34.ª semana de gravidez, e o perímetro cefálico do recém-nascido, y, ambos em centímetros, foram registados para onze bebés (dados de um diagrama de dispersão).

Diâmetro biparietal, cm (x)7,497,818,218,238,308,668,768,979,049,079,24
Perímetro cefálico, cm (y)30,3631,9933,6634,2235,2635,5134,8636,4435,3036,9737,63


Determine o valor do coeficiente de correlação linear entre x e y, arredondado às centésimas, e interprete-o.

Resolução

Introduzimos os valores de x na lista L1 e os de y na lista L2.

Na calculadora, com a regressão linear, obtemos o coeficiente de correlação r≈0,9437.

Arredondando às centésimas: r≈0,94.

Como r é positivo e próximo de 1, existe uma correlação linear positiva forte: bebés com maior diâmetro biparietal tendem a ter maior perímetro cefálico.

r≈0,94 (correlação linear positiva forte).

14Fácil

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2017, 1.ª fase, item 6.1

Uma loja registou as vendas semanais (em euros) durante 14 semanas:

1.º período: 184; 224; 232; 240; 280; 328; 312
2.º período: 208; 200; 256; 264; 280; 344; 288

Determine a mediana das 14 semanas.

Resolução

Ordenando: 184; 200; 208; 224; 232; 240; 256; 264; 280; 280; 288; 312; 328; 344.

n=14: mediana é a média do 7.∘ e 8.∘ valores: 256+2642=260 euros.

15Médio

📄 Adaptado de: Exame Nacional de MACS (835), 2017, 1.ª fase, item 6.2

Com os dados do exercício anterior, compare a média semanal dos dois períodos e calcule a média global. Se, no período seguinte, todas as vendas semanais aumentassem 12,5% em relação à média global, qual seria a nova média?

Resolução

1.º período: x¯A=18007≈257,14 €; 2.º período: x¯B=18407≈262,86 €. O 2.º período teve média superior.

Média global: 364014=260 €.

Multiplicar todos os valores por 1,125 multiplica a média pelo mesmo fator: 260×1,125=292,5 €.

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