Uma sorveteria realizou uma pesquisa para descobrir se existe associação entre a preferência pelo Sabor do Sorvete e o Gênero dos clientes. Eles entrevistaram 100 clientes e registraram os dados Observados (O) numa tabela simples. a) Formule a Hipótese Nula (H0) deste teste. O que ela significa neste contexto da sorveteria? b) Observando que os totais (marginais) são todos iguais a 50, calcule a Frequência Esperada (E) e em seguida aplique a fórmula para determinar o χ² Calculado total. c) Sabendo que o χ² Crítico para 1 Grau de Liberdade na tabela é 3,84, decida: A preferência de sabor é independente do gênero ou existe uma associação entre eles? Justifique comparando os valores.

Questão

Uma sorveteria realizou uma pesquisa para descobrir se existe associação entre a preferência pelo Sabor do Sorvete e o Gênero dos clientes. Eles entrevistaram 100 clientes e registraram os dados Observados (O) numa tabela simples.

a) Formule a Hipótese Nula (H0) deste teste. O que ela significa neste contexto da sorveteria?

b) Observando que os totais (marginais) são todos iguais a 50, calcule a Frequência Esperada (E) e em seguida aplique a fórmula para determinar o χ² Calculado total.

c) Sabendo que o χ² Crítico para 1 Grau de Liberdade na tabela é 3,84, decida: A preferência de sabor é independente do gênero ou existe uma associação entre eles? Justifique comparando os valores.

Imagem 1

Tabela: distribuição observada de preferências por gênero (valores observados O)

Resposta

98%

a) Hipótese Nula (H0): não existe associação entre gênero e preferência de sabor (Chocolate/Morango). Ou seja, a preferência de sabor é independente do gênero; homens e mulheres teriam, em média, as mesmas proporções de preferência por chocolate e morango.

b) Como E=(Total da linha)(Total da coluna)Total geralE=\dfrac{(\text{Total da linha})(\text{Total da coluna})}{\text{Total geral}} e todos os marginais são 50:

  • E(Homens, Chocolate)=5050100=25E(\text{Homens, Chocolate})=\dfrac{50\cdot 50}{100}=25
  • E(Homens, Morango)=5050100=25E(\text{Homens, Morango})=\dfrac{50\cdot 50}{100}=25
  • E(Mulheres, Chocolate)=5050100=25E(\text{Mulheres, Chocolate})=\dfrac{50\cdot 50}{100}=25
  • E(Mulheres, Morango)=5050100=25E(\text{Mulheres, Morango})=\dfrac{50\cdot 50}{100}=25

Agora, o qui-quadrado calculado é χ2=(OE)2E.\chi^2=\sum \frac{(O-E)^2}{E}.

Célula a célula:

  • Homens/Chocolate: (3025)225=2525=1\frac{(30-25)^2}{25}=\frac{25}{25}=1
  • Homens/Morango: (2025)225=2525=1\frac{(20-25)^2}{25}=\frac{25}{25}=1
  • Mulheres/Chocolate: (2025)225=1\frac{(20-25)^2}{25}=1
  • Mulheres/Morango: (3025)225=1\frac{(30-25)^2}{25}=1

Somando: χcalc2=1+1+1+1=4.\chi^2_{calc}=1+1+1+1=4.

c) Comparação: χcalc2=4\chi^2_{calc}=4 e χcrit2=3,84\chi^2_{crit}=3{,}84 (1 g.l.).

Como 4>3,844 > 3{,}84, rejeitamos H0H_0. Logo, a preferência de sabor não é independente do gênero: há associação entre gênero e preferência (nesta amostra, homens preferem mais chocolate e mulheres preferem mais morango do que o esperado pela independência).

Alternativa correta: (sem alternativas).

Explicação

Dados observados (O):

  • Homens: Chocolate 30, Morango 20 (total 50)
  • Mulheres: Chocolate 20, Morango 30 (total 50)
  • Totais de coluna: Chocolate 50, Morango 50 (total geral 100)

a) Hipótese nula H0H_0

No teste qui-quadrado de independência, a hipótese nula afirma independência entre as variáveis.

H0H_0: gênero e preferência de sabor são independentes.

Interpretação na sorveteria: a distribuição de preferência (chocolate vs. morango) seria a mesma para homens e mulheres; diferenças observadas seriam apenas variação aleatória.


b) Frequências esperadas e χ2\chi^2 calculado

A frequência esperada em cada célula é: E=(total da linha)(total da coluna)total geral.E=\frac{(\text{total da linha})(\text{total da coluna})}{\text{total geral}}.

Como todos os marginais são 50: E=5050100=25.E=\frac{50\cdot 50}{100}=25. Logo, todas as 4 células têm E=25E=25.

Agora: χ2=(OE)2E.\chi^2=\sum \frac{(O-E)^2}{E}.

Cálculos:

  • Homens/Chocolate: (3025)225=1\frac{(30-25)^2}{25}=1
  • Homens/Morango: (2025)225=1\frac{(20-25)^2}{25}=1
  • Mulheres/Chocolate: (2025)225=1\frac{(20-25)^2}{25}=1
  • Mulheres/Morango: (3025)225=1\frac{(30-25)^2}{25}=1

Somando: χcalc2=4.\chi^2_{calc}=4.


c) Decisão (comparação com o crítico)

Dado χcrit2=3,84\chi^2_{crit}=3{,}84 (1 grau de liberdade):

  • χcalc2=4\chi^2_{calc}=4
  • χcrit2=3,84\chi^2_{crit}=3{,}84

Como 4>3,844>3{,}84, rejeita-se H0H_0.

Conclusão: existe associação entre gênero e preferência de sabor (não são independentes).

Alternativa correta: (sem alternativas).

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