Enunciado
Probabilidade e Estatística - Magalhães e Lima - Noções de Probabilidade de Estatística - Ed: 6º - Capítulo 9.6 - Ex. 23
Verifique se é razoável considerar um modelo de regressão linear relacionando as notas de inglês e Português , segundo os dados apresentados na tabela a seguir. Sua conclusão deve ser baseada no coeficiente de correlação e no ajuste da reta de regressão.
Passo 1
Nessa questão, vamos ter que realizar uma regressão linear. Bom para começar vamos utilizar a tabela do enunciado para encontrar alguns valores triviais, como média e variância:
E
Mesma ideia para o Inglês:
Tá, perceba que de uma forma geral o que queremos é ver se podemos ou não relacionar as duas disciplinas em uma reta do tipo:
Onde e são estimadores para os coeficientes linear e angular respectivamente; e podem ser encontrados da seguinte maneira:
Vale lembrar que ; note também que:
E
Então temos a seguinte estimação para a reta:
Agora, devemos testar de essa relação é mesmo linear, e isso acontecerá se ; então tudo que precisamos fazer é testar se isso é verdade ou não:
Passo 2
Para realizar o teste precisamos montar uma tabela de regressão linear, do tipo:
Basicamente, obtendo esses três valores de , podemos montar a tabela e concluir o teste.
Vale lembrar, que é o número de variáveis então no nosso caso, ; e além disso, representa o tamanho da nossa amostra, temos .
Repare ainda que vamos precisar, utilizando a estimação que fizemos para a reta, obter todos os ; em outras palavras:
E assim por diante, até:
Coloquei todos os valores na tabelinha abaixo, confere se bateu com o seu:
Tá comigo?? Let’s bora!
Agora podemos encontrar as somas de quadrados:
E por último:
Passo 3
Agora, olhando o modelo de tabela que mostrei antes, fica fácil achar os quadrados médios (QM); teremos a seguinte tabela de regressão linear:
Ainda falta realizar o teste, lembrando que devemos utilizar a seguinte aproximação:
Chamamos essa distribuição de com graus de liberdade.
Antes de finalmente realizarmos o teste, vamos deixar bem definida quem é nossa região crítica quando adotamos :
Portanto, deveremos buscar na tabela um valor tal que:
Para achar a resposta certa devemos procurar na tabela de 5%, na coluna de grau de liberdade e na linha de graus de liberdade:
Achou aí?? Nossa região crítica fica assim:
Agora, graças a sua paciência, podemos realizar o teste:
Percebeu que pertence a nossa região crítica?! Então sempre que isso acontecer vamos rejeitar a hipótese nula.
Mas peraí, quem era a nossa hipótese mesmo?? Foram tantas informações né... mas vamos lá:
Definimos , ao rejeitarmos essa hipótese, estamos afirmando que é verdade.
Logo, como o representa o coeficiente angular da reta, o fato de ele ser realmente diferente de zero nos diz que as duas disciplinas têm entre si uma relação de linearidade.
Resposta
O modelo linear (reta) é valido para mostrar a relação entre as disciplinas.