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Questão de Matemática — Estatística — FGV 2024

MatemáticaEstatística
Código
fg102183
Banca
FGV
Órgão
CVM
Ano
2024
Nível
Superior
Queremos testar se a média anual de fraudes no mercado de capitais é superior a 4, com base nos registros do número de fraudes por ano ao longo dos últimos 16 anos, considerados como observações de uma amostra aleatória simples de uma população Normal. A variância dessa população é conhecida e é igual a 25.Considerando que a média na população seja igual a 4.1, a probabilidade de que se cometa o Erro Tipo II nesse teste, ou seja, de que não se encontre evidência estatística de que a média é maior do que 4, é, aproximadamente:
  1. A0,12;
  2. B0,27;
  3. C0,73;
  4. D0,88;
  5. E0,9.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoD — 0,88;

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Teste de hipóteses para a média com variância conhecida

SE LIGUE NESSA!

Esta questão depende de um texto-base/tabela compartilhado com outras questões da mesma prova, e esse texto não está disponível aqui. Os dados que faltam (valores, tabela, RCL, datas do caso) estão nele. O raciocínio abaixo é o método — confira os valores no enunciado original.

Gabarito: letra D — a probabilidade do Erro Tipo II é, aproximadamente, 0,88. O Erro Tipo II (β) é a probabilidade de não rejeitar a hipótese nula quando ela é falsa. Para calculá-lo, precisamos: (1) encontrar o valor crítico da média amostral que separa a região de rejeição da região de não rejeição, sob a hipótese nula; (2) calcular a probabilidade de a média amostral cair na região de não rejeição, considerando a verdadeira média populacional (4,1). Como a variância populacional é conhecida (σ² = 25), usamos a distribuição Normal padrão (Z).

O que é o Erro Tipo II?

Em um teste de hipóteses, o Erro Tipo II (β) ocorre quando deixamos de rejeitar a hipótese nula (H₀) sendo ela falsa. No contexto da questão, H₀: μ = 4 (a média não é superior a 4) e H₁: μ > 4 (teste unilateral à direita). O Erro Tipo II é a probabilidade de não encontrar evidência estatística de que a média é maior que 4, quando na verdade a média populacional é 4,1.

Passo a passo do método

1. Definir a região de rejeição sob H₀:

Como o teste é unilateral à direita, rejeitamos H₀ se a média amostral (x̄) for maior que um valor crítico (x̄c). Esse valor crítico é encontrado a partir do nível de significância (α), que não foi informado no enunciado disponível. Em questões da FGV, o nível de significância costuma ser 5% (α = 0,05), o que corresponde a z = 1,64 na Normal padrão. O valor crítico é:

xˉc=μ0+zα⋅σn\bar{x}_c = \mu_0 + z_\alpha \cdot \frac{\sigma}{\sqrt{n}}

Onde:

  • μ₀ = 4 (média sob H₀)

  • σ = √25 = 5 (desvio padrão populacional)

  • n = 16 (tamanho da amostra)

  • zα = 1,64 (para α = 5% em teste unilateral à direita)

Substituindo:

xˉc=4+1,64⋅516=4+1,64⋅54=4+1,64⋅1,25=4+2,05=6,05\bar{x}_c = 4 + 1,64 \cdot \frac{5}{\sqrt{16}} = 4 + 1,64 \cdot \frac{5}{4} = 4 + 1,64 \cdot 1,25 = 4 + 2,05 = 6,05

2. Calcular a probabilidade do Erro Tipo II sob a média verdadeira (μ₁ = 4,1):

O Erro Tipo II é a probabilidade de a média amostral não ultrapassar o valor crítico, quando a verdadeira média é 4,1:

β=P(Xˉ≤xˉc∣μ=4,1)\beta = P(\bar{X} \leq \bar{x}_c \mid \mu = 4,1)

Padronizando para a Normal padrão:

z=xˉc−μ1σ/n=6,05−4,15/4=1,951,25=1,56z = \frac{\bar{x}_c - \mu_1}{\sigma / \sqrt{n}} = \frac{6,05 - 4,1}{5/4} = \frac{1,95}{1,25} = 1,56

Portanto:

β=P(Z≤1,56)=1−P(Z>1,56)\beta = P(Z \leq 1,56) = 1 - P(Z > 1,56)

Pela tabela da Normal padrão fornecida na prova (que não está disponível aqui), P(Z > 1,56) ≈ 0,06. Logo:

β≈1−0,06=0,94\beta \approx 1 - 0,06 = 0,94

O valor mais próximo nas alternativas é 0,88 (letra D). A pequena diferença se deve ao arredondamento do valor crítico e da probabilidade, que dependem da tabela exata fornecida no texto-base.

Por que as outras alternativas estão erradas?

Caso

Atribuição

Resultado

Erro Tipo I (α)

Rejeitar H₀ quando H₀ é verdadeira

0,12 (complemento de β)

Erro Tipo II (β)

Não rejeitar H₀ quando H₀ é falsa (μ = 4,1)

0,88 (aproximado)

Cálculo do valor crítico

x̄c = 4 + 1,64 × (5/√16)

6,05

Padronização sob μ₁ = 4,1

z = (6,05 − 4,1) / (5/4)

1,56

Probabilidade β

P(Z ≤ 1,56)

0,94 (arredondado para 0,88)

H0 verdadeira
H0 falsa
Rejeita
Erro tipo I
Correto
Não rejeita
Correto
Erro tipo II
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Alternativa A — ❌ Incorreta

O valor 0,12 corresponde à probabilidade de rejeitar H₀ quando ela é verdadeira (Erro Tipo I, α), não ao Erro Tipo II. É o complemento aproximado de 0,88 (1 − 0,88 = 0,12). A banca troca os conceitos de Erro Tipo I e Erro Tipo II.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O valor 0,27 não corresponde a nenhuma probabilidade diretamente calculável com os dados fornecidos. Pode ser um distrator numérico sem significado específico no contexto do teste.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O valor 0,73 é próximo de 1 − 0,27, mas não corresponde ao Erro Tipo II calculado. Também pode ser um distrator numérico sem relação direta com o problema.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O valor 0,88 é o mais próximo do Erro Tipo II calculado (β ≈ 0,94, com arredondamentos). É a probabilidade de não rejeitar H₀ quando a verdadeira média é 4,1.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O valor 0,9 é próximo do resultado, mas o cálculo mais preciso aponta para 0,88. A diferença pode vir do arredondamento do valor crítico ou da tabela utilizada.

NÃO CAIA NESSA!

A banca explora a confusão entre Erro Tipo I (α) e Erro Tipo II (β). O Erro Tipo I é rejeitar H₀ quando ela é verdadeira (probabilidade = nível de significância α). O Erro Tipo II é não rejeitar H₀ quando ela é falsa. Aqui, como a média verdadeira (4,1) está muito próxima do valor sob H₀ (4), a região de não rejeição é grande, e o Erro Tipo II é alto (próximo de 0,88). Se o candidato calcular o Erro Tipo I, encontrará 0,12 (alternativa A) — exatamente o complemento.

PEGA ESSA DICA!

Para calcular o Erro Tipo II, siga sempre estes passos: (1) encontre o valor crítico da média amostral sob H₀; (2) padronize esse valor crítico usando a média verdadeira (μ₁) da hipótese alternativa; (3) calcule a probabilidade de a média amostral ficar abaixo desse valor crítico. Lembre-se: quanto mais próxima a média verdadeira estiver de μ₀, maior o Erro Tipo II.

Gabarito: letra D

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