Matemática
O que é um histograma e qual a diferença para um gráfico de colunas?
Resposta rápida
Um histograma representa dados numéricos agrupados em classes com barras encostadas sobre uma escala numérica. Se as classes têm amplitudes diferentes, a área de cada barra é a frequência.
Numa frase
Um histograma é um gráfico para números agrupados em classes (intervalos), desenhado com barras encostadas umas nas outras sobre uma reta numérica.
Explicação
Imagine medir a altura de 30 alunos. Quase todas as alturas são diferentes (148,2 cm; 151,7 cm; 153,0 cm…), então uma barra para cada altura exata não ajudaria em nada. Em vez disso, você agrupa as alturas em classes, como de 140 a 150 cm, de 150 a 160 cm e de 160 a 170 cm, conta quantos alunos caem em cada uma (a frequência) e desenha uma barra por classe. Esse gráfico é um histograma.
régua
relógio
caderno
O histograma parece um gráfico de colunas, mas há diferenças importantes:
- O eixo horizontal é uma escala numérica, não uma lista de categorias. As barras não podem trocar de lugar.
- As barras ficam encostadas. As classes são seguidas, sem buracos: 150 cm é o fim de uma e o começo da próxima. Para deixar claro onde fica um valor como 150, no Brasil as classes costumam ser escritas assim: 140 ⊢ 150 e 150 ⊢ 160. O símbolo ⊢ inclui o número da esquerda e exclui o da direita.
- Serve para dados numéricos, em geral contínuos (alturas, tempos, massas), e não para categorias como fruta favorita.
Quando todas as classes têm a mesma amplitude, a altura de cada barra é simplesmente a frequência. Dá para coletar os dados numa tabela de contagem e desenhar as barras direto.
Quando as classes têm amplitudes diferentes, a altura sozinha engana. Suponha que 20 pessoas levaram de 0 a 10 minutos para montar um quebra-cabeça e outras 20 levaram de 10 a 30 minutos. As frequências são iguais, mas a segunda classe é duas vezes mais larga, então uma barra da mesma altura pareceria duas vezes maior. A solução é a densidade de frequência:
densidade de frequência = frequência ÷ amplitude da classe
A altura da barra é a densidade, e assim a área (altura × largura) é a frequência. Aqui as densidades são 20 ÷ 10 = 2 e 20 ÷ 20 = 1, e as duas barras têm área 20.
O histograma mostra de relance a forma dos dados: onde eles se concentram, quanto se espalham, se são simétricos ou têm uma cauda comprida para um lado (assimétricos) e se há buracos ou valores estranhos. É a primeira coisa a olhar antes de calcular a média, a mediana ou a moda.
Exemplos
Tempo que 62 alunos gastaram com a lição de casa numa tarde:
| Tempo t (minutos) | Frequência | Amplitude | Densidade de frequência |
|---|---|---|---|
| 0 ⊢ 10 | 8 | 10 | 8 ÷ 10 = 0,8 |
| 10 ⊢ 20 | 14 | 10 | 14 ÷ 10 = 1,4 |
| 20 ⊢ 40 | 24 | 20 | 24 ÷ 20 = 1,2 |
| 40 ⊢ 60 | 10 | 20 | 10 ÷ 20 = 0,5 |
| 60 ⊢ 90 | 6 | 30 | 6 ÷ 30 = 0,2 |
Repare que a classe 20 ⊢ 40 tem mais alunos (24), mas a barra mais alta é a de 10 ⊢ 20 (densidade 1,4), porque 20 ⊢ 40 é duas vezes mais larga.
Exemplo resolvido: estime quantos alunos estudaram entre 30 e 50 minutos. Pegue metade da barra 20 ⊢ 40 (1,2 × 10 = 12) e metade da barra 40 ⊢ 60 (0,5 × 10 = 5). São cerca de 17 alunos. É uma estimativa, porque supomos que os valores se espalham por igual dentro de cada classe.
Erros comuns
- Deixar espaços entre as barras. Isso é um gráfico de colunas. Como corrigir: no histograma as barras ficam encostadas.
- Usar a frequência como altura quando as amplitudes são diferentes. Como corrigir: calcule antes a densidade e escreva "densidade de frequência" no eixo vertical.
- Errar a amplitude. 20 ⊢ 40 tem amplitude 20, não 40 nem 19. Como corrigir: amplitude = limite superior − limite inferior.
- Ler a frequência na altura. Como corrigir: com amplitudes diferentes, frequência = densidade × amplitude, que é a área da barra.
Passo a passo
Passo a passo
- Agrupe os dadosEscolha classes que não se sobreponham e escreva-as como 10 ⊢ 20.
- Ache a amplitude de cada classeLimite superior menos limite inferior.
- Calcule a densidade de frequênciaFrequência ÷ amplitude. (Se todas as amplitudes forem iguais, pode usar a frequência.)
- Desenhe os eixosUma escala numérica contínua embaixo; a densidade de frequência no eixo vertical.
- Desenhe as barras encostadasCada barra vai do limite inferior ao superior, com altura igual à densidade. Confira se cada área é a frequência.
Para ler um histograma, faça os mesmos passos ao contrário: leia a amplitude no eixo horizontal, a densidade no vertical e multiplique para obter a frequência.
Exercícios
Histogramas
Resolve cada um e depois confere a resposta.
- Qual é a amplitude da classe 0 ⊢ 5?
Ver resposta
5 − 0 = 5 - Qual é a amplitude da classe 20 ⊢ 50?
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50 − 20 = 30 - Uma classe tem frequência 12 e amplitude 4. Qual é a densidade?
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12 ÷ 4 = 3 - Uma classe tem frequência 45 e amplitude 15. Qual é a densidade?
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45 ÷ 15 = 3 - Uma classe tem frequência 9 e amplitude 10. Qual é a densidade?
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9 ÷ 10 = 0,9 - Uma barra tem densidade 1,6 e amplitude 5. Qual é a frequência?
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1,6 × 5 = 8 - Uma barra tem densidade 0,4 e amplitude 25. Qual é a frequência?
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0,4 × 25 = 10 - Uma barra vai de 30 a 50 no eixo horizontal e tem altura 2,5. Qual é a frequência?
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Amplitude 20, então 2,5 × 20 = 50 - O que pede um histograma: (a) a fruta favorita da turma, (b) os tempos para correr 100 m?
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(b): tempos são dados numéricos contínuos. - As classes de mesma amplitude 0 ⊢ 10, 10 ⊢ 20 e 20 ⊢ 30 têm frequências 4, 9 e 7. Qual é a classe modal?
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A barra mais alta: 10 ⊢ 20 - Um histograma tem densidades 1,5 em 0 ⊢ 10, 2 em 10 ⊢ 20 e 0,8 em 20 ⊢ 40. Qual é a frequência total?
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15 + 20 + 16 = 51 - No histograma do exercício 11, estime quantos valores estão entre 30 e 40.
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Metade da barra 20 ⊢ 40: 0,8 × 10 = 8 - No histograma do exercício 11, estime quantos valores são menores que 15.
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15 + 2 × 5 = 25 - A classe 10 ⊢ 20 tem frequência 14 e a classe 20 ⊢ 40, frequência 24. Qual barra é mais alta?
Ver resposta
As densidades são 1,4 e 1,2: a barra de 10 ⊢ 20 é mais alta. - Por que um histograma com amplitudes diferentes usa densidade de frequência?
Ver resposta
Para que a área de cada barra mostre a frequência. Senão, as classes largas parecem grandes demais.
Problemas
Histogramas no dia a dia
Resolve cada um e depois confere a resposta.
- Numa pesquisa, 18 alunos levaram entre 20 e 30 minutos para chegar à escola. Que densidade de frequência se desenha para essa classe?
Ver resposta
18 ÷ 10 = 1,8 - Num histograma de massas de encomendas, a barra de 2 kg a 2,5 kg tem densidade 40 (encomendas por kg). Quantas encomendas são?
Ver resposta
40 × 0,5 = 20 encomendas - Altura de mudas: de 0 a 5 cm, 10 mudas; de 5 a 10 cm, 16 mudas; de 10 a 20 cm, 12 mudas. Ache as três densidades de frequência.
Ver resposta
10 ÷ 5, 16 ÷ 5 e 12 ÷ 10: 2; 3,2 e 1,2 - Um histograma da duração de viagens de ônibus tem barras de 0 a 10 min (densidade 3), de 10 a 15 min (densidade 4) e de 15 a 30 min (densidade 2). Quantas viagens duraram 10 minutos ou mais?
Ver resposta
4 × 5 + 2 × 15 = 20 + 30 = 50 viagens - Com o mesmo histograma, estime quantas viagens duraram menos de 20 minutos.
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3 × 10 + 4 × 5 + 2 × 5 = 30 + 20 + 10 = 60 viagens
Perguntas frequentes
O que é um histograma?
É um gráfico de barras encostadas que representa dados numéricos agrupados em classes. Ele mostra a distribuição dos dados: onde se concentram, quanto se espalham e que forma têm.
Qual é a diferença entre histograma e gráfico de colunas?
O gráfico de colunas (ou de barras) compara categorias separadas, com espaços entre as barras, que podem estar em qualquer ordem. O histograma mostra classes numa escala numérica, então as barras ficam encostadas e em ordem. Com classes desiguais, a frequência é dada pela área, não pela altura.
Como interpretar um histograma?
Leia as classes no eixo horizontal e a frequência (ou a densidade) no vertical. Depois observe a forma: um histograma simétrico em forma de morro tem a maioria dos dados no centro; uma cauda comprida à direita indica poucos valores bem maiores que os outros; dois picos podem indicar dois grupos misturados.
O que é polígono de frequências?
É a linha que liga os pontos médios do topo das barras de um histograma (os pontos médios das classes). Ele mostra a mesma forma dos dados e é útil para comparar duas distribuições no mesmo gráfico.
Como calcular um histograma?
Para cada classe, calcule a amplitude (limite superior − limite inferior) e, se as amplitudes forem diferentes, a densidade de frequência (frequência ÷ amplitude). Para ler um histograma pronto, faça o contrário: frequência = densidade × amplitude.
Como fazer histograma no Excel?
No Excel 2016 ou mais recente, selecione os dados e, na guia Inserir, escolha o botão de gráficos estatísticos e depois Histograma. O Excel usa classes de mesma amplitude e mostra frequências, então com classes desiguais a densidade precisa ser calculada à mão.
Quiz rápido
Histogramas
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Pergunta 1 de 5
Que dados são mais bem representados num histograma?
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Frequência relativa
A frequência relativa é a frequência absoluta dividida pelo total de dados. Se 6 de 20 alunos vão a pé para a escola, a frequência relativa é 6/20 = 0,3, ou seja, 30%.