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Exemplo Número de Clientes da Loja Gilberto A. Paula Departamento de Estatística IME-USP, Brasil [email protected] 2 o Semestre 2016 G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2 o Semestre 2016 1 / 31

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Exemplo Número de Clientes da Loja

Gilberto A. Paula

Departamento de EstatísticaIME-USP, Brasil

[email protected]

2o Semestre 2016

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 1 / 31

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Clientes da Loja

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 2 / 31

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

número de domicílios (em mil) (domic),

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 3 / 31

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

número de domicílios (em mil) (domic),

renda média anual (em mil USD) (renda),

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 3 / 31

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

número de domicílios (em mil) (domic),

renda média anual (em mil USD) (renda),

idade média dos domicílios (em anos) (idade),

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

número de domicílios (em mil) (domic),

renda média anual (em mil USD) (renda),

idade média dos domicílios (em anos) (idade),

distância ao concorrente mais próximo (em milhas) (dist1),

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Clientes da Loja

Clientes da Loja

Descrição dos Dados

Considere os dados apresentados em Neter et al. (1996) sobre o perfildos clientes de uma determinada loja oriundos de 110 áreas de umacidade. O objetivo principal do estudo é relacionar o número esperadode clientes de cada área (nclientes) com as seguintes variáveisexplicativas em cada área:

número de domicílios (em mil) (domic),

renda média anual (em mil USD) (renda),

idade média dos domicílios (em anos) (idade),

distância ao concorrente mais próximo (em milhas) (dist1),

distância à loja (em milhas) (dist2) (1 milha = 1609,344m).

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Análise de Dados Preliminar

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 4 / 31

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Número de Clientes

05

1015

2025

30

Núm

ero

de C

lient

es

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Número de Domicílios

020

040

060

080

010

0012

00

Núm

ero

de D

omic

ílios

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Análise de Dados Preliminar

Dispersão Clientes versus Domicílios

0 200 400 600 800 1000 1200

05

1015

2025

30

Número de Domicílios

Núm

ero

de C

lient

es

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Renda Média

2000

040

000

6000

080

000

1000

0012

0000

Ren

da M

édia

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Idade Média

010

2030

4050

60

Idad

e M

édia

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Distância ao Concorrente

12

34

56

Dis

tânc

ia a

o C

onco

rren

te

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Análise de Dados Preliminar

Boxplot Distância à Loja

24

68

10

Dis

tânc

ia à

Loj

a

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Análise de Dados Preliminar

Diagramas de Dispersão

20000 40000 60000 80000 120000

05

10

15

20

25

30

Renda

Clie

nte

s

0 10 20 30 40 50 60

05

10

15

20

25

30

Idade

Clie

nte

s

1 2 3 4 5 6

05

10

15

20

25

30

Dist1

Clie

nte

s

2 4 6 8 10

05

10

15

20

25

30

Dist2

Clie

nte

s

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Ajuste Modelo de Poisson

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 13 / 31

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Ajuste Modelo de Poisson

Modelo de Poisson

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período. Vamos supor inicialmente o seguinte modelo:

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 14 / 31

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Ajuste Modelo de Poisson

Modelo de Poisson

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período. Vamos supor inicialmente o seguinte modelo:

yiind∼ P(µi),

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 14 / 31

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Ajuste Modelo de Poisson

Modelo de Poisson

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período. Vamos supor inicialmente o seguinte modelo:

yiind∼ P(µi),

log(µi) = α+ β1 × domici + β2 × rendai + β3 × idadei + β4 × dist1i

+β5 × dist2i ,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 14 / 31

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Ajuste Modelo de Poisson

Modelo de Poisson

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período. Vamos supor inicialmente o seguinte modelo:

yiind∼ P(µi),

log(µi) = α+ β1 × domici + β2 × rendai + β3 × idadei + β4 × dist1i

+β5 × dist2i ,

para i = 1, . . . , 110.

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Resultados Modelo Ajustado

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 15 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Estimativas

Descrição

Efeito Estimativa E/E.PadrãoConstante 2,942 14,21Domicílio 0,606 4,27Renda -0,012 -5,54Idade -0,004 -2,09Dist1 0,168 6,54Dist2 -0,129 -7,95

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Resultados Modelo Ajustado

Estimativas

Descrição

Efeito Estimativa E/E.PadrãoConstante 2,942 14,21Domicílio 0,606 4,27Renda -0,012 -5,54Idade -0,004 -2,09Dist1 0,168 6,54Dist2 -0,129 -7,95

Desvio

O desvio do modelo é dado por D(y; µ̂) = 114, 98 (104 g.l .) comvalor-P dado por P=0,35 (não rejeitamos o modelo).

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

cresce com a distância ao concorrente mais próximo,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

cresce com a distância ao concorrente mais próximo,

diminui com o aumento da renda média,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

cresce com a distância ao concorrente mais próximo,

diminui com o aumento da renda média,

diminui com o aumento da idade média dos domicílios,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

cresce com a distância ao concorrente mais próximo,

diminui com o aumento da renda média,

diminui com o aumento da idade média dos domicílios,

diminui com o aumento da distância da área à loja.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Resultados Preliminares

Interpretações

Podemos concluir que o número esperado de clientes que frequentama loja:

cresce com o aumento do número de domicílios na área,

cresce com a distância ao concorrente mais próximo,

diminui com o aumento da renda média,

diminui com o aumento da idade média dos domicílios,

diminui com o aumento da distância da área à loja.

Isso sugere que deve ser uma loja de conveniência.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 17 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

exp(−0, 012) = 0, 988.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

exp(−0, 012) = 0, 988.

Ou seja, decrescimento de 1,2%.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

exp(−0, 012) = 0, 988.

Ou seja, decrescimento de 1,2%.

Aumento da Distância ao Concorrente

Por outro lado, se a distância ao concorrente mais próximo aumentarem uma milha, esperamos aumento relativo no número de clientesque irão à loja de

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

exp(−0, 012) = 0, 988.

Ou seja, decrescimento de 1,2%.

Aumento da Distância ao Concorrente

Por outro lado, se a distância ao concorrente mais próximo aumentarem uma milha, esperamos aumento relativo no número de clientesque irão à loja de

exp(0, 168) = 1, 183.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Interpretações

Aumento da Renda MédiaPodemos notar pelas estimativas que se aumentarmos, por exemplo,em 1 mil USD a renda média dos domicílios de uma determinada áreaesperamos aumento relativo no número de clientes que irão à loja de

exp(−0, 012) = 0, 988.

Ou seja, decrescimento de 1,2%.

Aumento da Distância ao Concorrente

Por outro lado, se a distância ao concorrente mais próximo aumentarem uma milha, esperamos aumento relativo no número de clientesque irão à loja de

exp(0, 168) = 1, 183.

Ou seja, aumento de 18,3%.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 18 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Diagnóstico Modelo Final

5 10 15 20 25 30 35

0.05

0.10

0.15

0.20

Valor Ajustado

Med

ida

h

4389

94

0 20 40 60 80 100

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Índice

Dis

tânc

ia d

e C

ook

20

43

0 20 40 60 80 100

−4−2

02

Índice

Res

íduo

Com

pone

nte

do D

esvi

o

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

Preditor Linear

Varia

vel z

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Resultados Modelo Ajustado

Resíduos Modelo Final

−2 −1 0 1 2

−3−2

−10

12

3

Percentil da N(0,1)

Com

pone

nte

do D

esvi

o

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Resultados Modelo Ajustado

Observações Influentes

Identificação das Observações

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 21 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Observações Influentes

Identificação das Observações

Dentre as observações destacadas pelos gráficos de diagnóstico,apenas as áreas #20 e #43 apresentam algumas variaçõesdesproporcionais nas estimativas dos parâmetros, porém semmudança inferencial.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 21 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Observações Influentes

Identificação das Observações

Dentre as observações destacadas pelos gráficos de diagnóstico,apenas as áreas #20 e #43 apresentam algumas variaçõesdesproporcionais nas estimativas dos parâmetros, porém semmudança inferencial.

A área #20 tem 0,026 clientes por domicílio (acima da médiaamostral de 0,017) porém os domicílios têm idade média (55anos) e renda média anual (89,9 USD mil) muito acima dasrespectivas médias amostrais, de 27,43 anos e 48,8 USD mil.

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Resultados Modelo Ajustado

Observações Influentes

Identificação das Observações

Dentre as observações destacadas pelos gráficos de diagnóstico,apenas as áreas #20 e #43 apresentam algumas variaçõesdesproporcionais nas estimativas dos parâmetros, porém semmudança inferencial.

A área #20 tem 0,026 clientes por domicílio (acima da médiaamostral de 0,017) porém os domicílios têm idade média (55anos) e renda média anual (89,9 USD mil) muito acima dasrespectivas médias amostrais, de 27,43 anos e 48,8 USD mil.

Já a área #43 tem 0,035 clientes por domicílio o dobro da médiaamostral, renda média anual de 69,2 USD mil acima da médiaamostral, idade média de 9 anos bem abaixo da média amostral eestá próxima da loja.

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Resultados Modelo Ajustado

Conclusões Parciais

Conclusões Parciais

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Resultados Modelo Ajustado

Conclusões Parciais

Conclusões Parciais

As observações destacadas como influentes não mudam ainferência quando excluídas individualmente.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 22 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Conclusões Parciais

Conclusões Parciais

As observações destacadas como influentes não mudam ainferência quando excluídas individualmente.

Não há indícios de que a ligação utilizada seja inapropriada.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 22 / 31

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Resultados Modelo Ajustado

Conclusões Parciais

Conclusões Parciais

As observações destacadas como influentes não mudam ainferência quando excluídas individualmente.

Não há indícios de que a ligação utilizada seja inapropriada.

Não há indícios de afastamentos importantes da suposição dedistribuição de Poisson para o número de clientes que frequentama loja.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 22 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Modelo de Poisson Semiparamétrico

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 24 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Modelo de Poisson Semiparamétrico

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período.Vamos supor agora o seguinte modelo em que avariável número de domícílios é ajustada por uma função nãoparamétrica:

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 24 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Modelo de Poisson Semiparamétrico

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período.Vamos supor agora o seguinte modelo em que avariável número de domícílios é ajustada por uma função nãoparamétrica:

yiind∼ P(µi),

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 24 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Modelo de Poisson Semiparamétrico

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período.Vamos supor agora o seguinte modelo em que avariável número de domícílios é ajustada por uma função nãoparamétrica:

yiind∼ P(µi),

log(µi) = α+ f(domici) + β2 × rendai + β3 × idadei + β4 × dist1i

+β5 × dist2i ,

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 24 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Modelo de Poisson Semiparamétrico

Descrição

Seja yi o número de clientes da i-ésima área que visitaram a loja numdeterminado período.Vamos supor agora o seguinte modelo em que avariável número de domícílios é ajustada por uma função nãoparamétrica:

yiind∼ P(µi),

log(µi) = α+ f(domici) + β2 × rendai + β3 × idadei + β4 × dist1i

+β5 × dist2i ,

para i = 1, . . . , 110, em que f (·) é uma função não paramétrica(assumiremos spline cúbico natural).

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 24 / 31

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Estimativas

Descrição

Efeito Estimativa E/E.PadrãoConstante 2,964 14,30Renda -0,018 -5,62Idade -0,004 -2,17Dist1 0,167 6,46Dist2 -0,129 -7,99gl 5+4

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Estimativas

Descrição

Efeito Estimativa E/E.PadrãoConstante 2,964 14,30Renda -0,018 -5,62Idade -0,004 -2,17Dist1 0,167 6,46Dist2 -0,129 -7,99gl 5+4

Graus de Liberdade

Foram considerados 4 (3 + 1) graus de liberdade para o componentenão paramétrico que somados aos 5 graus de liberdade docomponente paramétrico leva a um total de 9 graus de liberdade.

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Banda de Confiança

0 200 400 600 800 1000 1200

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

Domic

Est

imat

iva

para

f(D

omic

)

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Ajuste Modelo Semiparamétrico

Resíduo Quantil

−2 −1 0 1 2

−3−2

−10

12

Percentil da N(0,1)

Res

íduo

Qua

ntíl

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Conclusões

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 28 / 31

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Conclusões

Conclusões Finais

Conclusões Finais

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Conclusões

Conclusões Finais

Conclusões Finais

Controlando-se a variável número de domicílios através de umafunção não paramétrica, as estimativas mudam muito pouco e asconclusões inferenciais ficam inalteradas.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 29 / 31

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Conclusões

Conclusões Finais

Conclusões Finais

Controlando-se a variável número de domicílios através de umafunção não paramétrica, as estimativas mudam muito pouco e asconclusões inferenciais ficam inalteradas.

O gráfico de resíduos para o ajuste semiparamétrico tem umpadrão similar ao gráfico de resíduos para o ajuste paramétrico.

G. A. Paula (IME-USP) Clientes da Loja 2o Semestre 2016 29 / 31

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Referências

Sumário

1 Clientes da Loja

2 Análise de Dados Preliminar

3 Ajuste Modelo de Poisson

4 Resultados Modelo Ajustado

5 Ajuste Modelo Semiparamétrico

6 Conclusões

7 Referências

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Referências

Referências

Referência

Neter, J.; Kutner, M. H.; Nachtsheim, C. J. e Wasserman,W.(1996). Applied Linear Regression Models, 3rd Edition. Irwin,Illinois.

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