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Calculadora de coeficiente de correlação

O r de Pearson dos seus dados, exato como radical, com a força e a resolução por trás dele.

Por Nethanel Bar, Cofundador e CEO

Última atualização

Quer resolver isso sem a calculadora?

O curso de matemática da Coddy ensina o método em si: você trabalha cada passo em um quadro interativo e descobre exatamente onde a jogada deu errado.

r mede o quanto os pontos seguem uma reta

O coeficiente de correlação r é um único número entre -1 e 1. O sinal é a direção da tendência: positivo quando y tende a subir junto com x, negativo quando tende a cair. O tamanho é o quanto os pontos se agarram a uma reta: 1 ou -1 quando todos os pontos estão sobre uma reta, 0 quando não há nenhuma tendência linear. Ele não tem unidade, então não muda se você medir x em centímetros em vez de metros.

O cálculo é o que um curso de estatística pede para você mostrar. Monte uma tabela com x, y, xy, x² e y², some cada coluna e coloque as somas em r = (nΣxy menos ΣxΣy) dividido pela raiz quadrada de (nΣx² menos (Σx)²) vezes (nΣy² menos (Σy)²). Esta página imprime essa tabela e a fórmula preenchida embaixo da resposta, então o número chega com a resolução.

A resposta é exata. O quadrado de r é sempre uma fração em dados que você consegue digitar, então o próprio r é a raiz quadrada de uma fração com um sinal, e é isso que esta página imprime: √15/5 para o conjunto do livro, em vez de 0,77, que são dois dígitos dele. O decimal fica ao lado do radical, e a classificação de força o lê pelos limites indicados abaixo.

Como ler r

  • O sinal é a direção e o tamanho é a força. r = -0,95 é uma relação mais forte que r = 0,6; só vai no sentido contrário.
  • Esta página chama |r| de 0,7 ou mais de forte, de 0,4 até 0,7 de moderada, de 0,1 até 0,4 de fraca e abaixo de 0,1 de sem correlação linear. É uma convenção comum, não uma regra; cada área define seus próprios limites.
  • r² é a parte da variação de y que a reta de melhor ajuste explica. r = √15/5 dá r² = 0,6: a reta explica 60% da variação.
  • r só mede relações lineares. Pontos exatamente sobre y = x² de x = -2 a 2 têm r = 0.
  • Um único ponto atípico pode mudar r por completo. Acrescente o ponto (10, 0) ao conjunto do livro e r vai de cerca de 0,7746 para cerca de -0,5529.
  • r não muda quando você muda a escala de qualquer uma das variáveis ou troca x com y. A reta de melhor ajuste muda quando você as troca; r não.

Como calcular o coeficiente de correlação à mão

  1. Monte a tabela de somas

    Para cada ponto escreva x, y, xy, x² e y², depois some cada coluna e conte os pontos. Para x = 1, 2, 3, 4, 5 e y = 2, 4, 5, 4, 5 isso dá n = 5, Σx = 15, Σy = 20, Σxy = 66, Σx² = 55 e Σy² = 86.

  2. Calcule o numerador

    nΣxy menos ΣxΣy = 5 × 66 menos 15 × 20 = 30. O sinal dele é o sinal de r.

  3. Calcule os dois parênteses do denominador

    nΣx² menos (Σx)² = 275 menos 225 = 50, e nΣy² menos (Σy)² = 430 menos 400 = 30. Os dois são sempre positivos, a não ser que todos os x ou todos os y sejam iguais.

  4. Divida e simplifique

    r = 30 / √(50 × 30) = 30 / √1500 = 30 / (10√15) = √15/5. Em decimal isso é cerca de 0,7746, uma correlação positiva forte.

Ler r num relance

As classificações são as que esta calculadora imprime. r² é r multiplicado por ele mesmo, então o sinal desaparece.

rClassificaçãor²Como fica o diagrama de dispersão
1positiva perfeita1Todos os pontos sobre uma reta que sobe
0.9positiva forte0.81Uma faixa estreita subindo para a direita
0.7positiva forte0.49Uma faixa clara para cima, com alguma dispersão
0.5positiva moderada0.25Uma tendência para cima com muita dispersão
0.2positiva fraca0.04Uma inclinação que passaria despercebida sem o número
0.05sem correlação linear0.0025Uma nuvem sem forma, ou uma curva
-0.8negativa forte0.64Uma faixa clara descendo para a direita
-1negativa perfeita1Todos os pontos sobre uma reta que desce

Exemplos resolvidos

O conjunto do livro

plain
x: 1, 2, 3, 4, 5; y: 2, 4, 5, 4, 5

O numerador da fórmula é 30 e os parênteses do denominador são 50 e 30, então r = 30 / √1500 = √15/5, cerca de 0,7746. r² = 0,6 exatamente. A classificação é positiva forte, e a reta de melhor ajuste é y = 0,6x + 2,2.

Uma correlação negativa forte

plain
x: 1, 2, 3, 4, 5, 6; y: 10, 8, 9, 5, 4, 2

O numerador é -168 e os parênteses são 105 e 296, então r = -168 / √31080 = -2√7770/185, cerca de -0,9529. r² = 168/185, cerca de 0,9081. Quando x sobe, y desce com regularidade; o único ponto que quebra o padrão, (3, 9), não basta para enfraquecê-lo muito.

Uma correlação fraca

plain
x: 1, 2, 3, 4, 5; y: 3, 1, 4, 1, 5

r = √2/4, cerca de 0,3536, e r² = 0,125, então uma reta explica um oitavo da variação de y. A classificação é positiva fraca: há uma inclinação para cima, mas um diagrama de dispersão mostraria principalmente ruído.

Uma relação perfeita com r = 0

plain
x: -2, -1, 0, 1, 2; y: 4, 1, 0, 1, 4

Todos os pontos estão sobre y = x², e mesmo assim r = 0 exatamente. O numerador da fórmula é 5 × 0 menos 0 × 10 = 0: a metade esquerda que desce cancela a metade direita que sobe. r só mede relações lineares, e é por isso que o diagrama de dispersão vem primeiro.

O que um ponto atípico faz

plain
x: 1, 2, 3, 4, 5, 10; y: 2, 4, 5, 4, 5, 0

É o conjunto do livro com um ponto a mais em (10, 0). r cai de cerca de 0,7746 para -52√8845/8845, cerca de -0,5529: esse único ponto está longe o bastante para inverter o sinal. O mesmo funciona no sentido contrário: x = 1 a 5 com y = 3, 1, 4, 1, 5 tem r ≈ 0,3536, e acrescentar (12, 12) o eleva a cerca de 0,9084.

Erros comuns

  • Elevar a soma ao quadrado em vez de somar os quadrados. Σx² para x = 1 a 5 é 55; (Σx)² é 225. Confundir os dois pode dar um r acima de 1, o que é impossível.
  • Ler r = 0 como ausência de relação. Significa ausência de relação linear; os pontos ainda podem estar exatamente sobre uma curva.
  • Tratar um r forte como prova de causa. Duas grandezas podem subir juntas porque uma terceira move as duas, ou por coincidência.
  • Comparar valores de r pelo sinal. -0,9 é mais forte que 0,6. Compare os tamanhos e leia o sinal à parte, como direção.
  • Citar r sem olhar o gráfico. Um ponto atípico pode inverter o sinal, e uma curva pode se esconder atrás de um valor alto.
  • Arredondar r e depois elevar ao quadrado. r ≈ 0,77 dá 0,5929, mas r² é exatamente 0,6 no conjunto do livro. Eleve o valor exato ao quadrado.

Perguntas frequentes sobre o coeficiente de correlação

Como calculo o coeficiente de correlação?
Monte uma tabela com x, y, xy, x² e y² para cada ponto e some cada coluna. Então r = (nΣxy menos ΣxΣy) / √((nΣx² menos (Σx)²)(nΣy² menos (Σy)²)). Para x = 1 a 5 e y = 2, 4, 5, 4, 5 isso é 30 / √(50 × 30) = √15/5, cerca de 0,7746. Cole suas próprias colunas acima e a página preenche a fórmula do mesmo jeito.
O que é um coeficiente de correlação forte?
Esta calculadora chama |r| de 0,7 ou mais de forte, de 0,4 até 0,7 de moderada, de 0,1 até 0,4 de fraca e abaixo de 0,1 de sem correlação linear. São limites comuns em livros, não universais: num laboratório de física 0,9 pode decepcionar, enquanto em ciências sociais 0,4 pode ser um resultado notável.
Qual a diferença entre r e r ao quadrado?
r tem sinal e r² não. r diz a direção e a força; r² diz a parte da variação de y que a reta de melhor ajuste explica. r = 0,7746 dá r² = 0,6, ou seja, a reta explica 60% da variação e deixa 40% como dispersão.
O coeficiente de correlação pode ser maior que 1?
Não. r fica sempre entre -1 e 1 e só chega a um dos extremos quando todos os pontos estão sobre uma reta. Uma resposta acima de 1 significa que uma soma está errada, quase sempre Σx² calculado como (Σx)².
Uma correlação alta significa que uma coisa causa a outra?
Não. Significa que as duas variam juntas nestes dados. Um terceiro fator pode mover as duas, como o calor aumenta tanto a venda de sorvete quanto os afogamentos, ou a causa pode ir no sentido contrário. Mostrar causa exige um experimento ou um argumento sobre o mecanismo.
Esta é a correlação de Pearson ou a de Spearman?
O r de Pearson, o coeficiente de correlação usual, que mede o quanto uma reta se ajusta aos próprios valores. O coeficiente de Spearman aplica a mesma fórmula aos postos dos valores, o que o faz medir qualquer relação que sobe ou desce de forma constante e o deixa menos sensível a pontos atípicos.
Por que r aparece como raiz quadrada?
Porque esse é o valor exato. r² é sempre uma fração em dados que você consegue digitar, então r é a raiz quadrada dessa fração com um sinal: √15/5 para o conjunto do livro. O decimal 0,7746 aparece ao lado como aproximação, e é ele que a classificação de força lê.
Quantos pontos preciso?
Pelo menos três aqui. Com dois pontos r é sempre 1 ou -1, porque uma reta passa por quaisquer dois pontos, então o número não diz nada sobre os dados. Mesmo com poucos pontos r pode oscilar muito, então trate um r de cinco pontos como uma leitura aproximada.

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