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Professor(a) Dra Deiby Santos Gouveia ESTATÍSTICA APLICADA AULA 03: DISTRIBUIÇÃO DE POISSON Tema: Distribuição de Poisson ▪ Binomial x Poisson ▪ Definição ▪ Formulário ▪ Uso da Tecnologia ▪ Hora de Praticar! ▪ Exercícios de Fixação Objetivo Distribuição de Poisson Distribuição Binomial: ▪ Em um experimento Binomial, você esta interessado em obter a probabilidade de um número específico de sucessos em um determinado número de tentativas. Agora.... ▪ Suponha que, em vez disso, você queira saber qual é a probabilidade de ocorrer um número específico de resultados dentro de uma determinada unidade de tempo ou espaço. Ex.: Determinar a probabilidade de um funcionário adoecer por 15 dias em um ano DISTRIBUIÇÃO DE POISSON Revisando... ▪ Distribuição de Poisson é semelhante a Distribuição Binomial, diferenciando apenas o fato de que ✓ Na DISTRIBUIÇÃO BINOMIAL os eventos ocorrem em tentativas fixas, enquanto que ✓ Na DISTRIBUIÇÃO DE POISSON os eventos ocorrem continuamente. ▪ Na Distribuição de Poisson podemos enumerar os fatos que ocorreram mas não é possível enumerar aqueles que deixaram de acontecer. ▪ Exemplo: Não podemos dizer quantos acidentes deixaram de ocorrer em determinado dia Quantas reações deixaram de ocorrer. BINOMIAL x POISSON Onde a Distribuição de Poisson é frequentemente utilizada: ✓Usuários de computador ligados à Internet; ✓Clientes chegando ao caixa de um supermercado; ✓Acidentes com automóveis em uma determinada estrada; ✓Número de carros que chegam a um posto de gasolina; ✓Número de falhas em componentes por unidade de tempo; ✓Número de requisições para um servidor em um intervalo de tempo. Aplicação típica da distribuição de Poisson no controle da qualidade é como um modelo para o número de defeitos (não-conformidades) que ocorre por unidade de produto (por m2, por volume ou por tempo, etc.). ▪ Definição: É uma distribuição discreta de probabilidade de uma variável aleatória x que satisfaz às seguintes condições: 1- O experimento consiste na contagem do número de vezes, x, que um evento ocorre em um determinado intervalo (tempo, área, volume) 2- A probabilidade de que o evento ocorra é a mesma para cada intervalo 3- O número de ocorrência de um intervalo é independente do número de ocorrências em outro intervalo. Distribuição de Poisson FÓRMULA: A probabilidade de que haja x ocorrências em um intervalo é: Onde 𝑥 = 0,1,2,3.... (assume valores em todo o conjunto dos números naturais) e = 2,71828 (nº de Euler) µ = número médio de ocorrências por intervalo unitário p = probabilidade de sucesso n = número de repetições Distribuição de Poisson P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! μ = 𝑛. 𝑝 Usando a tecnologia Acessar calculadora online: Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx Distribuição de Poisson P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx Um laboratório estuda a emissão de partículas de certo material radioativo. Sabendo que o laboratório admite uma taxa média de 6 ocorrências a cada minuto, determine a probabilidade de que ocorrerá a seguinte emissão de: a) Exatamente 5 partículas em 1 minuto. b) Exatamente 3 partículas em 10 segundos. c) Três ou mais partículas em 2 minutos Exemplo 01: P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! Um laboratório estuda a emissão de partículas de certo material radioativo. Sabendo que o laboratório admite uma taxa média de 6 ocorrências a cada minuto, determine a probabilidade de que ocorrerá a seguinte emissão de: a) Exatamente 5 partículas em 1 minuto. Resposta: µ = 6 ocorrências/min P (X) = ? P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! ☺INTERPRETAÇÃO Exatamente 5 partículas: X = 5 µ = 6 P (X = 5) = ? P X = 5 = 65.e−6 5! 𝑃 𝑋 = 5 = 16,06% Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx Calculadora científica (6 ^ 5 . SHIFT ex -6) ÷ 5 SHIFT X! Ex.: 𝐏(𝐱 = 𝟓) = 𝟔𝟓.𝒆−𝟔 5! P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! HP – 12C 6 CHS g eX . 5 g n! ÷ 6 ENT 5 YX Ex.: 𝐏(𝐗 = 𝟓) = 𝟔𝟓.𝒆−𝟔 5! P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! b) Exatamente 3 partículas em 10 segundos. Resposta: P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! ☺INTERPRETAÇÃO Exatamente 3 partículas: X = 3 µ = 1 P (X = 3) = ? Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx 6 𝑜𝑐𝑜𝑟𝑟ê𝑛𝑐𝑖𝑎𝑠 ______ 60 𝑠𝑒𝑔 𝜇 ______ 10 𝑠𝑒𝑔 = 1 P X = 3 = 13.e−1 3! 𝑃 𝑋 = 3 = 6,13% https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx c) Três ou mais partículas em 1 minutos Resposta: ☺INTERPRETAÇÃO Três ou mais: X ≥ 3 P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! P X ≥ 3 = 𝑃 𝑋 = 3 + 𝑃 𝑋 = 4 + 𝑃 𝑋 = 5 +⋯+ 𝑃(𝑋 = 𝑛) P X ≥ 3 = 1 − P(X < 3) P X ≥ 3 = 1 − [P X = 0 + P X = 1 + P(X = 2)] P X ≥ 3 = 1 − [ 60.e−6 0! + 61.e−6 1! + 62.e−6 2! ] P X ≥ 3 = 1 − [ 0,016197] P X ≥ 3 = 93,80% µ = 6 P (X ≥ 3) = ? Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx A empresa Limpeza 100% Clean recebe em média 8 chamadas por hora para realizar o agendamento de seus serviços de limpeza em casas e apartamentos residenciais. Qual a probabilidade de que: a) Em uma hora, ela receba até três chamadas? b) Em 45 minutos, ela receba pelo menos cinco chamadas? c) Em 15 minutos não ocorra nenhuma chamada? Exemplo 02: A empresa Limpeza 100% Clean recebe em média 8 chamadas por hora para realizar o agendamento de seus serviços em casas e apartamentos residenciais. Qual a probabilidade de que: a) Em uma hora, ela receba até 3 chamadas? Resposta: µ = 8 chamadas/hora P (X) = ? P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! ☺INTERPRETAÇÃO: Exatamente três: X ≤ 3 Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx µ = 8 P (X ≤ 3) = ? P X ≤ 3 = 80. e−8 0! + 81. e−8 1! + 82. e−8 2! + 83. e−8 3! P X ≤ 3 = 4,24 % P X ≤ 3 = 𝑃 𝑋 = 0 + 𝑃 𝑋 = 1 + 𝑃 𝑋 = 2 + 𝑃(𝑋 = 3) https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx b) Em 45 minutos, ocorra pelo menos cinco chamadas? Resposta: P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! ☺INTERPRETAÇÃO: Pelo menos cinco: X ≥ 5 Fórmula: usar o complementar 8 𝑐ℎ𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎𝑠 ______ 60 𝑚𝑖𝑛 𝜇 ______ 45 𝑚𝑖𝑛 = 6 Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx µ = 6 P (X ≥ 5) = ? P X ≥ 5 = 𝑃 𝑋 = 5 + 𝑃 𝑋 = 6 + 𝑃 𝑋 = 7 +⋯+ 𝑃(𝑋 = 𝑛) P X ≥ 5 = 1 − P(X < 5) P X ≥ 5 = 1 − [P X = 0 + P X = 1 + P X = 2 + 𝑃 𝑋 = 3 + 𝑃 𝑋 = 4 ] P X ≥ 5 = 1 − [ 0,28506 ] P X ≥ 5 = 71,49 % P X ≥ 5 = 1 − [ 60.e−6 0! + 61.e−6 1! +⋯+ 64.e−6 4! ] https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx c) Em 15 minutos não ocorra nenhuma chamada? Resposta P X = 𝑥 = μ𝑥.e−μ 𝑥! ☺INTERPRETAÇÃO: Nenhuma: X = 0 P X = 0 = 20.e−2 0! P X = 0 = 13,53% 8 𝑐ℎ𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎𝑠 ______ 60 𝑚𝑖𝑛 𝜇 ______ 15 𝑚𝑖𝑛 = 2 µ = 2 P (X = 0) = ? Poisson Distribution Calculator: https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx https://stattrek.com/online-calculator/poisson.aspx Hora de praticar! 1. Segundo a CNN Brasil: “Renda do brasileiro caiu 9,4% durante a Pandemia”. Estudos realizados têm mostrado que o consumo de produtos não essenciais tem caído drasticamente. No último mês, pesquisadores observaram que em média 6 clientes entram por hora em uma loja para adquirir estes produtos. Determine a probabilidade de que a) Quatro clientes entrem na primeira meia hora de funcionamento da loja R. 16,80% b) Três clientes ou menos entrem a qualquer hora na loja R. 15,12% c) Três clientes ou mais entrem a qualquer hora na loja R. 93,80% 2. Numa estrada com curvas sinuosas observa-se dois acidentes para cada 100 km rodados. Qual a probabilidade de que em: a) 250 km ocorram pelo menos 3 acidentes? R. 87,53% b) 300 km ocorram 5 acidentes? R. 16,06% 3. O número de mortes por afogamento em fins de semana, numa cidade praiana, é de 2 para cada 50.000 habitantes.Qual a probabilidade de que em: a) 200.000 habitantes ocorram 5 afogamentos? R.9,16% b) 112.500 habitantes ocorram pelo menos 3 afogamentos? R. 82,64% 4. Na fabricação de resistores de 50 ohms, são considerados bons os que têm resistência entre 45 e 55ohms. Sabe-se que a probabilidade de um deles ser defeituoso é 0,2% sendo que são vendidos em lotes de 1000 unidades. Nesse caso, qual a probabilidade de um resistor ser defeituoso em um lote? R. 27,07% 5. Sabe-se que a probabilidade de uma pessoa sofrer reação alérgica resultante da injeção de um medicamento é de 0,02%. Determine a probabilidade de que, entre 5000 pessoas que recebam esta injeção, exatamente três sofram a mesma reação. R. 6,13% 1. Sabe-se por experiência que 1,5% das pastilhas de freio fabricadas por determinada empresa apresentam defeitos. O controle de qualidade da empresa escolheu ao acaso 100 peças de pastilhas. Determinar a probabilidade de que: a) Pelo menos duas apresentam defeitos R. 44,22% b) No máximo duas apresentarem defeitos R. 80,88% EXTRA 2. O fluxo de carros que passam em determinado pedágio é de 1,7 carros por minuto. Qual a probabilidade de passarem exatamente dois carros em dois minutos? R. 19,29% 3. Determinada empresa fabricante de peças para reposição e manutenção de freios e veículos automotores apresenta 5 peças defeituosas, para cada 1000 produzidas. Retirando- se uma amostra de 800 peças e examinando-as deseja-se saber: a) Qual a Probabilidade de aparecerem quatro peças defeituosas desse lote? R. 19,54% b) Qual a probabilidade de que menos de duas peças sejam defeituosas? R. 9,16% c) Qual a probabilidade de que o número de peças defeituosas seja exatamente 2? R. 14,65% EXTRA 4. Consideremos um processo industrial que tenha a taxa de 3 defeitos a cada 1000 un. Qual a probabilidade de: a) 2 defeitos em 1000 un? R.: 22,40% b) 1 defeito em 1000 un? R.: 14,94% c) 0 defeito em 1000 un? R.: 4,98% d) Até 2 defeitos em 1000 un? R.: 42,32% 5. Há um defeito em cada 250 páginas editadas. Qual a P(x) de que em 500 páginas haja: a) Nenhum defeito R= 13,53% b) Mais de um defeito R= 59,39% EXTRA Bibliografia Digital LARSON, R.; FARBER, B. Estatística aplicada. 6ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2015. MCCLAVE, J. T.; BENSON, P. G.; SINCICH, T. Estatística para administração e economia. 10. ed. São Paulo: Pearson Education, 2009. BUSSAB, W. O.; MORETTIN, P.A. Estatística Básica 9ª ed. São Paulo: Saraiva, 2017. Material elaborado por: Prof.ª Dra. Deiby Santos Gouveia Referências