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Probabilidade Vanêssa Brito Fernandes Neves Alguns fenômenos são previsíveis, outros não. Em matemática, os fenômenos previsíveis são aqueles chamados determinísticos. Por exemplo: se uma pedra for lançada de um prédio e sua velocidade for medida durante a queda, os resultados serão sempre iguais porque esse fenômeno obedece às leis da física. Entretanto, se lançarmos uma moeda comum e observarmos qual face ficará para cima quando estiver no solo, teremos apenas a certeza de que metade das chances é de cara e a outra metade de coroa, isso é um fenômeno probabilístico.; A maioria dos fenômenos de que trata a estatística são de natureza aleatória ou probabilística; dessa forma, é importante conhecer algumas definições envolvendo conjunto para que se possa continuar o estudo de Probabilidade. Experimento Aleatório: Situações ou acontecimentos, que mesmo em condições iniciais sempre idênticas, não apresentam os mesmos resultados finais, não sendo também previsíveis. Exemplo: 1) O lançamento de um dado comum e a observação do número mostrado na face de cima; 2) O lançamento de uma moeda e a observação do número de caras obtido; 3) Determinação da vida útil de um componente eletrônico. Características dos Experimentos Aleatórios: Cada experimento pode ser repetido indefinidamente sob as mesmas condições; Apesar de não poder adiantar um resultado particular, pode-se descrever os seus possíveis resultados; Se um experimento for repetido muitas vezes, surgirá uma regularidade, e isso tornará possível a construção de um modelo matemático, com o qual se analisará o experimento. Espaço Amostral (Ω): É o conjunto de todos os resultados possíveis de um experimento aleatório. Seja Ω = {ω1, ω2, ω3,..., ωn,...}, os elementos ω1, ω2, ω3,..., ωn,... são chamados de pontos amostrais do conjunto Ω. Exemplo: 1) No caso do lançamento de um dado comum Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; 2) No caso do lançamento de uma moeda Ω = {cara, coroa}; 3) No caso do lançamento de uma moeda 4 vezes e da observação do número de caras Ω = {0, 1, 2, 3, 4}. Classificação de um espaço amostral: Um espaço amostral pode ser classificado em: 1) Finito EXEMPLOS 2) Infinito: Enumeráveis (contáveis); Não-enumeráveis (não contáveis). EXEMPLOS Evento: É qualquer subconjunto de um espaço amostral Ω. Um evento constituído de um único ponto amostral é dito evento elementar, o conjunto vazio (Ø) é chamado de evento impossível e Ω de evento certo. Pode-se combinar eventos usando as várias operações com conjunto. Exemplo: 1) A: ocorrência de números pares no lançamento de um dado A = {2, 4, 6}; 2) B: ocorrência do número 7 no lançamento de um dado B = Ø - evento impossível; 3) C: ocorrência de números primos divisível por 2 no lançamento de um dado D = {2} – evento elementar; 4) C: ocorrência de números maiores que zero (0) e menores que 7 no lançamento de um dado D = {1, 2, 3, 4, 5, 6} = Ω – evento certo. Operações entre eventos: Sejam os eventos A e B definidos no mesmo espaço amostral: 1) União: A U B Se ocorrer pelo menos um dos eventos 2) Interseção: A ∩ B Se ocorrer ambos os eventos 3) Diferença: A – B Se A ocorre e B não ocorre. 4) Complementar: Ac É o evento que ocorre quando A não ocorrer 5) Mutuamente exclusivos: A ∩ B =Ø Se eles não puderem ocorrer juntos. Probabilidade: De modo geral, pode-se dizer que Probabilidade é uma medida de possibilidades de um evento aleatório. Se um experimento pode resultar em n pontos amostrais mutuamente exclusivos e igualmente prováveis e se m desses pontos são pertencentes ao evento A qualquer, então a probabilidade de A é a fração , denominado Probabilidade Clássica ou à priori. n m )A( P Exemplo: 1) A: ocorrência de números pares no lançamento de um dado A = {2, 4, 6}, m = 3 e n = 6 2) B: ocorrência do número 7 no lançamento de um dado B = Ø , m = 0 e n = 6; 2 1 6 3 A P Ø0 6 0 A PP Exemplo: 3) C: ocorrência de números primos divisível por 2 no lançamento de um dado D = {2}, m = 1 e n = 6; 4) C: ocorrência de números maiores que zero (0) e menores que 7 no lançamento de um dado D = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, m = 6 e n = 6. 6 1 C P PP 1 6 6 D Definição Axiomática: Seja E um experimento aleatório com um espaço amostral associado Ω. A cada evento A ⊆ Ω associa-se um número real, representado por P (A) e denominado “probabilidade de A”, que satisfaz as seguintes propriedade (axiomas): i ) 0 ≤ P (A) ≤ 1; ii ) P (Ω) = 1; iii) P (A∪B) = P (A) + P (B), se A e B forem eventos mutuamente exclusivos; iv ) Se A1, A2, ... , An, ... , forem, dois a dois, eventos mutuamente exclusivos, então: . n 1i i n 1i i AA PP Consequências dos Axiômas (Propriedades Básicas): i ) P (Ø) = 0; ii ) Se A e Ā são eventos complementares então: P (A) + P (Ā) = 1 ou P (Ā) = 1 - P (A); iii) Se A⊆ B então P (A) ≤ P (B); iv ) Se A e B são dois eventos quaisquer então: P (A - B) = P (A) - P (A∩B); v ) Se A e B são dois eventos quaisquer de Ω então: P (A∪B) = P (A) + P (B) - P (A∩B); v i ) P (A∪B ∪C) = P (A) + P (B) + P (C) - P (A∩B) - P (A∩C) - P (B∩C) + P (A∩B ∩C); Da: Seja E um experimento aleatório com um espaço amostral associado Ω. A cada evento A ⊆ Ω associa-se um número real, representado por P (A) e denominado “probabilidade de A”, que satisfaz as seguintes propriedade (axiomas): i ) 0 ≤ P (A) ≤ 1; ii ) P (Ω) = 1; iii) P (A∪B) = P (A) + P (B), se A e B forem eventos mutuamente exclusivos; iv ) Se A1, A2, ... , An, ... , forem, dois a dois, eventos mutuamente exclusivos, então: . n 1i i n 1i i AA PP
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