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Probabilidade e Estatística Profª Kellen Lima Aula 10 Probabilidade Básica (Parte 02) CONTINUAÇÃO... (3) Eventos compostos: (a) o evento em que exatamente um dos três veículos vire à direita; (b) o evento em que os três eventos virem na mesma direçao. (2) Eventos simples? (1) Espaço amostral? Considere um experimento em que cada um de três veículos que trafeguem em uma determinada estrada siga pela saída à esquerda (E) ou à direita (D) no final da rampa de saída: Relembrando!!! 6.7 AXIOMAS (conceitos básicos) DE KOLMOGOROV PARA ASSEGURAR QUE AS ATRIBUIÇÕES DE PROB. SEJAM CONSISTENTES COM AS NOSSAS NOÇÕES INTUITIVAS, ESTAS DEVEM SATISFAZER OS AXIOMAS A SEGUIR: Qualquer função P(.) dos eventos no intervalo [0,1] é uma prob. se satisfizer as condições: Não-negatividade: P(A) ≥ 0, sendo A um evento qualquer; Aditividade: {Ej} eventos disjuntos ou mut. Excludentes devemos somar as probabilidades. Normalização: P(S=evento certo) = 1 Ex: A prob. de amanhecer. j jj j EP EP 6.8 PROPRIEDADES DE UMA PROBABILIDADE Uma função de probabilidade satisfaz as seguintes propriedades: APAPAP c 1)( 2121 então , Se APAP AA 0P 0 então , Se BAP excludentemutuamenteforemBeA 6.9 REGRA GERAL DA ADIÇÃO Portanto, a Regra da Adição consiste de eventos compostos os quais devem ser contados apenas uma vez; Eventos Coletivamente Exaustivos: P(A + B) = P(A) + P(B) - P(A ∩ B) = 1 Eventos complementares: P(A + B) = P(A) + P(B) = 1, já que P(A ∩ B) = 0 A e B são mutuamente excludentes, então: P(A + B) = P(A)+P(B), já que P(A ∩ B) = 0 P (A ou B) = P (ocorrência de A, ou de B, ou de ambos); A palavra-chave aqui é a conjunção OU É o OU inclusive, que significa um, ou outro ou ambos; O evento tem que ser composto é qualquer evento que combina dois ou mais eventos simples; REGRAS BAPBPAPBAPBouAPBAP )()( A adição das áreas dos dois círculos acarreta numa contagem dupla dos elementos comuns (área do meio – interseção), mas quando se aplica a regra da adição este deve ser contado apenas uma vez. Não contar os resultados repetidos, ou seja, os que ocorrem mais de uma vez; Achar o total de maneiras de como B pode ocorrer; Achar o total de maneiras como A pode ocorrer; P(A ou B) é igual a esta soma, dividida pelo número total de resultados possíveis; INTUITIVA Somamos o número de ocorrências possíveis de A e o número de ocorrências possíveis de B, de tal modo que cada resultado seja contado apenas uma vez de um evento composto; EXEMPLOS (1) Se escolhermos aleatoriamente um dos dez algarismos (0,1,2,3,4,5,6,7, 8,9), qual a probabilidade de escolhermos 0 ou 1? P(0 ou 1) = 2/10 = 0,2 (2) Considerando o mesmo conjunto de números, qual a probabilidade de obtermos um número ímpar ou um número superior a 6? Dos 10 resultados possíveis, 5 são ímpares (1,3,5,7,9) e 3 são superiores a 6 (7,8,9) Deve-se tomar cuidado para não contar um resultado duas vezes; - P(impar ou superior a 6) = (1,3,5,7,8,9) = 6/10 = 0,6 Cursando Estatística Não cursando Estatística Total Homem 84 145 229 Mulher 76 134 210 Total 160 279 439 P(H ou E) = P(H) + P(E) – P(H e E) P(H ou E) = 229/439 + 160/439 – 84/439 = 0,69 EXERCÍCIO RESOLVIDO Qual a probabilidade de selecionarmos aleatoriamente um homem ou um aluno da estatística de uma população descrita pela tabela abaixo? 6.10 Resumo de Probabilidade Probabilidade é uma medida numérica que informa a chance de um resultado ocorrer. A probabilidade de um evento deve estar entre 0 e 1, incluindo os extremos. • 0 ≤ P(A) ≤ 1 para qualquer evento A. A soma da probabilidade de uma partição do espaço amostral é igual a 1. • P(A) + P(B) + P(C) = 1 • Onde A, B e C são eventos mutuamente excludentes e coletivamente exaustivos (partição de S) Certo Impossível .5 1 0 6.11 Técnicas de Contagem 6.11.1 Princípio da Contagem Quando os diversos resultados de um experimento são igualmente prováveis, a tarefa de calcular probabilidades se reduz a uma contagem, dado por: P(A) = N (A) / N Onde: Princípio de contagem (divida e conquiste): o processo é quebrado em várias etapas com o uso do diagrama de árvores Considere um processo que contem r estagios. Suponha que: Existem n1 resultados possíveis no primeiro estágio; Para cada resultado possível do estágio 1 existem n2 resultados possíveis no estágio 2. De forma mais geral, para cada um dos resultados nos i-1 primeiros estágios, existem ni resultados possiveis no i-ésimo estágio. Então, o número total de resultados possíveis no processo de r estágios é de: n1*n2*n3*…*ni Um número telefônico é composto de 8 dígitos, mas o primeiro dígito apenas assume 3 valores: 3, 8, 9. Quantos números distintos existem? Temos um total de 8 estágios No primeiro estágio apenas 3 opções Nos demais estágios: 10 opções Total: 3 * 107 EXEMPLO 6.11 Técnicas de Contagem 6.11.3 Permutação e Combinação Problema: Selecionar k objetos de um total de n objetos. Se a ordem é importante: Permutação é uma lista ordenada sem repetições. Se a ordem não é importante: Combinação subconjunto não odenado. 6.11 Técnicas de Contagem 6.11.3.1 Permutação Permutação de k objetos Queremos selecionar k objetos de um conjunto de n objetos sem reposição. • Para o primeiro objeto: n possibilidades • Para o segundo objeto: n-1 possibilidades • … • Para o último objeto: n - (k-1) possibilidades • Dado pelo fatorial: )!( ! kn n EXEMPLO Há 10 assistentes de professores disponíveis para correção de provas em um determinado curso. O primeiro exame consiste em 4 questões e o professor deseja selecionar um assistente diferente para corrigir cada uma (apenas um assistente por questão). De quantas formas diferentes os assistentes podem ser escolhidos para a correção? SOLUÇÃO: Tem-se, n = n° de assistentes = 10 k = n° de questões = 4 Então, o n° de atribuições diferentes de correção será: 504078910 !6 !678910 )!410( !10 )!( ! 10,4 kn n A EXEMPLO Qual o total de palavras com 4 letras distintas (não precisa ter significado nem seguir regras ortográficas)? SOLUÇÃO: Permutação: Selecionar 4 letras de um total de 23 sem repetir Total de permutações de 4 elementos: 21252020212223 !19 !1920212223 )!423( !23 )!( ! 23,4 kn n A 6.11 Técnicas de Contagem 6.11.3.2 Combinação Combinação Dado um conjunto de n objetos diferentes, qualquer subconjunto não-ordenado de tamanho k é denominado de combinação. O número de combinações de tamanho k que podem ser formadas a partir de n objetos distintos é representado por 𝒏 𝒌 Exemplo: Formar comitê com 3 representantes de turma de um total de 131 alunos. Se todos têm mesmo poder: combinação. Se teremos presidente, vice-presidente e secretário: permutação. Lógica reversa: Para selecionar uma k-permutação, podemos usar o princípio da contagem e dividir problema em 2 estágios: Primeiro estágio: selecionar uma combinação de k itens; Segundo estágio: para cada possível combinação, reordernar os itens. Equivalente a k-permutações em um totalde k itens! Número de combinações Newton de Binômio )!(! ! knk n k n • AB, AC, AD, BC, BD, CD Conferindo: 6 !2)!24( !4 2 4 scombinaçõeN CONTINUARÁ... EXEMPLO Número de combinações de 2 elementos das letras A, B, C, D: Aula 10 – Exercícios 1) Um dado experimento é examinarmos três fusíveis para ver se funcionam. O espaço amostral desse experimento é expresso como S = {N, D}, onde N representa sem defeito e D representa com defeito. Se examinarmos esses três fusíveis em sequência e anotarmos o resultado de cada exame, qual será o resultado do experimento a partir do DIAGRAMA DE ÁRVORES? 2) Selecione aleatoriamente um estudante em uma determinada universidade e represente por A o evento dele possuir um cartão de crédito Visa e por B o evento análogo para um Mastercard. Suponha que: P(A) = 0,5 P(B) = 0,4 P (A∩B) = 0,25 (a) Calcule a probabilidade de que um indivíduo selecionado tenha pelo menos um dos dois tipos de cartão; (b) Qual a probabilidade do indivíduo selecionado não ter nenhum dos tipos de cartão? (a) 0,65 (b) 0,35 MOSTRE OD RESULTADOS DETALHADOS! 3) Uma determinada fábrica opera em três turnos diferentes. No ano anterior, ocorreram 200 acidentes na fábrica. Alguns deles podem ser atribuídos em parte a condições de trabalho inseguras, enquanto os outros não estão relacionados a condições de trabalho. A tabela a seguir fornece as porcentagens de acidentes que se encaixam em cada categoria de turno de trabalho. Suponha que um dos 200 relatórios de acidente seja selecionado aleatoriamente de um arquivo de relatórios e sejam determinados o tipo de acidente e o turno. (a) Quais são os eventos simples? (b) Qual é a probabilidade de que o acidente selecionado seja atribuído a condições inseguras? (c) Qual é a probabilidade de que o acidente selecionado não tenha ocorrido no turno do dia? (a) ? (b) 0,23 (c) 0,55 MOSTRE OS RESULTADOS DETALHADOS! (C1) (C2) Condições Inseguras Não relacionado às condições (S1) Dia 10% 35% (S2) Alternado 8% 20% (S3) Noite 5% 22% Aula 10 – Exercícios