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Probabilidade e Estatística Profª Kellen Lima Aula 11 Probabilidade Básica (Parte 03) 6.8 Probabilidade Condicional CONTINUAÇÃO... EXEMPLOS: - Qual é a prob. de chover amanhã dado que choveu hoje? - Qual a prob. de uma pessoa ter uma doença se um exame médico deu negativo? - Qual a prob. de ser cliente da operadora de telefonia A dado que já foi cliente da B? Como determinar a prob. de um evento caso certas informações já sejam conhecidas? A PROBABILDADE CONDICIONAL é a probabilidade de um evento dado que outro evento ocorreu. OCORRE A, SE OCORREU B! B)|P(A Probabilidade de ocorrer A tendo ocorrido B; Probabilidade de A dado B ou Probabilidade de A condicional a B. P(B) )BP(A B)|P(A Eventos de S: A e B (A, B ⊂ S) com P(B)>0 e P(A)>0: P(A) )BP(A A)|P(B Sendo: No Diagrama de Venn P(B) )BP(A n(S) n(B) n(S) B)n(A n(B) B)n(A P(A|B) B: Diminuindo S teremos um novo espaço amostral (B) novo evento (𝑨 ∩ 𝑩) Dos carros de um feirão de carros usados, 70% tem ar condicionado (AC) e 40% tem um tocador de CD (CD). Sendo que, 20% dos carros possuem ambos. Qual é a probabilidade que o carro tenha um tocador de CD, dado que o carro tem ar condicionado (AC)? (a) Logo, queremos determinar: P(CD | AC). (b) Represente o espaço amostral por meio de uma tabela de contingência e diagrama de árvores. EXERCÍCIO RESOLVIDO CD Sem CD TOTAL AC 0,2 0,5 0,7 Sem AC 0,2 0,1 0,3 TOTAL 0,4 0,6 1,0 0,2857 0,7 0,2 P(AC) AC) e P(CD AC)|P(CD Dado AC apenas considera-se a linha de cima (70% dos carros), sendo que, destes 20% têm um tocador de CD. Então, a P (CD|AC) é de aproximadamente 28,57%. Tabela de contingência RESOLUÇÃO P(CD e AC) = 0,2 P(CD e ACc) = 0,2 P(CDc e ACc) = 0,1 P(CDc e AC) = 0,5 Todos os carros 1) Dado CD ou sem CD Diagrama de Árvores RESOLUÇÃO P(AC e CD) = 0,2 P(AC e CDc) = 0,5 P(ACc e CDc) = 0,1 P(ACc e CD) = 0,2 Todos os carros 2) Dado AC ou não AC Diagrama de Árvores RESOLUÇÃO 6.8 Probabilidade Condicional 6.8.1 A Regra do Produto Outra forma de computar a probabilidade de uma interseção de eventos: Para a interseção dois eventos A e B: Ou generalizando: BP*BAPB A P 1122-n1-n1-nnn21 AP*AAP*...*AAP*AAPA....AAP Para n = 2 P(B) )BP(A B)|P(A Suponha que o conselho da universidade seja composto de 5 brancos, 4 negros e 3 orientais. Qual a probabilidade de selecionarmos aleatoriamente um oriental e branco? EXERCÍCIO RESOLVIDO 0,1145/44)( (5/12)*(3/11) )( P(B)*B)|P(O)( O)Ae BP(A 21 BOP BOP BOP RESOLUÇÃO Uma vez que a pessoa branca é escolhida (de um total de 12 membros do conselho), apenas 11 restam no espaço amostral do segundo sorteio, dos quais 3 são orientais. 6.9 O Teorema da Probabilidade Total Dividimos o espaço amostral em uma série de cenários possíveis, Ai (partição de S). P(B|Ai) são conhecidos ou fáceis de calcular P(B): média ponderada de P(B) ocorrer em cada cenário, P(B|Ai) Cada cenário é ponderado por sua prob. de ocorrência: P(Ai) 332211 321 *** APABPAPABPAPABPBP ABPABPABPP(B) Divida e Conquiste! 111 AP*ABPA BP )P(A )AP(B )A|P(B 1 1 1 Visualizando o Teorema da Probabilidade Total 332211 321 *** APABPAPABPAPABPBP ABPABPABPP(B) Divida e Conquiste! Em três parques industriais, P1, P2 e P3, dedicam-se à atividade alimentar (A), 10%, 40% e 25% das empresas instaladas. Escolhido, ao acaso, um dos parques e nele, também ao acaso, uma empresa, qual a probabilidade de esta se dedicar à atividade alimentar? EXERCÍCIO RESOLVIDO Partição: parques industriais; • P(P1) = 1/3 P(P2) = 1/3 e P(P3) = 1/3 Para cada um dos cenários: • P(A|P1) = 0,1 P(A|P2) = 0,4 e P(A|P3) = 0,25 Probabilidade de ganhar, usando o Teorema da Probabilidade Total: P(A) = P (A∩ P1)+P (A∩ P2)+P (A∩ P3) P(A) = P(A|P1)*P(P1)+ P(A|P2)*P(P2)+ P(A|P3)*P(P3) P(A) = 0,1*0,33 + 0,4*0,33 + 0,25*0,33 P(A) = 0,24 RESOLUÇÃO RESOLUÇÃO 6.10 Independência de Eventos Dois eventos são independentes se e somente se: Os eventos A e B são independentes quando a probabilidade de ocorrência de um evento não é afetada pela ocorrência do outro evento. Pela definição de probabilidade condicional P(A)B)|P(A BP APBAP BP BAP B)|P(A Sendo, P(A)B)|P(A • A ocorrência dos eventos é governada por processos físicos distintos que não interagem entre si. Fácil de intuir quando os eventos são independentes: Difícil de visualizar no espaço amostral: confusão frequente: achar que eventos disjuntos são independentes… A segunda formulação é mais usada na prática para testar se dois eventos são independentes. EXERCÍCIO RESOLVIDO Três componentes C1, C2, e C3 de um mecanismo são postos em série (em linha reta). Suponha que esses componentes sejam dispostos em ordem aleatória. Seja R o evento {C2 está à direita de C1} e seja S o evento {C3 está à direita de C1}. Os eventos R e S são independentes? Por quê? Para que R e S sejam independentes deve-se ter: P(R∩S) = P(R) × P(S) • O espaço amostral para este caso é: A = {C1C2C3 ; C1C3C2 ; C2C1C3 ; C2C3C1 ; C3C1C2 ; C3C2C1}. • As sequências em que C2 está à direita de C1 são: R = { C1C2C3 ; C1C3C2 ; C3C1C2 } Logo: P(R) = 3/6 = 50% • As sequências em que C3 está à direita de C1 são: S = {C1C2C3 ; C1C3C2 ; C2C1C3} Logo: P(S) = 3/6 = 50% • As sequências em que C2 está à direita de C1 E C3 também está à direita de C1 são: (R∩S) = { C1C2C3 ; C1C3C2 } P(R∩S) = 2/6 = 1/3 = 0,33 = 33,33% ≠ P(R) × P(S) = 0,5×0,5 = 0,25 = 25% PORTANTO, OS EVENTOS R E S NÃO SÃO INDEPENDENTES. RESOLUÇÃO 6.11 Teorema de Bayes Em relação a exames diagnósticos, isto se resume à seguinte equação: aquilo que pensávamos antes + as informações dos exames = aquilo que pensamos depois. Probabilidades prévias + novas informações Teorema de Bayes Probabilidades posteriores Matematicamente, nada mais é do que uma extensão da probabilidade condicional e do teorema do produto; O Teorema de Bayes é usado para rever probabilidades previamente calculadas quando novas informações aparecem; P(B) )P(A*)A|P(B B)|P(A iii Nós temos uma probabilidade « a priori » para eventos Ai mutuamente exclusivos e coletivamente exaustivos: P(Ai) Para cada Ai nós sabemos, P(B|Ai) Mas na verdade nós queremos computar: P(Ai|B) iii AP*ABPA BP Onde: Ai = i ésimo evento de n eventos mutuamente excludentes e coletivamente exaustivos. B = novo evento que talvez mude a chance de Ai ocorrer. nn2211 ii i AP*)AP(B...AP*)AP(BAP*)AP(B )P(A*)A|P(B B)|P(A EXERCÍCIO RESOLVIDO Uma companhia multinacional tem três fábricas que produzem o mesmo tipo de produto. A fábrica 1 é responsável por 30% do total produzido, a fábrica 2 produz 45% do total, e o restante vem da fábrica 3. Cada uma das fábricas, no entanto, produz uma proporção de produtos que não atendem aos padrões estabelecidos pelas normas internacionais. Tais produtos são considerados defeituosos e correspondema 1%, 2% e 1,5%, respectivamente, dos totais produzidos por fábrica. No centro de distribuição é feito o controle de qualidade da produção combinada das fábricas. (a) Qual é a probabilidade de encontrar um produto defeituoso durante a inspeção de qualidade? (b) Se durante a inspeção, encontramos um produto defeituoso, qual é a probabilidade que ele tenha sido produzido na fábrica 2? Sejam os eventos: D = {Produto Defeituoso} e Fi = {Produto da Fábrica i} Sabemos, pelo enunciado, que: P(F1) = 0,3 P(F2) = 0,45 e P(F3) = 0,25. Além disso, sabemos que P(D|F1) = 0,01 P(D|F2) = 0,02 e P(D|F3) = 0,015. (a) Então, pela lei da probabilidade total: P(D) = P(D|F1)*P(F1) + P(D|F2)*P(F2) + P(D|F3)*P(F3) P(D) = 0,01*0,3 +0,02*0,45 +0,015*0,25 = 0,01575 (b) Aqui, aplicaremos o Teorema de Bayes usando o item anterior para encontrar P(A): P(F2|D) = P(D|F2)*P(F2) / P(A) P(F2|D) = 0,02*0,45 / 0,01575 P(F2|D) = 0,5714 RESOLUÇÃO RESUMO Em três aulas aprendemos: CONCEITOS BÁSICOS DE PROBABILIDADE FUNÇÕES PROBABILIDADE PROBABILIDADE CONDICIONAL • Espaço amostral e eventos, propriedades de conjuntos. • Probabilidade clássica, Probabilidade Frequentista • Regra da Adição • Técnicas de Contagem • Regra do Produto e Teorema da Probabilidade Total • Teorema de Bayes • Independência Obrigada!!! & Bons Estudos!!! Uma empresa de produtos eletrônicos está avaliando a comercialzação de um novo modelo de aparelho de TV. No passado, 40% dos aparelhos de TV introduzidos pela empresa foram bem-sucedidos, enquanto 60% não foram. Antes de lançar o aparelho de TV no mercado, o departamento de pesquisa do mercado (DPM) realizou um amplo estudo e divulgou um relatório, favorável ou desfavorável. No passado, 80% dos aparelhos de TV bem-sucedidos receberam um relatório favorável na pesquisa de mercado, enquanto 30% dos aparelhos de TV não foram bem- sucedidos receberam relatórios favoráveis. Para o novo modelo de TV que está sendo avaliado, o DPM emitiu um relatório favorável. Qual é a probabilidade de que a TV venha ser bem-sucedido? AULA 11 – EXERCÍCIO R e s p o s ta = 0 ,6 4 nn2211 ii i AP*)AP(B...AP*)AP(BAP*)AP(B )P(A*)A|P(B B)|P(A
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