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CURSO DE ADMINISTRAÇÃO Disciplina: Análise Estatística Professor Julio Servulo Números Índices A tabela abaixo mostra o resultado de uma eleição de uma determinada região: Números Índices Precisamos realizar um estudo comparativo da variação dos votos brancos mas este estudo não será de muita utilidade se trabalharmos com uma tabela de números absolutos. Por este motivo faremos uma nova tabela de números relativos. Números Índices Podemos então chegar a seguinte conclusão: A cidade E foi a que apresentou o maior índice de votos em branco. Este método, dos números relativos, é bastante empregado quando queremos fazer comparações de valores por uma mesma variável em épocas ou regiões diferentes e são conhecidas como números-índices. Números-índices ou índices é a relação entre dois estados de uma variável. Representa o nível de um fenômeno em relação ao que tinha em um dado período e geralmente é expresso em percentagem. Números Índices A tabela abaixo mostra a evolução das matrículas de um determinado colégio no período de 1989 a 1994. Através da tabela podemos acompanhar o aumento de alunos matriculados no período. Números Índices Relativos de preço: É o que chamamos a variação do preço, do valor ou da quantidade de um só bem e geralmente é expreso em termos percentuais. Por exemplo, atribuindo o valor de R$ 100,00 a época base podemos calcular da seguinte maneira na expressão: Números Índices Elos de relativos: Para formarmos os elos de relativos basta calcular cada um deles tendo como base o ano anterior. No período de 1991 a 1994 os preços foram R$ 240,00, R$ 300,00, R$ 360,00 e R$ 540,00 e seus elos relativos foram: Distribuição Binomial e Normal Variável Aleatória: Suponhamos um espaço amostral S relativo ao lançamento simultâneo de duas moedas é: S = {(Ca, Ca), (Ca, Co), (Co, Ca), (Co, Co)} e se representarmos o número de caras como X então teremos a tabela a seguir. Ponto Amostral X (Ca,Ca) 2 (Ca, Co) 1 (Co, Ca) 1 (Co, Co) 0 Distribuição Binomial e Normal Distribuição de probabilidade Consideremos a tabela abaixo e sua distribuição de frequência relativa ao número de acidentes diários em um estacionamento. Número de acidentes Frequências 0 22 1 5 2 2 3 1 30 Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal Feita as equações podemos então escrever: : Essa tabela é denominada distribuição de probabilidade Números de Acidentes Probabilidades 0 0,73 1 0,17 2 0,07 3 0,03 ∑ 1 Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal Exemplo: A probabilidade de obter exatamente 2 caras em 6 lances de uma moeda não viciada. O conceito de Probabilidade O estudo da probabilidade vem da necessidade de em certas situações, prevermos a possibilidade de ocorrência de determinados fatos. Ao começarmos o estudo da probabilidade, normalmente a primeira ideia que nos vem à mente é a da sua utilização em jogos, mas podemos utilizá-lo em muitas outras áreas. Um bom exemplo é na área comercial, onde um site de comércio eletrônico pode dela se utilizar, para prever a possibilidade de fraude por parte de um possível comprador. Para iniciarmos o estudo da probabilidade, vamos a seguir definir alguns conceitos importantes sobre a matéria. Experimento Aleatório Se lançarmos uma moeda ao chão para observarmos a face que ficou para cima, o resultado é imprevisível, pois tanto pode dar cara, quanto pode dar coroa. Se ao invés de uma moeda, o objeto a ser lançado for um dado, o resultado será mais imprevisível ainda, pois aumentamos o número de possibilidades de resultado. A experimentos como estes, ocorrendo nas mesmas condições ou em condições semelhantes, que podem apresentar resultados diferentes a cada ocorrência, damos o nome de experimentos aleatórios. Espaço Amostral Ao lançarmos uma moeda não sabemos qual será a face que ficará para cima, no entanto podemos afirmar com toda certeza que ou será cara, ou será coroa, pois uma moeda só possui estas duas faces. Neste exemplo, ao conjunto { cara, coroa } damos o nome de espaço amostral, pois ele é o conjunto de todos os resultados possíveis de ocorrer neste experimento. Representamos um espaço amostral, ou espaço amostral universal como também é chamado, pela letra S. No caso da moeda representamos o seu espaço amostral por: S = { cara, coroa } Se novamente ao invés de uma moeda, o objeto a ser lançado for um dado, o espaço amostral será: S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 } Classificação de Eventos Podemos classificar os eventos por vários tipos. Vejamos alguns deles: Evento Simples Classificamos assim os eventos que são formados por um único elemento do espaço amostral. A = { 5 } é a representação de um evento simples do lançamento de um dado cuja face para cima é divisível por 5. Nenhuma das outras possibilidades são divisíveis por 5. Evento Certo Ao lançarmos um dado é certo que a face que ficará para cima, terá um número divisor de 720. Este é um evento certo, pois 720 = 6! = 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1, obviamente qualquer um dos números da face de um dado é um divisor de 720, pois 720 é o produto de todos eles. O conjunto A = { 2, 3, 5, 6, 4, 1 } representa um evento certo pois ele possui todos os elementos do espaço amostral S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }. Classificação de Eventos Classificação de Eventos Classificação de Eventos Ocorrência de um Evento Os três irmãos Pedro, João e Luís foram brincar na rua. Supondo-se que as condições de retorno para casa são as mesmas para cada um deles, qual é a probabilidade de Luís voltar para casa primeiro? Como 3 é o número total de irmãos, então Luís tem 1 chance em 3 de voltar para casa primeiro, por isto a probabilidade de Luís voltar para casa antes dos seus irmãos é igual a 1/3. Definição A probabilidade de um evento ocorrer (Luís voltar para casa primeiro) considerando-se um espaço amostral (Pedro, João e Luís) é igual a razão do número de elementos do evento (1, apenas Luís) para o número de elementos do espaço amostral (3, o número de irmãos que foram brincar na rua), desde que espaço o amostral seja um conjunto equiprovável, ou seja, todos os seus elementos tenham a mesma possibilidade de ocorrer (as condições de retorno para casa são as mesmas para os três irmãos). Sendo E um evento, n(E) o seu número de elementos, S o espaço amostral não vazio e n(S) a quantidade de elementos do mesmo, temos que a probabilidade de E ocorrer é igual a: sendo n(S)≠0. A probabilidade é um número entre zero e um, inclusive, o que significa que no mínimo não a nenhuma hipótese do evento acontecer e no máximo o evento sempre ocorrerá: 0 ≤ P(E) ≤ 1. Normalmente representamos probabilidades através de frações, mas também podemos representá-las por números decimais, ou até mesmo por porcentagens. Exemplo Um dado é lançado. Qual é a probabilidade de obtermos um número divisor de 6? Como vimos acima, o espaço amostral do lançamento de um dado é: S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 } Como estamos interessados apenas nos resultados divisores de 6, o evento E é representado por: E = { 1, 2, 3, 6 } Então n(E) = 4 e n(S) = 6, portanto: Podemos também apresentar o resultado na forma de uma porcentagem: A probabilidade de se obter um número divisorde 6 é 2/3 ou 66,67%. Problemas de Contagem Princípio Fundamental de Contagem “Se um certo acontecimento pode ocorrer de n1 maneiras diferentes e se, após este acontecimento, um segundo pode ocorrer de n2 maneiras diferentes e, após este segundo acontecimento, um terceiro pode ocorrer de n3 maneiras diferentes …, então o número de modos diferentes em que os acontecimentos podem ocorrer na ordem indicada é n1 x n2 x n3…” Exemplo: No lançamento de dois dados, quantas possibilidades podem acontecer? Se contarmos todas as possibilidades verificamos que são 36, o mesmo número que obtemos se aplicarmos o “Princípio Fundamental de Contagem” 6 x 6 = 36. Análise Combinatória Quando o número de elementos é elevado, a contagem pelos processos anteriores é praticamente impossível e, nestes casos, recorre-se á análise combinatória. Assim, a análise combinatória pode ser entendida como um conjunto de processos alternativos e simplificados de contagem. Partimos sempre de um conjunto com um número finito de elementos (números, pessoas, objectos, letras …). Com os elementos desse conjunto formam-se Sequências ou Subconjuntos. Análise Combinatória O processo de cálculo do número de sequências que é possível formar vai depender de dois factores: - Ordem dos seus elementos; - Repetição dos seus elementos (sim ou não). Na formação de Subconjuntos não interessa a ordem e os elementos não de repetem. Casos em que na contagem interessa a ordem: - Arranjos com ou sem Repetição; - Permutações. Casos em que não interessa a ordem: - Combinações. O conceito de probabilidade - propriedades P1: A probabilidade do evento impossível é nula. Com efeito, sendo o evento impossível o conjunto vazio (Ø), teremos: p(Ø) = n(Ø)/n(U) = 0/n(U) = 0 Por exemplo, se numa urna só existem bolas brancas, a probabilidade de se retirar uma bola verde (evento impossível, neste caso) é nula. P2: A probabilidade do evento certo é igual a unidade. Com efeito, p(A) = n(U)/n(U) = 1 Por exemplo, se numa urna só existem bolas vermelhas, a probabilidade de se retirar uma bola vermelha (evento certo, neste caso) é igual a 1. P3: A probabilidade de um evento qualquer é um número real situado no intervalo real [0, 1]. Esta propriedade, decorre das propriedades 1 e 2 acima. O conceito de probabilidade - propriedades P4: A soma das probabilidades de um evento e do seu evento complementar é igual a unidade. Seja o evento A e o seu complementar A'. Sabemos que A U A' = U. n(A U A') = n(U) e, portanto, n(A) + n(A') = n(U). Dividindo ambos os membros por n(U), vem: n(A)/n(U) + n(A')/n(U) = n(U)/n(U), de onde conclui-se: p(A) + p(A') = 1 Nota: esta propriedade simples, é muito importante pois facilita a solução de muitos problemas aparentemente complicados. Em muitos casos, é mais fácil calcular a probabilidade do evento complementar e, pela propriedade acima, fica fácil determinar a probabilidade do evento. O conceito de probabilidade - propriedades O conceito de probabilidade - propriedades Exercícicios Considerando a ementa de um restaurante, quantas refeições diferentes é possível fazer neste restaurante, incluindo uma entrada, um prato e uma sobremesa? Exercícicios Num baralho de 52 cartas quantas sequências (interessa a ordem) diferentes se podem formar ao tirar sucessivamente 3 cartas sem reposição? Exercícios Considere o lançamento de um dado. Calcule a probabilidade de: a) sair o número 3: b) sair um número par: c) sair um múltiplo de 3: d) sair um número menor do que 3: e) sair um quadrado perfeito:. Considere o lançamento de dois dados. Calcule a probabilidade de: a) sair a soma 8: b) sair a soma 12. Exercícios Uma urna possui 6 bolas azuis, 10 bolas vermelhas e 4 bolas amarelas. Tirando-se uma bola com reposição, calcule as probabilidades seguintes: a) sair bola azul; b) sair bola vermelha; c) sair bola amarela Probabilidade Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal Distribuição Binomial e Normal
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