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Introdução ao Cálculo das Probabilidades Profª Adriana Maria Balena Tostes Eventos Condicionados (E1 / E2) Dois eventos associados a uma mesma experiência são ditos condicionados quando a ocorrência prévia de um deles aumenta ou diminui a ocorrência do outro. Exemplos: Ir a praia e fazer sol Letra u e letra q Almoçar e ter fome Probabilidade Condicionada É o percentual de ocorrência de um evento E2 sabendo que outro evento E1 já ocorreu. OBS.: Com P(E1)≠0 1- Numa escola com 100 alunos, 40 estudam só matemática, 30 estudam só inglês e 20 estudam matemática e inglês. Sabendo que o um aluno já estuda matemática qual a probabilidade de estudar inglês? 40 20 30 10 20/60 = 33% Exemplos M I 2- Suponha que o seguinte quadro represente uma possível divisão dos alunos matriculados em um dado instituto de matemática, num dado ano: Curso M F Total Matemática Pura 70 40 110 Matemática Aplicada 15 15 30 Estatística 10 20 30 Computação 20 10 30 Total 115 85 200 Seleciona-se um estudante deste instituto. Foi constatado que ele era do curso de estatística. Qual a probabilidade dele ser do sexo masculino? Resposta: 10/30 = 33% 3- Em uma cidade existem 15000 usuários de telefonia, dos quais 10000 possuem telefones fixos, 8000 telefones móveis e 3000 têm telefones fixos e móveis. Seja a experiência aleatória de uma operadora de telefone móvel selecionar uma pessoa da cidade para oferecer uma promoção do tipo “fale grátis de seu móvel para seu fixo”. Pergunta-se: a) Já sabendo que ela tem um telefone móvel, qual a probabilidade de ela ter telefone fixo também? b) Já sabendo que ela tem um telefone fixo, qual a probabilidade de ela ter telefone móvel também? a) 37,5% b)30% Regra do produto para eventos condicionados Se dois eventos são condicionados, então: Teorema da Probabilidade Total Sejam os eventos E1, E2, …, En eventos complementares que constituem uma partição do espaço amostral Ω e B um evento qualquer em Ω. Então, pode-se ter a seguinte visualização em diagrama: A probabilidade P(B) pode ser definida pela expressão, conhecida como teorema da Probabilidade Total: E1 E2 … En B E1∧B E2∧B En∧B Ω Exemplo: Um piloto de fórmula I tem 50% de probabilidade de vencer determinada corrida quando esta se realiza sob chuva. Caso não chova durante a corrida sua probabilidade de vitória é de 25%. Se o serviço de meteorologia estimar em 30% a probabilidade de que chova durante a corrida, qual é a probabilidade deste piloto ganhar a corrida? Teorema de Bayes Considere E1, E2, E3, …., En eventos mutuamente exludentes cuja união representa o espaço amostral Ω. Assim, se B é um evento qualquer, temos o seguinte teorema, conhecido como Teorema de Bayes, ou Teorema da Probabilidade das Causas ou dos Antecedentes, ou Teorema da Probabilidade a posteriori, dado pela fórmula: O Teorema de Bayes é importante porque inverte probabilidades condicionais. Ele nos dá a probabilidade de uma causa ocorrer, desde que B já tenha ocorrido. Aí se questiona até que ponto a causa Ei teve participação nesta ocorrência. Exemplo 1: Em uma cidade, durante um período de observação, verificou-se que o trânsito ficou engarrafado no horário do rush da manhã 30% das vezes. Nos dias em que o trânsito ficou engarrafado, um funcionário chegou atrasado 10% das vezes e nos dias de trânsito bom, ele chegou atrasado com uma frequencia de 1%. Certo dia o funcionário chegou atrasado. Qual a probabilidade de ter sido em um dia de trânsito engarrafado? Efeito: chegar atrasado Causas: trânsito engarrafado, trânsito bom P(E)= 30% P(Ē) = 70% P(A/E) = 10% P(A/Ē) = 1% P(E/A) = ? atrasado E Ē Resposta: 81% Exemplo 2: Ficou constatado que o aumento nas vendas de certo produto comercializado por certa empresa num certo mês pode ocorrer somente por uma das causas mutuamente exclusivas: ação de marketing, publicidade/propaganda, oscilações econômicas no país e sazonalidade. A probabilidade de haver uma ação de marketing eficaz no mês é de 40%; de publicidade/propaganda, 30%; oscilações econômicas no país 20%; e sazonalidade, 10%. Uma pesquisa mostrou que a probabilidade de haver aumento nas vendas do produto devido a uma ação de marketing eficaz é de 7%; de publicidade/propaganda é de 7,5%, de oscilações econômicas no país de 3% e de sazonalidade 2%. Em um dado mês, o incremento nas vendas foi considerável. Indique a causa mais provável. Qual a probabilidade de aumento das vendas em um dado mês? MK PP OE SA Aumento nas vendas Resposta: mk=47,8% pp=38,5% oe= 10,3% sa = 3,4% P(aumento) = 5,8% Efeito: aumento nas vendas Causas: ação de marketing publicidade/propaganda oscilações econômicas no país sazonalidade P(MK) = 0,4 P(A/MK) = 0,07 P(MK/A) = ? P(PP) = 0,3 P(A/PP) = 0,075 P(MK/A) = ? P(OE) = 0,2 P(A/OE) = 0,03 P(MK/A) = ? P(SA) = 0,1 P(A/SA) = 0,02 P(MK/A) = ? Exemplo 3: Um indivíduo pode chegar atrasado ao emprego utilizando-se apenas de um desses meios de locomoção: bicicleta, motocicleta ou carro. Sabe-se, por experiência, que a probabilidade dele usar carro é de 0,6; bicicleta 0,1; e de motocicleta, 0,3. A probabilidade dele chegar atrasado dado que se utilizou do carro é 0,05; de bicicleta, 0,02; e de motocicleta, 0,08. Certo dia ele chegou atrasado, qual a probabilidade de ter sido devido ao uso do carro? B M C atrasado Efeito: chegar atrasado Causas: ir de bicicleta ir de motocicleta ir de carro P(C) = 0,6 P(B)= 0,1 P(M)= 0,3 P(A/C)= 0,05 P(A/B)=0,02 P(A/M)=0,08 P(C/A) = ? Resposta: 53,57% Exercícios 1- As máquinas A e B são responsáveis por 70% e 30%, respectivamente, da produção da empresa. A máquina A produz 2% das peças defeituosas e a máquina B produz 8% de peças defeituosas. Calcule a probabilidade de peças defeituosas na produção desta empresa. 2- As máquinas A e B são responsáveis por 60% e 40% respectivamente, da produção de uma empresa. Os índices de peças defeituosas na produção destas máquinas valem 3% e 7% respectivamente. Se uma peça defeituosa foi selecionada da produção desta empresa, qual é a probabilidade de que tenha sido produzida pela máquina B? 3- Um pesquisador desenvolve sementes de quatro tipos de plantas, P1, P2, P3 e P4. A probabilidade de ocorrência das plantas nos canteiros são idênticas e iguais a 25%. Plantados canteiros-pilotos destas sementes a probabilidade de todas germinarem é 40% para P1, 30% para P2, 25% para P3 e 50% para P4. Um canteiro-piloto é selecionado ao acaso. a) Qual é a probabilidade de que todas as sementes ali plantadas tenham germinado? b) Escolhido um canteiro ao acaso, verificou-se que todas as sementes haviam germinado. Calcule a probabilidade de que o canteiro escolhido seja o de sementes de P1. b) 27,6% 4- A probabilidade de que um carro apresente problemas de carburação é de 40%, e de distribuição é de 30%. Se o problema for de carburação, a probabilidade de conserto no local é de 80%. Se o problema for de distribuição, a probabilidade de conserto no local é de 60%. Se o problema for de outra natureza, a probabilidade de conserto no local é de 10%. Um carro acaba de apresentar problemas. Calcule a probabilidade de que seja consertado. P(CA) = 40% P(CO/CA) = 80% P(DI) = 30% P(CO/DI) = 60% P(OU) = 30% P(CO/OU) = 10% P(C) = 0,4 . 0,8 + 0,3 . 0,6 + 0,3 . 0,1 = 53% 5- Ambientalistas de uma ONG (Organização Não Governamental), após um levantamento de dados, constataram, emuma cidade, a existência de três indústrias: I, II, III. Cada indústria participa com 40%, 35%, 25%, respectivamente, da produção industrial da cidade. A proporção de gases poluentes lançados na atmosfera é de 2% pela indústria I, 1% pela indústria II e 3% pela indústria III. Uma análise da emissão de gases poluentes ou de partículas sólidas na atmosfera é realizada ao acaso nesta cidade, o que permitiu aos ambientalistas verificar a existência de polução atmosférica. Qual a probabilidade dos gases considerados poluentes terem sidos lançados pela indústria II? 6- Um vendedor de produtos eletrônicos estima que 2% dos seus clientes são da classe A, 15% da classe B, 63% da classe C e o restante das classes D e E. Ele esta divulgando uma promoção para a venda de computadores portáteis e acredita que tem 90% de probabilidade de vendê-los para indivíduos da classe A, 70% de probabilidade de vendê-los para a classe B, para a classe C, 40%, e para as classes D e E, 10%. a. Um cliente entra na loja. Qual a probabilidade de ele comprar o computador em promoção? b. Um cliente entra na loja e não se interessa pela promoção. Qual a probabilidade de que seja da classe B?
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