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Tema 3: Probabilidade condicional, multiplicação de probabilidades e independência Probabilidade condicional Há casos em que a probabilidade de um determinado evento ocorrer é condicionada ao resultado de outro evento. Nesses casos, a probabilidade condicional de um evento B, dado que aconteceu um evento A, denotada por P B A| , pode ser expressa, segundo Montgomery e Runger (2011), por: P B A P A B P A | /, para P A 0 . Exemplo: Discos de plásticos de policarbonato, provenientes de um fornecedor são analisados com relação à resistência a arranhões e a choques. Os resultados de 100 discos estão resumidos a seguir: Seja A o evento em que um disco tenha alta resistência a choque e seja B o evento em que um disco tenha alta resistência a arranhões. Determine as seguintes probabilidades: a. P(A) Da definição clássica de probabilidades temos que: número de casos favoráveis ao evento A P A número de casos possíveis 86 100 b. P(B) Da definição clássica de probabilidades temos que: número de casos favoráveis ao evento B P B número de casos possíveis 79 100 c. P(A|B) Sendo que P B A representa a probabilidade do evento B e do evento A ocorrerem simultaneamente, dada então por 70 / 100, e da definição de probabilidade condicional tem-se que: P A B P B A P B | / = (70/100) / (79/100) = 70/79 d. P(B|A) Da mesma maneira que o item anterior: P B A P A B P A | / = (70/100) / (86/100) = 70/86. Regra da multiplicação das probabilidades Muitas vezes, é preciso calcular a probabilidade da interseção de dois eventos, ou seja, a probabilidade de dois eventos distintos pertencentes ao mesmo espaço amostral ocorrerem ao mesmo tempo. Neste caso, rearranjando a definição de probabilidade condicional tem-se, segundo Martins (2010): P AB P A B P B A P A P A B P B . | | Assim, segundo Martins (2010), podemos definir a regra geral de multiplicação de probabilidades, como: “a probabilidade da ocorrência simultânea de dois eventos, A e B, do mesmo espaço amostral, é igual ao produto da probabilidade de um deles pela probabilidade condicionada do outro, dado o primeiro”. Exemplo: Uma urna contém cinco bolas brancas e sete pretas. Uma bola é retirada ao acaso e não é recolocada na urna. Na sequência, outra bola é retirada. Qual a probabilidade de ambas serem brancas? A primeira bola sendo branca influi sobre a probabilidade de obter uma segunda bola branca: os dois eventos não são estatisticamente independentes, logo, de acordo com a regra da multiplicação de probabilidades, temos: P ambas brancas P primeira branca P segunda branca / primeira branca . 5 / 12 . 4 / 11 20 / 132 Teorema da Probabilidade Total Os eventos nA A A1 2, ,... são distintos, formam uma divisão do espaço amostral e não possuem interseções entre si, de modo que o espaço amostral é formado peja junção destes eventos. Logo, sendo B um evento qualquer desse espaço, então a probabilidade de que esse evento aconteça será expressa por (ROSA, 2009): nP B P B A P B A P B A 1 2 ... Usando a definição de probabilidade condicional, temos: n nP B P B A P A P B A P A P B A P A 1 1 2 2| | ... | . Exemplo: Considerando a fabricação de semicondutores, suponha as seguintes probabilidades para falha no produto sujeito a níveis de contaminação na fabricação: Em uma batelada particular da produção, 20% dos chips estão sujeitos a níveis altos de contaminação, 30% a níveis médios e 50% a níveis baixos. Qual é a probabilidade de um produto falhar ao usar um desses chips? Vamos denominar H o evento em que um chip esteja exposto a níveis altos de contaminação, M o evento em que um chip esteja exposto a níveis médios de contaminação e L o evento em que um chip esteja exposto a níveis baixos de contaminação. A probabilidade de um produto falhar usando um desses chips será dada pelo teorema da probabilidade total como: P F P F H P H P F M P M P F L P L | | ... | 0,10 0,20 0,01 0,30 0,001 0,50 0,0235 Portanto, a probabilidade de falha é de aproximadamente 2,35%. Independência Dois eventos são independentes se a ocorrência de um deles não interferir a ocorrência do outro. Logo, para que dois eventos sejam considerados estatisticamente independentes, pelo menos uma das seguintes afirmações deve ser satisfeita (MONTGOMERY e RUNGER, 2011): a. P A B P A| , b. P B A P B| , c. P A B P A P B .
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