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ESTATÍSTICA-MÓDULO-05 MANUEL 1 MÓDULO - 05 - PROBABILIDADE Introdução - Os jogos de azar, que se caracterizam por ações como girar uma roleta, lançar dados ou retirar carta de baralho tem duas características básicas: a incerteza e a regularidade. Assim, por exemplo, toda vez que se joga um dado, pode ocorrer qualquer uma das faces. No entanto, o jogo, embora incerto tem regularidade. Se forem feitos muitos lançamentos espera- se que todas as faces ocorram igual número de vezes. Essas características de jogos de azar, percebidas há muito tempo, criaram a idéia de que seria possível achar uma “fórmula” ou um “método”, que permitisse ao jogador ganhar sempre, ou pelo menos, ganhar na maioria das vezes. Isso não é possível, mas foi essa idéia que incentivou o estudo de tais jogos, o que levou a formulação da teoria da probabilidade, base da estatística moderna. Experimento Aleatório - é aquele que repetido sob as mesmas condições indefinidamente apresenta variações nos resultados. Exemplos: E1 - retirar uma carta de um baralho com 52 cartas e observar o resultado. E2 - retirar com reposição bolas de uma urna que contém 5 bolas brancas e 6 pretas. E3 - jogar uma moeda 10 vezes e observar o número de caras. Espaço Amostral (S) - é o conjunto de todos os resultados possíveis de um experimento aleatório. Exemplos: - Lançamento de uma moeda : S = {Ca , Co} - Lançamento de um dado : S = {1,2,3,4,5,6} Evento - é qualquer subconjunto do espaço amostral S de um experimento aleatório. Exemplo: No lançamento de um dado, o espaço amostral é S = {1,2,3,4,5,6} , assim: A = {2,4,6} S é um evento de S B = {1,2,3,4,5,6} é um evento de S C = {4} é um evento de S D = ø S é um evento impossível Um evento é sempre definido por uma sentença, logo, os eventos acima podem ser assim definidos: A - obter um número par na face superior B - obter um número menor ou igual a 6 na face superior C - obter o número 4 na face superior D - obter um número maior que 6 na face superior ESTATÍSTICA-MÓDULO-05 MANUEL 2 Probabilidade - chama-se probabilidade de um evento A, A S ao número real P(A) tal que: P(A) = n A n S ( ) ( ) , onde: n(A) = nº de elementos de A n(S) = nº de elementos de S Exemplo-1: Qual é a probabilidade de se obter cara no lançamento de uma moeda ? Temos: Espaço Amostral S = {Ca, Co} n(S) = 2 Seja A o evento - aparecer cara, então, A é dado por: A = {Ca} e n(A) = 1 Logo, P(A) = n(A)/n(S) P(A) = ½ = 0,5 ou 50%. Exemplo-2: Qual é a probabilidade de aparecer uma face ímpar (número ímpar) no lançamento de um dado ? Temos: Espaço Amostral S {1,2,3,4,5,6} n(S) = 6 Face ímpar, evento A = {1,3,5} n(A) = 3 P(A) = n(A)/n(S) = 3/6 = ½ = 0,5 ou 50% Exemplo-3: Qual é a probabilidade de se tirar um rei em um baralho de 52 cartas ? Evento A - aparecer um rei n(A) = 4 - (nº de reis do baralho) n(S) = 52 - (nº de cartas do baralho) P(A) = n(A)/n(S) = 4/52 = 1/13 OBS: A probabilidade de um evento A é também assim definida: P(A) = NTC AdeNCF onde: NCF - nº de casos favoráveis a ocorrência do evento A. NTC - nº total de casos. Eventos Complementares - um evento pode ocorrer ou não ocorrer. Sendo p a probabilidade que ele ocorra (sucesso) e q a probabilidade que ele não ocorra (insucesso), para um mesmo evento existe sempre a relação. p + q = 1 q = 1 - p Exemplo: Se a probabilidade de ocorrer 4 no lançamento de um dado é p = 1/6, a probabilidade de não ocorrer 4 é, q = 1 - 1/6 = 5/6. ESTATÍSTICA-MÓDULO-05 MANUEL 3 Eventos Independentes - dois eventos são independentes quando a realização ou não realização de um deles não afeta a probabilidade de realização ou não do outro e vice-versa. Exemplo: Quando lançamos dois dados, o resultado obtido em um deles independe do resultado obtido no outro. A probabilidade de ocorrência simultânea de dois eventos independentes é igual ao produto das probabilidades de realização dos dois eventos. Se p1 e p2 são respectivamente as probabilidades do primeiro e do segundo evento, a probabilidade para que tais eventos se realizem simultaneamente é dada por: p = p1 p2 Exemplo: Lançamento de dois dados. A probabilidade de obtermos 1 no primeiro dado é p1 = 1/6. A probabilidade de obtermos 5 no segundo dado é p2 = 1/6. A probabilidade de obtermos simultaneamente 1 no primeiro e 5 no segundo é: p = 1/6 1/6 = 1/36 Eventos Mutuamente Exclusivos - dois ou mais eventos são mutuamente exclusivos se a realização de um excluir a realização do outro ou dos outros. Exemplo: No lançamento de uma moeda, o evento “tirar cara” e o evento “tirar coroa” são mutuamente exclusivos já que ao se realizar um deles o outro não pode se realizar. Se dois eventos são mutuamente exclusivos a probabilidade para que um ou outro se realize é igual a soma das probabilidades para que cada um deles se realize. p = p1 + p2 Exemplo: Lançamento de um dado. A probabilidade de se tirar o 3 ou o 5 é: p = 1/6 + 1/6 = 2/6 = 1/3 Propriedades 1 - A probabilidade de um evento A é um número maior ou igual a zero e menor ou igual a 1. 0 P(A) 1 2 - A probabilidade de um evento certo é igual a 1. P(S) = 1 3 - A probabilidade de um evento impossível é igual a zero. P() = 0 4 - Regra da Soma - Se A e B são eventos mutuamente exclusivos, (A B) = então: P(AB) = P(A + B) = P(A) + P(B) 5 - Se A e B não são mutuamente exclusivos, então: P(AB) = P(A) + P(B) - P(AB) 6 - Se B é o evento complementar de A então : P(B) = 1 - P(A) ESTATÍSTICA-MÓDULO-05 MANUEL 4 7- Probabilidade Condicional - Se A e B são eventos de um espaço amostral S com P(B) 0, então a probabilidade condicional do evento A, tendo ocorrido o evento B é indicada por P(A/B) e dada por: P(A/B) = P A B P B ( ) ( ) P A B NCF B NCF ( / ) ao evento A ao evento B Exemplo: Um número é sorteado ao acaso entre os inteiros 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Se o número sorteado for par, qual a probabilidade de que seja o número 6 ? Temos: S = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15} Espaço Amostral A = {o número 6} B = {o número par} Temos então: 7 1 B evento ao A evento ao )/( NCF BNCF BAP Obs: Sem a informação da ocorrência de B, P(A) seria 1/15. 8 - Regra do Produto P(AB) = P(B) P(A/B) ou P(AB) = P(A) P(B/A) Exemplo: Retiram-se sem reposição duas peças de um lote de 10 peças onde 4 são boas. Qual a probabilidade de que ambas sejam defeituosas ? Temos: A - { a 1ª peça ser defeituosa } B - { a 2ª peça ser defeituosa } Precisamos calcular P(AB) (ocorrência simultânea) Temos, P(AB) = P(A) P(B/A) P(A) = 6/10 P(B/A) = 5/9 (a 1ª era defeituosa - sobram 5 defeituosas em um total de 9) Então , P(AB) = 6/10 5/9 = 30/90 = 1/3 9 - Regra do Produto para dois eventos independentes P(AB) = P(A) P(B) Exemplo: Retiram-se com reposição duas cartas de um baralho com 52 cartas. Qual a probabilidade de que ambas sejam de “paus” ? Temos: A = {a 1ª carta é de paus} P(A) = 13/52 B = {a 2ª carta é de paus} P(B) = 13/52 P(AB) = 13/52 13/52 = ¼ ¼ = 1/16
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