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P E S – C R I S T I A N A V I D A L A C C I O L Y Variável Aleatória e Função Probabilidade Variável aleatória Seja um experimento aleatório com um espaço amostral S associado, uma variável aleatória ( VA ) é uma função que associa a cada elemento amostral (que geralmente são elementos não numéricos) a um número real. Ou seja, estaremos traduzindo os resultados do espaço amostral, em valores numéricos. Denotaremos as variáveis aleatórias ( VA's. ) por X, Y, Z, etc. S o s R o X(s) X Variável aleatória Exemplo: No experimento “lançar duas moedas”, temos o espaço amostral: S = {(co, co), (co, ca), (ca, co), (ca, ca)} Seja X o evento “ número de caras que aparece” Temos que X = {0, 1, 2} . E graficamente podemos visualizar a transformação deste espaço amostral: S (co, co) (co, ca) (ca, co) (ca, ca) R 0 1 2 Nos podemos encontrar a probabilidade de x. Se x é um número real, a probabilidade P(X=x). Observações 1. Nas aplicações é conveniente trabalhar com números e não com eventos daí, o uso da variável aleatória; 2. Uma variável aleatória X será discreta se o número de valores possíveis de X (contra – domínio da função) for numerável. Ex.: X: O número de filhos nascidos em uma família. X= {0, 1, 2, 3, ...} 3. Uma variável é dita contínua, se seu domínio é um intervalo ou uma coleção de intervalos. Ex.: X: é o volume de uma caixa d´água. X={0; 0,01; 0,54; 2,8; etc.} Distribuição de probabilidade discreta Seja uma variável aleatória discreta X que assumiu os valores X1, X2, ..., Xn, correspondentes a pontos amostrais do experimento, associados cada um a uma probabilidade de ocorrência. Dizemos que os valores X1, X2, ..., Xn e sua respectivas probabilidades p1, p2, ..., pn definem uma distribuição de probabilidade discreta. Função de probabilidade discreta Quando construímos uma distribuição de probabilidade, estabelecemos uma correspondência entre os valores da variável aleatória discreta X e os valores de uma nova variável dada pela probabilidade de X, P. Esta correspondência é uma função, chamada de função de probabilidade e representada por P(X=x) ou P(X). Esta função determina a distribuição de probabilidade da variável aleatória. S o s R o X(s) X Variável aleatória R o P(x) P Função probabilidade Exemplo Numa sala temos 5 rapazes e 4 moças. São retiradas, aleatoriamente 3 pessoas. Sendo X a variável aleatória número de rapazes. Qual a função probabilidade? X = 0, 1, 2, 3 A função probabilidade será: 1/21 ; se x = 0 P(x) = 15/42; se x = 1 20/42; se x = 2 5/42; se x = 3 Função de distribuição (acumulativa). Seja X uma variável aleatória. Define-se a função repartição da variável X, no ponto t, como sendo a probabilidade de que X assuma um valor menor ou igual a t. F(t) = P(X ≤ t). Exemplo Suponha que a variável aleatória X, tenha a seguinte distribuição de probabilidade: então: F(1) = P(X≤1) = 0,1 F(2) = P(X≤2) = [P(X=1)+P(X=2)] = F(1) + P(X=2) = 0,1 + 0,2 = 0,3 F(3) = P(X≤3) = [P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)] = F(2) + P(X=3) = 0,3 + 0,4 = 0,7 F(4) = P(X≤4) = [P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)] = F(3) + P(X=4) = 0,7 + 0,2 = 0,9 F(5) = P(X≤5) = [P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)+P(X=4)+P(X=5)] = F(4) + P(X=5) = 0,9 + 0,1 = 1 Exemplo 0 1 2 3 4 5 X F(X) 1 0,9 0,7 0,3 0,1 0 x > 5 F(X) = 1 Exemplo A função distribuição é feita pela determinação do valor F(X) para cada intervalo definido: F(X) = 0; se x< 1 0,1; se 1 ≤ x < 2 0,3; se 2 ≤ x < 3 0,7; se 3 ≤ x < 4 0,9; se 4 ≤ x < 5 1; se x ≥ 5 Exemplo 1. 0 ≤ F(t) ≤ 1 2. P(a < X ≤ b) = F(b) - F(a) 3. F(a) ≤ F(b) 4. P(a ≤ X ≤ b) = F(b) - F(a) + P(X=a) 5. P(a < X < b) = F(b)-F(a)-P(X=b) 6. P(a ≤ X < b) = F(b)-F(a)+P(X=a)-P(X=b) 7. lim F(t) = 0 se t - ∞ 8. lim F(t) = 1 se t + ∞ As funções de distribuição, quanto à faixa de variação da variável aleatória, podem ser limitadas (exemplo: de 0 a + ∞) ou ilimitadas (- ∞ a + ∞). E, quanto aos valores que a variável aleatória pode assumir, podem ser discretas ou contínuas. Exercício Considere o evento Soma dos pontos no experimento do lançamento de 2 dados. Determine: A) O espaço Amostral; B) Determinar a variável aleatória; C) A distribuição de Probabilidade; D) A função probabilidade; E) O gráfico da função probabilidade; F) O gráfico da função repartição; G) A função repartição; H) Calcule P(3≤ X < 8) ; P(X < 10); P(X > 5); P(3≤ X ≤ 8). Fim
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