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1 Probabilidade e Estatística Profa. Kellen Lima Aula 10 2 CAPÍTULO 4 Probabilidade Básica (Parte 01) 3 4.1 OBJETIVOS DA AULA EM TRÊS AULAS, VOCÊ APRENDERÁ: Conceitos Básicos de Probabilidade; Probabilidade Condicional e Teorema de Bayes; 5 4.2 INTRODUÇÃO 6 4.2 INTRODUÇÃO Probabilidade Latim probare = PROVAR, TESTAR; Estudo de diversas situações onde há INCERTEZA; VALOR NUMÉRICO QUE REPRESENTA A POSSIBILIDADE DE QUE UM DETERMINADO EVENTO VENHA A OCORRER; Exemplos de aplicações: - Resultado de um procedimento médico, erros na fabricação de peças de automóveis, uma unidade de produção fora dos padrões de conformidade, um dia de chuva, etc. EXPERIMENTO ALEATÓRIO é um procedimento que ao ser repetido nas mesmas condições, pode fornecer diferentes resultados. EXEMPLOS: Selecionar ao acaso um habitante de Natal e medir sua altura em metros; Retirar um lote de peças em um processo de produção e determinar o número de peças defeituosas; Resultado no lançamento de um dado; Hábito de fumar de um estudante sorteado em sala de aula; Condições do tempo para o próximo domingo; Taxa de inflação do próximo mês; Tipo sangüíneo de um habitante escolhido ao acaso. Os elementos básicos da teoria de probabilidade correspondem aos resultados individuais de uma variável que esteja sendo estudada. Você precisa das seguintes definições para entender sobre probabilidade. 11 4.3 ESPAÇO AMOSTRAL & EVENTOS ESPAÇO AMOSTRAL (S) É o conjunto de todos os resultados possíveis de um experimento aleatório. EXEMPLOS: • Sexo de um recém-nascido • S = {M, F} • Peças para automovéis • S = {D, SD} • Lançamento de um dado • S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} • Exame de sangue (tipo sanguíneo) • S= {A, B, AB, O} • Hábito de fumar • S= {Fumante, Não fumante} • Tempo de duração de uma lâmpada • S= {t: t 0} Exemplo 1: Um lançamento de um dado • S={1,2,3,4,5,6}. Numerável finito. Exemplo 2: Vários lançamento de uma moeda até que apareça a primeira cara. C: cara, K: Coroa. • S={C, KC, KKC, ….}. Numerável e infinito. Exemplo 3: Conjunto dos números reais. Não-enumerável. UM EVENTO É um subconjunto do espaço amostral. Os subconjuntos de S são representados pelas letras maiúsculas A, B,.... Um evento SIMPLES é descrito por uma única característica O evento é denominado COMBINADO se consistir de duas ou mais características. O conjunto vazio é denotado por LANÇAMENTO DE 1 DADO • A = {valores pares 2, 4 e 6}, • B = {valores ímpares 1,3 e 5} • EVENTOS SIMPLES LANÇAMENTO DE 2 MOEDAS • A = {obter 2 resultados cara} • EVENTO COMBINADO Exemplo 1 Exemplo 2 16 4.4 EVENTOS E CONJUNTOS UNIÃO DE DOIS CONJUNTOS quando pelo menos 1 dos eventos ocorre. INTERSEÇÃO DE DOIS CONJUNTOS quando os eventos A e B ocorrem simultaneamente. COMPLEMENTO DE UM CONJUNTO representado por Ac (ou A’) é o conjunto de todos os resultados que não estão contidos em A. BxAxSxBA ou ,:: BxAxSxBA e :: AxSxAc :: EXEMPLOS: Cara ou coroa, em um lançamento de uma moeda, são eventos coletivamente exaustivos. Um deles, deve, obrigatoriamente ocorrer. EVENTOS COLETIVAMENTE EXAUSTIVOS Um dos eventos deve obrigatoriamente ocorrer. EXEMPLO Cara ou coroa, em um lançamento de uma moeda, são eventos mutuamente excludentes. O resultado do lançamento de uma moeda não pode ser, simultaneamente, cara e coroa. EVENTOS MUTUAMENTE EXCLUDENTES (A ∩ B) = 0 Os elementos de A não pertencem a B e vice-versa Não ocorrem simultaneamente 19 4.4 EVENTOS E CONJUNTOS 4.4.1 Visualização de Conjuntos Diagrama de Venn dos Eventos A e B Assuma que S = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} • A = {0, 1, 2, 3,4} • B = {3, 4, 5, 6} • C = {1, 3, 5} • Determinar: }6,4,2,0{ }2,1,0{ }6,5{ }5,3{ }6,5,4,3,1{ }3,1{ }5,4,3,2,1,0 }4,3{ }6,5,4,3,2,1,0{ C B A BC BC CA CA BA BA 24 4.5 VISUALIZANDO EVENTOS NO ESPAÇO AMOSTRAL Tabela de contigência Masculino Feminino TOTAL Destros 43 9 52 Canhotos 44 4 48 TOTAL 87 13 100 EXEMPLO: Uma tabela de contingência pode ser usada para expressar o relacionamento entre estas duas variáveis, como segue: Diagrama de Árvore Baralho de 52 Cartas Espaço Amostral 24 2 24 2 EXEMPLO: Cartas de baralho EXEMPLO: Lançamento de 2 dados de quatro lados Diagrama de Árvore 28 4.6 PROBABILIDADE Probabilidade: atribuir chances a eventos possíveis de um experimento aleatório. Diferentes conceitos: • Definição clássica de probabilidade; • Definição frequentista de probabilidade; • Probabilidade subjetiva; • Formalizadas pelos Axiomas de Kolmogorov. 30 4.6 PROBABILIDADE 4.6.1 PROBABILIDADE CLÁSSICA A probabilidade de sucesso é baseada no conhecimento prévio do processo envolvido. No caso mais simples, onde cada um dos resultados é igualmente provável, portanto a chance de ocorrência do evento é: S em possíveis resultados de totalN ocorrer podeA que vezesde N T X AP EXEMPLO: Um dado padronizado possui 6 lados. Cada um dos lados contém 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 pontos. Caso você role um dado, qual é a probabilidade de que você consiga que o resultado seja a face com 5 pontos? Solução: Cada uma das faces tem igual probabilidade de ocorrência. Uma vez que existem 6 faces, a probabilidade de que o resultado venha a ser a face com 5 pontos é igual a 1/6. S em possíveis resultados de totalN ocorrer podeA que vezesde N T X AP 33 4.6 PROBABILIDADE 4.6.2 PROBABILIDADE FREQUENTISTA Na maioria das situações práticas, os eventos simples do espaço amostral NÃO SÃO EQUIPROVÁVEIS e não podemos calcular probabilidades usando a definição clássica. Neste caso, vamos calcular probabilidades como a FREQUÊNCIA RELATIVA DE UM EVENTO. O experimento aleatório é repetido n vezes; Calcula-se a frequência relativa com que cada resultado ocorre; Para um número grande de realizações, a frequência relativa aproxima-se da probabilidade. 𝑷 𝑨 = 𝐥𝐢𝐦 𝒏→∞ 𝒏𝑨 𝒏 = 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒐𝒄𝒐𝒓𝒓ê𝒏𝒄𝒊𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝑨 𝒆𝒎 𝒏 𝒓𝒆𝒑𝒆𝒕𝒊çõ𝒆𝒔 𝒊𝒏𝒅𝒆𝒑𝒆𝒏𝒅𝒆𝒕𝒆𝒔 𝒏 𝒓𝒆𝒑𝒆𝒕𝒊çõ𝒆𝒔 𝒅𝒐 𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 EXEMPLO: Vamos supor um experimento em que jogamos um percevejo, usado para afixar painéis de aviso, sobre uma superfície lisa. Qual a probabilidade dele cair apontado para cima? Primeiro, é necessário entender que, neste caso, não podemos recorrer para propriedades de simetria, pois no caso do percevejo elas não existem. Portanto, pense: como calcular a probabilidade dele cair apontado para cima? A ideia é aproximar a probabilidade pela estimativa da probabilidade de ocorrência do evento, ou seja, jogar o percevejo várias vezes, mantendo-se as mesmas condições (mesmo percevejo, mesmo indivíduo – “jogador”, mesma superfície, etc.) Para resolver este problema, devemos utilizar a expressão a seguir: CONTINUARÁ... 36 Obrigada!!! 1) Jogando 2 dados “honestos” simultaneamente, qual a probabilidade de sair: a) Soma 9? b) Soma par? c) Soma menor que 5? d) Soma maior que 10? e) Soma 2 ou 12? GABARITO: (a) 0,11 (b) 0,5 (c) 0,16 (d) 0,083 (e) 0,05 2) Dada a tabela de contingência, qual é a probabilidade: a) Do evento A’ b) Do evento A e B? c) Do evento A’ e B’? B B' A 10 30 A' 25 35 GABARITO: A’ = 0,6 A e B = 0,1 A’ e B’ = 0,35 Exercícios –AULA10
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