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1 UNIVERSIDADE DE UBERABA PRÓ-REITORIA DE ENSINO SUPERIOR ROTEIRO DE ESTUDOS CÁLCULO DA PROBABILIDADE ELABORADO POR: FABÍOLA EUGÊNIO ARRABAÇA MORAES 1 1ª EDIÇÃO/2013 Curso(s): Engenharias Período: 2º Ano: 2019 Semestre: 01 Componente curricular: ESTATÍSTICA DESCRITIVA Código: 90486 Professor (a): Fabíola Eugênio Arrabaça Moraes 1 Mestre em Estatística pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Graduada em Matemática pela Faculdade de Educação São Luís (FESL). É docente nos cursos de graduação da Universidade de Uberaba (UNIUBE) nas modalidades presencial e a distância (Programa de Ensino a Distância). Atua nas áreas afins de Matemática, Probabilidade e Estatística e Bioestatística. 2 CÁLCULO DA PROBABILIDADE FABÍOLA EUGÊNIO ARRABAÇA MORAES Introdução Hoje em dia, os meios de comunicação de massa ou mídias, entre eles os jornais, as revistas, o rádio, a televisão e, mais recentemente a Internet, popularizaram os conceitos e noções da teoria das probabilidades. Este fato contribuiu para a interação estimulante e flexível entre a teoria e o dia a dia das pessoas, desmistificando a associação inicial de probabilidade com os “jogos de azar”. Historicamente, o propósito dos estudiosos da teoria das probabilidades limitava-se aos estudos dos jogos de azar, cujo interesse estava voltado em planejar estratégias de apostas. A limitação no estudo da teoria das probabilidades retardou por muito tempo o seu desenvolvimento como disciplina no campo da Matemática. Até que Pierre-Simon de Laplace publica, em 1812, o livro Theorie Analytique des Probabilités, no qual aborda a definição clássica de probabilidade. A partir daí o progresso desta teoria não parou, novos estudos foram realizados ao longo do tempo, proporcionando aos estudiosos a aplicação da probabilidade na solução de diversos problemas presentes no cotidiano das pessoas. Hoje, podemos encontrar diversos exemplos que ilustram a utilização e a aplicação das probabilidades. Por exemplo, a previsão de produção de milho para o próximo ano, a constatação de falha mecânica em um sistema de prevenção contra vazamento em uma usina nuclear, o preparo de um orçamento – municipal, hospitalar, etc., a avaliação do impacto de uma redução no número de funcionários de determinado setor de uma empresa, o cálculo dos custos da produção – cafeeira, de gado de corte, etc., a avaliação de associação entre implantes mamários e doença de tecido conjuntivo. Perceba, portanto, que a probabilidade está muito mais presente na sua vida do que você, até então, poderia imaginar! Neste roteiro, apresentaremos os conceitos básicos de probabilidades, algumas definições e regras importantes e necessárias ao seu entendimento e aplicação. O objetivo deste estudo é oferecer a você, inicialmente, o entendimento intuitivo da teoria das probabilidades. Você entenderá, por exemplo, porque as chances de um indivíduo conseguir conquistar o cargo almejado são de uma em três. Objetivos Espera-se que a partir dos conteúdos trabalhados neste roteiro de estudo você seja capaz de: • definir probabilidade; • identificar situações práticas às quais se aplica a probabilidade; • definir experimento, espaço amostral e evento; • distinguir as três definições de probabilidade: clássica, frequentista e subjetiva; • identificar situações práticas em que cada uma das definições de probabilidade é aplicada; • calcular probabilidades; • aplicar o princípio básico da regra de Bayes na resolução de situações-problema. 3 Esquema . Noções de Probabilidade – Espaço Amostral. Eventos. Definição de Probabilidade Introdução de Alguns Conceitos Básicos O conceito de aleatoriedade é considerado como primitivo e, saiba que algumas condições necessariamente devem ser satisfeitas, entre elas: • Fixadas certas condições, sempre deve ser possível repetir a experiência indefinidamente; • Sempre deve ser impossível a influência do resultado de uma particular repetição da experiência, mesmo mantendo as condições iniciais. Espaço Amostral ( ) O conjunto de todos os possíveis resultados; sejam estes de natureza quantitativa ou qualitativa, de uma experiência aleatória denota-se espaço amostral. Geralmente representado por S ou (Lê-se Ômega). Exemplo: lançar uma moeda equilibrada e observar o resultado da face voltada para cima. Assim, ,cara coroa = . Evento ( )E Representa qualquer subconjunto, isto é, qualquer resultado ou conjunto de resultados, do espaço amostral de um experimento. Exemplo. Considerando o lançamento de um dado honesto, 1,2,3,4,5,6 = . Podem ser definidos como eventos: • face menor do que 4: 1 1,2,3E = • face par: 2 2,4,6E = • face 7: 3 7E = Neste exemplo, suponhamos que no lançamento do dado tenha ocorrido a face 1. Quais eventos ocorreram e quais não ocorreram? Concluímos que não ocorreu o evento 2E nem o 3E . E ocorreu o evento 1E e . Operações com Eventos A união de dois eventos 1E e 2E , denotada por 1 2E E , representa a ocorrência de, pelo menos um dos eventos 1E ou 2E . A intersecção do evento 1E com 2E , denotada por 1 2E E , é a ocorrência simultânea de 1E e 2E . Atenção: 3E → denominado evento impossível → evento vazio ou nulo. → todo conjunto é subconjunto de si próprio → denominado evento certo 4 Dois eventos 1E e 2E são disjuntos ou mutuamente exclusivos quando não têm elementos em comum, isto é, 1 2E E = . Os eventos 1E e 2E são denominados complementares se sua união é o espaço amostral e sua intersecção é vazia. O complementar de 1E será denotado por 1 cE assim temos, 1 1 cE E = e 1 1 cE E = . Exemplo. Seja 1E e 2E definidos em 1,2,3,4,5,6 = . Em que, 1 1,3,5E face ímpar= = 2 5= 1,2,3,4E face menor do que= 3 2,3,5E face número primo= = 4 4 5,6E face maior do que= = Logo, 1 2 1 2 e 1,3E E E E = = → Intersecção dos eventos 1 2 e E E Probabilidade Denota a possibilidade ou chance de ocorrência, ou mensuração de ocorrência, de um evento definido sobre um espaço amostral, que por sua vez está relacionado a algum fenômeno aleatório. Traduz-se por um número real compreendido entre 0 e 1, ou, o equivalente a dizer, entre 0 e 100%. Probabilidade a Priori ou Clássica Esta abordagem baseia-se no conhecimento prévio do processo envolvido, entre outras palavras, é o valor calculado com base em considerações teóricas, dispensando uma experimentação sobre o objeto estudado. É de grande importância como referencial ou termo de comparação. Supondo um espaço amostral , a probabilidade de um evento E é denotada por: ( ) ( ) ( ) n E P E n = Exemplo. Qual a chance de se retirar uma carta de ouros de um baralho comum? Logo, E : retirar uma carta de ouros de um baralho comum X : número de resultados favoráveis à ocorrência do evento E T : número total de resultados igualmente possíveis do espaço amostral Portanto, ( ) ( ) ( ) ( ) 13 10,25 ou 25% 52 4 n E P E P carta de ouro n = = = = (13 cartas de ouro em 52 cartas). Isto é, temos 25% de chance de retirar uma carta de ouros de um baralho comum. Probabilidade a Posteriori ou Frequentista 5 A abordagem frequentista depende da amostra considerada, trata-se da probabilidade avaliada empiricamente. Ela tem por objetivo estabelecer um modelo adequado à interpretação de certas classes de fenômenos observados (observe que nem todos); assim, quanto maior a amostra melhor a qualidade, mais confiável é o valor da probabilidade a posteriori. Através da “ideia” de frequência relativa, a probabilidade a posteriori para dado evento E é expressa por: ( ) número de ocorrências do evento E P E némero total de ocorrências = Exemplo. Levantamento de dados próximo às eleições, em relação à proporção de eleitores que preferem certo candidato político a outro. Axiomas da Probabilidade • Axioma1: ( )0 1P E • Axioma 2: ( ) 1P = • Axioma 3: Se 1 2 e E E são eventos mutuamente exclusivos, então ( ) ( ) ( )1 2 1 2 ou P E E P E P E= + Alguns dos Principais Teoremas sobre Probabilidade • O evento impossível possui probabilidade zero, isto é, ( ) 0P = . • Se cE representa o evento complementar de E , então ( ) ( )1cP E P E= − . • Para quaisquer eventos, supor e A B , temos que ( ) ( ) ( )cP A P A B P A B= + . • Se ( ) ( )A B P A P B . • Se associados a um espaço amostral estiver dois eventos quaisquer, e A B , temos que: ( ) ( ) ( ) ( )P A B P A P B P A B = + − Supor que um químico que produz um novo perfume para mulheres pode atribuir uma probabilidade de aceitação de seu perfume junto às mulheres bastante diferente da atribuída pelo dono do estabelecimento que estiver considerando a hipótese de negociar esse perfume. Isto se dá a atribuição de probabilidades subjetivas, ou seja, experiência passada; opinião passada; opinião pessoal, enfim poder de análise de uma situação específica; a esta abordagem denotamos de Probabilidade Subjetiva. A probabilidade subjetiva é especialmente útil para se tomar decisões quando não puder ser determinada empiricamente. 6 Caso os eventos e A B forem mutuamente exclusivos, isto é, A B = , temos que do teorema anterior: ( ) ( ) ( )P A B P A P B = + Probabilidade Condicional Considerando dois eventos e A B associados a um espaço amostral . A probabilidade de A ocorrer dado que o evento B ocorreu é denotada pela expressão: ( ) ( ) ( ) ( )/ , em que 0 P A B P A B P B P B = Teorema do Produto Do conceito de probabilidade condicional ( ) ( ) ( ) ( )/ , em que 0 P A B P A B P B P B = , obtém-se o teorema do produto, ou também conhecido como teorema da multiplicação. Ou seja, ( ) ( ) ( )/P A B P A P B A = E que generalizando para n eventos temos: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )... / . / ... / ...P A B C N P A P B A P C A B P N A B C = Independência Estatística Dois eventos e A B são independentes, se a informação da ocorrência ou não de B não altera a probabilidade de ocorrência de A , isto é, ( ) ( ) ( )/ , 0P A B P A P B= O que equivale à expressão: ( ) ( ) ( ).P A B P A P B = Importante! Não é difícil verificar que se A é independente de B , então B é independente de A . Além de, o uso da expressão acima nos permitir verificar que o evento vazio ( ) é independente de qualquer Desta forma, quando calculamos ( )/P A B , basta termos a “ideia” de que evento B fosse um novo espaço amostral reduzido dentro do qual queremos calcular a probabilidade do evento A . 7 evento. Exemplo. O MF-EA26 é o mais recente avião teleguiado produzido por uma empresa americana. Testes são realizados e o índice de falha do sistema de controle deste avião teleguiado é de 1 em 15.000. Supondo-se que em cada avião produzido a partir de 2013 seja instalado um segundo sistema de controle, idêntico e independente do primeiro, para atuar quando esse último falhar. Sabendo-se que a confiabilidade de um sistema de controle é a probabilidade de o mesmo não falhar, qual a confiabilidade do avião produzido a partir deste ano de 2013? Informação! Considere a confiabilidade do sistema de controle. Resolução: Primeiro denominamos o evento, depois com muita atenção definimos a probabilidade de interesse: iA : avião falha ao decolar, em que 1, 2i = . ( ) 1/15.000 0,00007iP A = = Assim, a probabilidade de os dois sistemas de controle falhar é expressa por: ( ) ( ) ( ) 21 2 1 2. 0,00007 0,000000004P A A P A P A = = = Portanto, a confiabilidade do avião produzido a partir deste ano de 2013 é expressa por: 1 0,000000004 0,999999996 99,99999960% = − = Teorema da Probabilidade Total Sejam 1 2 3, , , , nE E E E eventos que constituem uma partição do espaço amostral , isto é, • 1 2 3 nE E E E = • ( ) 0, para todo 1,2, ,iP E i n = • para i jE E i j = Assim, se B representa um evento, temos o seguinte teorema, conhecido como teorema da Probabilidade Total: ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 / n n i i i i i P B P E B P E P B E = = = = Teorema de Bayes Considere 1 2 3, , , , nA A A A eventos mutuamente excludentes cuja união representa o espaço amostral , isto é, um dos eventos necessariamente deve ocorrer. Observe o diagrama seguinte: 8 Assim, se B é um evento qualquer, temos o seguinte teorema, conhecido como teorema de Bayes, ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 / / / i i i n i i i P A P B A P A B P A P B A = = Axiomas de Exemplo. Após um levantamento de dados, ambientalistas de uma ONG (Organização Não Governamental), constataram, em uma cidade próxima ao Rio Canoas, no estado de Santa Catarina, a existência de três indústrias: I, II, III. Cada indústria participa com 44%, 33% e 23%, respectivamente, da produção industrial da cidade. A proporção de gases poluentes lançados na atmosfera é de 3% pela indústria I, 1% pela indústria II e 2% 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 poluição atmosférica. INFORMAÇÃO! Antes de iniciar os cálculos, FIXE a calculadora em 4 casas decimais. Com base nas informações descritas responda: A) Qual a probabilidade dos gases considerados poluentes terem sidos lançados pela indústria I? B) Descreva por extenso a conclusão para o resultado encontrado na letra A. Resolução: A) Primeiro denominamos cada um dos eventos, depois com muita atenção definimos a probabilidade condicionada ao evento de interesse. I: representa o evento “lançado pela indústria I” G: representa o evento “gases poluentes lançados na atmosfera” Pergunta: Qual probabilidade dos gases considerados poluentes terem sidos lançados pela indústria I? Logo, queremos a probabilidade condicional de: ( )/ ?P I G = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) / / PI G P I P G I P I G P G P G = = IMPORTANTE! Não se esqueça de que os gases poluentes podem provir de qualquer uma das três indústrias (e só de uma). Portanto, confira a seguir como realizar os cálculos de ( )P G , que representa a probabilidade dos gases considerados poluentes lançados na atmosfera. Como calcular ( )P G ? Saiba que o teorema apresentado permite determinar as probabilidades dos vários eventos 1 2 3, , , , nA A A A que podem ser a causa da ocorrência do evento B . Devido a isto, o teorema de Bayes é também conhecido como teorema da probabilidade das causas. 9 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )/ / /P G P I P G I P II P G II P III P G III= + + ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0,44 . 0,03 0,33 . 0,01 0,23 . 0,02 0,0211P G = + + = Assim, ( ) ( ) ( ) ( ) / / P I P G I P I G P G = ( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) 0,44 0,03 / 0,44 0,03 0,33 0,01 0,23 0,02 P I G = + + ( ) 0,0132 / 0,6256 ou 62,56% 0,0211 P I G = B) Portanto, conclui-se que a probabilidade dos gases, considerados poluentes, terem sido lançados pela indústria I é de 62,56%, aproximadamente. Resumo Iniciamos este roteiro apresentando os conceitos básicos atribuídos às probabilidades, e determinamos situações práticas às quais ela se aplica. Abordamos algumas definições e regras importantes e necessárias ao entendimento e aplicação do cálculo de probabilidades. Dentre elas, a Definição Clássica, a Definição Frequentista e a Definição Subjetiva, com a inserção de exemplos práticos e desenvolvidos passo a passo. Estudamos alguns axiomas e teoremas de probabilidade. Indicamos a leitura do texto Probabilidade (MORETTIN, 2009), dentro do qual você conhecerá os Teoremas de Probabilidade, a probabilidade condicional e a aplicação do teorema de Bayes para o cálculo de probabilidades a posteriori, utilizando as probabilidades a priori. Aprimorando desta forma os conceitos aqui abordados. Leitura(s) CRESPO, Antonio Arnot, Estatística Fácil, 19. ed. – São Paulo: Saraiva, 2010. DOUGLAS, C. Montgomery, George C. Runger; tradução: Verônica Calado. Estatística aplicada e probabilidade para engenheiros. 2ª edição. Rio de Janeiro, Editora LTC, 2003. DOWNING, Douglas; CLARK, Jeffrey. Estatística Aplicada. 2 ed. São Paulo, Saraiva, 2005. FONSECA, Jairo S. e Martins, Gilberto de Andrade. Curso de Estatística: 6.ª edição. São Paulo, Editora Atlas, 2010. MOORE, D. A Estatística Básica e Sua Prática. 3. ed. Rio de Janeiro, LTC, 2005. MORAES, Fabíola E. A. Estatística descritiva. 1.ed. São Paulo, Ed. Pearson Prentice Hall, 2010. TOLEDO, Geraldo Luciano e OLVALLE, Ivo Izidoro, Estatística Básica. São Paulo: Atlas, 2008. 10 Atividades ATIVIDADES DE APRENDIZAGEM: ATIVIDADE 01 Para FARIAS, A. A.; SOARES, J. F; CÉSAR C. C. (2008) é conveniente dispormos de uma medida que exprima a _____________ presente em afirmações tais como “É possível que chova amanhã” ou “Não há chance de vitória”, em termos de uma escala numérica que varie do impossível ao certo. Essa _____________ é a probabilidade. O conceito de _____________ é fundamental para o estudo de situações em que os _____________ são variáveis, mesmo quando mantidas inalteradas as condições de sua realização. Por exemplo, jogando-se um dado, temos seis resultados possíveis de cada vez. Embora não sejamos capazes de afirmar de antemão que resultado particular ocorrerá, temos condições de descrever o _____________ de todos os resultados possíveis do experimento. Entre outras palavras um _____________ de probabilidade é uma ação, ou tentativa, pelo quais resultados específicos (contagem, medições ou repostas) são obtidos. O resultado de uma única tentativa em um experimento de probabilidade é um resultado. O grupo de todos os resultados possíveis de um experimento de probabilidade é o _____________. Quando o espaço amostral consiste em um número finito ou infinito enumerável de _____________ é chamado espaço amostral discreto; se consiste em todos os números reais de determinado intervalo, é um espaço amostral contínuo. Um evento é um _____________ do espaço amostral. Quando constituído de apenas um elemento, chama-se evento simples. A alternativa que preenche CORRETAMENTE as lacunas acima é: A) incerteza; medida; probabilidade, resultados; conjunto; experimento; espaço amostral, eventos; subconjunto B) probabilidade; incerteza; experimento; eventos; espaço amostral; subconjunto; conjunto; medida; resultados C) probabilidade; incerteza; espaço amostral; eventos; experimento; subconjunto; conjunto; medida; resultados D) incerteza; medida; experimento; eventos; espaço amostral; resultados; conjunto; probabilidade; subconjunto E) probabilidade; incerteza; experimento; eventos; espaço amostral; resultados; medida; subconjunto; conjunto ATIVIDADE 02 Defina o espaço amostral para cada um dos experimentos aleatórios: A) Um dado é lançado duas vezes e anota-se a sequência dos números obtidos. B) Conta-se o número de peças defeituosas, durante uma hora, produzidas por uma linha de produção. C) Famílias com 4 crianças são pesquisadas e anota-se a configuração segundo o sexo obtida. D) De um fichário com quatro nomes, sendo dois mulheres e dois homens, seleciona-se ficha após ficha até o último nome de mulher seja selecionado. E) Uma moeda é lançada três vezes e anota-se a sequência obtida. ATIVIDADE 03 Analise as afirmações a seguir, a respeito de distribuições de probabilidade. I. O termo espaço amostral, geralmente representado por S ou (lê-se Ômega), é o conjunto de todos os possíveis resultados, de natureza quantitativa ou qualitativa, de um experimento aleatório. II. No lançamento de uma moeda honesta, o espaço amostral do experimento é ,coroa coroa = . 11 III. Considerando a expressão ( ) ( ) , em que 1,2, ,i iP X x p x p i n= = = = . E ( )P X representa a função discreta de probabilidade ou função probabilidade, isto é, a função que associa a cada valor assumido pela variável aleatória X a probabilidade do evento correspondente. IV. Considerando o lançamento de uma moeda honesta, temos que a probabilidade ( ) ( )1 2, 1 2P X cara P X coroa= = = = , ou seja, cada ponto tem a mesma probabilidade de ocorrência. V. Uma função de probabilidade satisfaz o intervalo: 0 1ip , em que 1, 2, ,i n= . Ou seja, a probabilidade ip assume valores maiores que zero ou menores que um. São corretas APENAS as afirmações: A) I, II e III B) I, III e IV C) II, III e V D) I, III, IV e V E) II, III, IV e V ATIVIDADE 04 Analise as afirmações a seguir. Com base nessas afirmações faça a associação entre as colunas I e II. Coluna I Coluna II 1. O gerente de uma indústria pretende conhecer o número de peças defeituosas produzidas durante um dia de trabalho. 2. A probabilidade de qualquer evento E é repre- sentada por um número entre 0 e 1. ( ) É exemplo de eventos mutuamente excludentes ( ) O espaço amostral do experimento é o conjunto de todos os números reais positivos 3. Uma pessoa tem um irmão, tem dois irmãos, tem três irmãos, tem quatro irmãos. ( ) Logo, ( )0 1P E 4. O complemento do evento E = { todos os inteiros positivos menores ou iguais a vinte} ( ) O espaço amostral do experimento é / 0x x = 5. Um técnicode segurança do trabalho quer estimar o nível de ruído, em decibéis, emitido por um prédio em construção na vizinhança. ( ) É representado por CE ={ todos os inteiros positivos maiores que vinte} Feita a associação, os números da coluna II, lidos de cima para baixo, são respectivamente. A) 2, 4, 1, 5, 3 12 B) 3, 5, 1, 4, 2 C) 3, 5, 2, 1, 4 D) 4, 2, 1, 3, 5 E) 2, 4, 1, 3, 5 ATIVIDADE 05 Leia as afirmações referentes aos conceitos básicos de probabilidade e de algumas terminologias empregadas nesta ferramenta de auxílio e desenvolvimento de estratégias presentes no dia a dia. Com base nas afirmações assinale V para as verdadeiras e F para as falsas: ( ) No cálculo da probabilidade, o resultado será um número real maior que 0 e menor que 1, ou o equivalente a dizer maior que 0% e menor que 100%. ( ) Um espaço amostral é o conjunto de todos os possíveis resultados, de natureza quantitativa ou qualitativa, de um experimento aleatório. ( ) No lançamento de uma moeda honesta, o espaço amostral é ( , )cara coroa = . ( ) O complemento de um evento E consiste de todos os outros resultados no espaço amostral . A sequência CORRETA está contida em: A) V, V, V, V B) V, F, F, V C) F, V, V, V D) F, F, V, F E) V, V, V, F ATIVIDADE 06 Nos estudos dos conceitos básicos de probabilidade e de algumas terminologias empregadas, observamos o quanto esta ferramenta de auxílio e desenvolvimento de estratégias está presente em nosso dia a dia. Com base nestes estudos, responda os itens seguintes: A) Considerando a probabilidade de um evento E expresso por ( )P E é um número real compreendido entre 0 e 1, inclusive, que indica a chance de ocorrência deste evento. Justifique as chances de ocorrência do evento E quando o valor da probabilidade está mais próxima de 1 e caso contrário quando está mais próximo de 0. B) Defina o espaço amostral para o experimento aleatório em que um engenheiro, responsável pelo controle de qualidade no processo de produção, deseja escolher uma bateria para celulares e medir o seu tempo de vida útil. C) Considere o experimento que consiste no lançamento de três moedas honestas. Considere C a ocorrência do evento cara, e K a ocorrência do evento coroa. D) Um estagiário responsável pela produção de uma fábrica pretende conhecer o número de peças para a fabricação de motores para máquina de lavar roupas defeituosas produzidas durante 1 hora. ATIVIDADE 07 Um técnico de segurança do trabalho quer estimar o nível de ruído, em decibéis, emitido por um prédio em 13 construção na vizinhança. O espaço amostral desse experimento aleatório realizado pelo técnico de segurança do trabalho é: A) o conjunto de todos os números reais positivos, e com isto assume valor contínuo. B) igual a zero, e com isto assume valor discreto. C) o conjunto de todos os números reais positivos e negativos, e com isto assume valor discreto. D) o conjunto de todos os números reais negativos, e com isto assume valor contínuo. E) igual ou inferior a zero, e com isto assume valor discreto. ATIVIDADE 08 Sejam e A B dois eventos associados a um espaço de probabilidades. Suponha que ( ) 0,2P A = , ( ) 0,6P A B = e ( )P B p= . Se e A B forem mutuamente exclusivos, e se e A B forem eventos independentes o valor de p , respectivamente, é: A) 0,2 e 0,5 B) 0,4 e 0,6 C) 0,4 e 0,3 D) 0,7 e 0,5 E) 0,4 e 0,5 ATIVIDADE 09 Uma empresa contratou recentemente um grupo de operários para a linha de produção. Após certo tempo a empresa analisou a relação entre o desempenho dos operários no cumprimento da quota de produção e o fato de ter realizado um curso prévio de treinamento. As proporções de operários que cumpriram a quota de produção estão representadas no Quadro 1. Quadro 1 - Dados das proporções entre o desempenho dos operários no cumprimento da quota de produção e o fato de ter realizado um curso prévio de treinamento Cumprir sua quota de produção Realizou um curso prévio de treinamento Sim Não Em partes Total Sim 0,10 0,08 0,02 0,20 Não 0,15 0,45 0,20 0,80 Total 0,25 0,53 0,22 1,00 Fonte: dados simulados Após a leitura das informações apresentadas no Quadro 1, utilize as fórmulas para determinar os itens seguintes. A) Calcule a probabilidade de um operário escolhido ao acaso nesse grupo ter feito um curso prévio de treinamento. B) Caso seja verificado que o operário escolhido cumpriu sua quota de produção, calcule a probabilidade deste operário também ter realizado o curso prévio de treinamento. 14 ATIVIDADE 10 Sejam e A B dois eventos associados a um espaço de probabilidades. Suponha que ( ) 0,4P A = , ( ) 0,7P A B = e ( )P B p= . A) Determine o valor de p . Se e A B forem mutuamente exclusivos. B) Determine o valor de p . Se e A B forem eventos independentes. ATIVIDADE 11 Sabe-se que uma indústria de enlatados apresenta um processo de inspeção para controle de qualidade em três linhas de produção, I, II e III. A probabilidade de uma lata passar em qualquer dessas linhas de produção sem ser detectada é de aproximadamente 78%. Com base nestas informações, encontre a probabilidade de uma lata passar pelas três linhas de produção sem ser detectada. Apresente uma conclusão para o resultado obtido. ATIVIDADE 12 As indústrias Alfa e Beta são responsáveis por 70% e 30%, respectivamente, da produção de peças para celulares de uma região. Os índices de peças defeituosas produzidas por estas indústrias equivalem a 4% e 6%, respectivamente. Se uma peça defeituosa foi selecionada ao acaso da produção destas indústrias, qual a probabilidade de que tenha sido produzida pela indústria Beta? Descreva por extenso a conclusão para o resultado encontrado. INFORMAÇÃO! Antes de iniciar os cálculos fixe a calculadora em 4 casas decimais. AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM: O conteúdo deste roteiro é parte integrante da terceira avaliação prevista para o aluno concluir no semestre letivo. Essa avaliação será previamente marcada pela professora. Este roteiro de estudos deverá ser estudado e desenvolvido pelo aluno até antes da data desta terceira avaliação. O aluno será avaliado considerando a aplicação da metodologia empregada nas resoluções das questões da avaliação de forma adequada conforme o conteúdo apresentado neste roteiro e nas orientações do professor em sala de aula, além das referências indicadas. Não será atribuída pontuação para as atividades deste roteiro, pois se trata de atividades de verificação de aprendizagem. Componente: 90486 – ESTATÍSTICA DESCRITIVA - GABARITO ATIVIDADE RESPOSTA 01 A 02 ABERTA 03 B 04 C 05 C 06 ABERTA (VER RESOLUÇÃO ABAIXO) 15 07 A 8 E 09 ABERTA (VER RESOLUÇÃO ABAIXO) 10 A) 0,3 B) 0,5 11 ABERTA (VER RESOLUÇÃO ABAIXO) 12 ABERTA (VER RESOLUÇÃO ABAIXO) 06) Resposta: Informação! Apresentamos um modelo de resposta para a questão proposta e ressaltamos que o aluno poderá organizar a apresentação de suas respostas de forma levemente modificada. O importante é identificar o conteúdo e a coerência da resposta apresentada. Levar em conta que a aplicação dos conceitos é necessária, assim como a adequabilidade no seu desenvolvimento. A) A probabilidadede um evento A, denotada por P(A), é um número de 0 a 1 que indica a chance de ocorrência do evento A. Quanto mais próxima de 1 é P(A), maior é a chance de ocorrência do evento A, e quanto mais próxima de zero, menor é a chance de ocorrência do evento A. A um evento impossível atribui-se probabilidade zero, enquanto que um evento certo tem probabilidade 1,0. As probabilidades podem ser expressas de diversas maneiras, inclusive decimais, frações e percentagens. Por exemplo, a chance de ocorrência de um determinado evento pode ser expressa como 20%; 2 em 10; 0,20 ou 1/5. B) / 0t t = , em que t representa o tempo de vida útil. E podemos notar que 0t = inclui a possibilidade da bateria não apresentar carga logo no início do teste. C) Portanto, o espaço amostral do experimento é: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , ,C C C C C K C K C C K K K C C K C K K K C K K K= D) / 0X X = , em que X representa o número de peças defeituosas. E podemos concluir que 0X = inclui a possibilidade de não se produzir nenhuma peça defeituosa em uma hora. Ou 1X = , logo 0,1,2,... = . 09) Resposta: 16 A) Sabe-se que o operário é escolhido ao acaso em um grupo, e neste grupo 20% fez o curso prévio de treinamento. Considerando A o evento “fez o curso prévio de treinamento”, a probabilidade de um operário escolhido ao acaso nesse grupo ter feito um curso prévio de treinamento é ( ) 0,20P A = . B) Considerando B o evento “realizou um treinamento”, ( ) 0,25P B = . E como podemos verificar através do enunciado as informações que nos interessa no Quadro 1 se encontram na primeira coluna, isto é, no grupo de operários escolhido que cumpriu sua quota de produção, e que também realizou o curso prévio de treinamento. Portanto, 0,10 0,4 0,25 = . Assim, através da probabilidade condicional vamos estabelecer a probabilidade de A dado B : ( ) ( ) ( ) 0,10 / 0,40 0,25 P A B P A B P B = = = 11) Resposta: A situação apresentada na questão sugere a aplicação da definição de eventos independentes, entre as três linhas de produção, em que podemos escrever: ( ) ( ) ( ) ( )P I II III P I P II P III = ( ) 30.78 47,45%P I II III = Portanto, com base nas informações obtidas, a probabilidade de uma lata passar pelas três etapas de inspeção sem ser detectado é de 47,45%. 12) Resposta: Primeiro denominamos cada um dos eventos, depois com muita atenção definimos a probabilidade condicionada ao evento de interesse. A: representa o evento “produzido pela indústria Alfa” B: representa o evento “produzido pela indústria Beta” d: representa o evento “peça defeituosa” De acordo com o enunciado sabe-se que: ( ) 70% 0,70P A = = ( ) 30% 0,30P B = = ( )/ 4% 0,04P d A = = 17 ( )/ 6% 0,06P d B = = Pergunta! Se uma peça defeituosa foi selecionada ao acaso da produção destas indústrias, qual a probabilidade de que tenha sido produzida pela indústria Beta? Entre outras palavras qual a probabilidade de uma peça escolhida ao acaso ser produzida pela indústria Beta dado que ela é defeituosa? Isto é: ( )/ ?P B d = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) / / P B d P B P d B P B d P d P d = = IMPORTANTE! Não se esqueça de que as peças defeituosas podem provir de qualquer uma das duas indústrias (e só de uma). Portanto, confira a seguir como realizar os cálculos de ( )P d , que representa a probabilidade das peças defeituosas produzidas pelas indústrias Alfa e Beta. Como calcular ( )P d ? ( ) ( ) ( ) ( ) ( )/ /P d P A P d A P B P d B= + ( ) ( ) ( ) ( ) ( )0,70 . 0,04 0,30 . 0,06 0,0460P d = + = Assim, ( ) ( ) ( ) ( ) / / P B P d B P B d P d = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0,30 0,06 / 0,70 0,04 0,30 0,06 P B d = + ( ) 0,0180 / 0,3913 ou 39,1304% 0,0460 P B d = Portanto, conclui-se que se uma peça defeituosa foi selecionada ao acaso da produção destas indústrias, a probabilidade de que tenha sido produzida pela indústria Beta é de 39,1304% aproximadamente.
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