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ESTATÍSTICA E PROBABILIDADE Probabilidades – Diagrama de Venn Probabilidade Condicional Probabilidade – Regra do Produto Exercícios Representação visual (diagrama de Venn) A Ac S A → evento de interesse Ac → evento complementar de A S → espaço amostral P(A) + P(AC) = 1 P(A) = 1 - P(AC) Probabilidade usando o complementar de um evento: Exemplos: 1) No lançamento de dois dados, qual é a probabilidade de não sair soma 4? 2) No lançamento de uma moeda 3 vezes sucessivamente, qual é a probabilidade de sair pelo menos uma cara? R: 33/36 = 91,7% R: 7/8 = 87,5% Representação visual (com dois eventos) A e B → eventos de interesse S → espaço amostralA S B A e B são dois eventos MUTUAMENTE EXCLUSIVOS se eles não tiverem resultados em comum (ou seja, se não a intersecção entre eles é o conjunto vazio) P(A U B) = P(A) + P(B)Nesse caso: Isso, pois P(A ∩ B) = 0 Representação visual (com dois eventos) A e B → eventos de interesse S → espaço amostralA B S Lei da adição: Útil para descobrir a probabilidade de pelo menos um de dois eventos ocorrer Elementos comuns aos dois eventos (intersecção) P(A U B) = P(A) + P(B) – P(A ∩ B) Representação visual (com três eventos) A, B e C → eventos de interesse S → espaço amostralA B S Lei da adição: Elementos comuns aos três eventos (intersecção) P(A U B U C) = P(A) + P(B) + P(C) – P(A ∩ B) – P(A ∩ C) – P(B ∩ C) + P(A ∩ B ∩ C) C Exercícios 1) Considere uma pequena fábrica de montagem de equipamentos de informática com 50 funcionários. Espera-se que cada funcionário conclua suas obrigações no prazo e que desempenhe de tal maneira que o produto montado seja aprovado na inspeção final. Ocasionalmente, algum funcionário deixa de cumprir os padrões de desempenho, concluindo o trabalho tardiamente ou montando produtos com defeito. Ao final de um período de avaliação de desempenho, o gerente de produção descobriu que 5 dos 50 funcionários concluíram o trabalho atrasados, que 6 dos 50 montavam um produto com defeito e que 2 dos 50 funcionários tanto concluíam o trabalho tardiamente como montavam produtos com defeito. O funcionário cujo trabalho foi concluído atrasado ou apresentando defeitos tem um desempenho considerado ruim. Qual é a probabilidade de se sortear um funcionário que receba uma classificação ruim? R: 9/50 = 18% Exercícios 2) Retira-se uma carta de um baralho comum de 52 cartas. Qual a probabilidade desta carta ser um rei ou uma carta de ouros? 3) Três cavalos A, B e C estão numa corrida: A é duas vezes mais provável de ganhar que B e B é duas vezes mais provável de ganhar do que C. Quais as probabilidades de vitória de cada um? Isto é, P(A), P(B) e P(C) OBS.:A corrida não termina empatada. 4) Três revistas de notícias: A, B e C têm leitores com as seguintes porcentagens: A: 9,8%; B: 22,9%; C: 12,1%; A e B: 5,1%; A e C: 3,7%; B e C: 6% e 2,4% leem as três. Calcule a probabilidade de que uma pessoa escolhida ao acaso seja leitor(a) de pelo menos uma revista. 5) Sejam A e B dois eventos tais que: A tem 40% de chance de ocorrer; o evento A ou o evento B têm 70% de probabilidade de acontecer e a probabilidade de B acontecer vale p. Para que valor de p os eventos A e B serão mutuamente exclusivos? R: 16/52 = 30,8% R: 4/7 ; 2/7; 1/7 R: 32,4% R: 30% Probabilidade Condicional • Sendo A e B eventos, a probabilidade condicionada do evento A, dado que B já ocorreu, ou seja, a probabilidade de A sabendo-se que B ocorreu é dada por 𝑃 𝐴|𝐵 . 𝑃 𝐴|𝐵 = 𝑃 𝐴∩𝐵 𝑃 𝐵 ou 𝑃 𝐵|𝐴 = 𝑃 𝐴∩𝐵 𝑃 𝐴 • O fato de ficarmos sabendo que certo evento ocorreu faz com que a probabilidade da ocorrência do outro evento se modifique. Isso significa a probabilidade de ocorrer o evento A uma vez que já ocorreu o evento B Lembrando: P(A) e P(B) > 0 Exemplo • Uma urna contêm 15 bolas numeradas de 1 a 15. Retira-se uma bola ao acaso e vê-se que o número é maior que 6. Qual é a probabilidade desse número ser múltiplo de 3? 𝑛 𝑆 = 15 𝐴:𝑀 3 = 3,6,9,12,15 𝐵:> 6 = 7,8,9,10,11,12,13,14,15 ⇒ 𝑃 𝐵 = 9 15 𝐴 ∩ 𝐵 = 9,12,15 ⇒ 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 3 15 𝑃 𝐴|𝐵 = 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 𝑃 𝐵 = 3 15 9 15 = 3 9 = 1 3 Probabilidade Condicional • A partir da definição da probabilidade condicional, surge a “Regra do Produto”: 𝑃 𝐴|𝐵 = 𝑃 𝐴∩𝐵 𝑃 𝐵 ou 𝑃 𝐵|𝐴 = 𝑃 𝐴∩𝐵 𝑃 𝐴 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 𝑃 𝐴|𝐵 ∙ 𝑃 𝐵 ou 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 𝑃 𝐵|𝐴 ∙ 𝑃 𝐴 • Esta regra é muito útil, pois muitas vezes calcular a probabilidade da intersecção entre dois eventos (A e B) é muito difícil. (regra do produto) (regra do produto) Probabilidade Condicional • Independência de eventos: Se o evento A é independente do evento B (e vice-versa), então: 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 𝑃 𝐴 ∙ 𝑃 𝐵 • Quando dois eventos são independentes, isso significa que a ocorrência de um deles não interfere na ocorrência do outro. • Generalização: )()...().()...( 2121 nn APAPAPAAAP Exemplos 1) Numa urna há 5 bolas azuis e 3 bolas brancas. Duas bolas são retiradas sucessivamente com reposição. Qual a probabilidade que ambas sejam brancas? 2) E se não houvesse reposição? R: 9/64 = 14,1% R: 6/56 = 10,7% Exercícios 1) Uma montagem eletrônica é formada por dois subsistemas, A e B. De procedimentos de ensaios anteriores, as seguintes probabilidades se admitem conhecidas: P (A falhar) = 0,20; P(A e B falhem) = 0,15; P(B falhe sozinho) = 0,15 Preencha nos espaços indicados no diagrama de Venn abaixo o valor das probabilidades (a figura não necessariamente está em escala) Além disso, responda: a) Qual a probabilidade do subsistema A falhar sozinho? b) Qual a probabilidade do subsistema A falhar, dado que o subsistema B tenha falhado? A B S R: 0,05 R: 0,50 Exercícios 2) Considere 200 clientes de um banco. Destes, 125 são homens e 75, mulheres; 110 aplicam o dinheiro em Poupança e 90 aplicam em Renda Fixa. A tabela abaixo ilustra melhor a situação descrita acima. Uma pessoa que tem conta nesse banco é selecionada aleatoriamente. a) Qual a probabilidade dessa pessoa ser do sexo masculino? b) Qual a probabilidade dessa pessoa aplicar o dinheiro dela em renda fixa? c) Qual a probabilidade dessa pessoa ser do sexo masculino e aplicar o dinheiro dela em renda fixa? d) Dentre os homens, qual a probabilidade do cliente sorteado aplicar o dinheiro dele em renda fixa? Sexo \ Aplicação Poupança (P) Renda Fixa (R) Total Homem (H) 60 65 125 Mulher (M) 50 25 75 Total 110 90 200 R: 125/200 R: 90/200 = 45% R: 65/200 = 32,5% R: 65/125 = 52% Exercícios 3) Na eleição presidencial do EUA em 2008, dois candidatos concorreram à vaga de presidente: Obama e McCain. Foram entrevistados 1000 eleitores. Abaixo são fornecidas alguns dados da pesquisa: • 51% disseram votar em Obama; • 26% tinham curso superior; • Dentre os eleitores com ensino superior, 135/260 diziam votar em Obama a) Dentre os eleitores que votariam em Obama, qual a probabilidade de um eleitor possuir ensino superior? b) Quantos eleitores possuem ensino superior e disseram votar em Obama, de acordo com a pesquisa acima? R: 135 eleitores R: 0,135 = 13,5% Exercícios 4) Juan mora em uma cidade grande e vai para o trabalho diariamente de metrô ou de táxi. Ele usa o metrô 80% das vezes porque custa menos, e no restante das vezes, ele pega um táxi (20%). Quando vai de metrô, ele chega ao trabalho pontualmente 70% das vezes, enquanto de táxi, ele é pontual 90% das vezes. a) Qual a probabilidade de Juan pegar o metrô e chegar no trabalho pontualmente? b) Qual é a probabilidade deJuan pegar um táxi e chegar pontualmente? c) Obtenha a probabilidade de Juan chegar pontualmente em um dia qualquer de trabalho. R: 0,56 = 56% R: 0,18 = 18% R: 0,74 = 74% Exercícios 5) Um alarme de emergência é constituído de três dispositivos independentes. A probabilidade de cada dispositivo falhar é 2%. Calcule a probabilidade de: a) Somente um deles funcionar. b) Ao menos um falhar. 6) Certo artigo, ao sair da linha de produção pode ter no máximo dois defeitos, A e B. Os defeitos ocorrem independentemente um do outro com probabilidade 1/10, cada um. Se um artigo é extraído ao acaso da linha de produção, qual a probabilidade de : a) Ser defeituoso. b) Ter o defeito A, se é defeituoso. c) Ser perfeito. R: 0,001176 = 0,1176% R: 0,0588 = 5,9% R: 19/100 = 19% R: 10/19 = 52,6% R: 81/100 = 81% Exercícios 7) Oitocentas pessoas foram entrevistadas. Elas responderam com qual tendência política se identificavam (esquerda, direita ou outra) e a opinião em relação à mudança que o governo propõe em relação à mudanças na previdência (favorável ou contrário). • 28% se identificavam com a esquerda, 65,75% com a direita e o restante disse ter outra tendência. • 59,375% foi contrária às propostas de mudança. • Dentre os “de esquerda”, 60,714% disseram ser contrários às mudanças na previdência; Dentre os “de direita”, 40,304% disseram ser favoráveis às mudanças na previdência; Dentre os “outros”, metade era contrária às mudanças. a) Dentre os eleitores que são contrários às mudanças na previdência, qual o percentual que se identifica com uma visão política de esquerda? b) Dentre os eleitores que são favoráveis às mudanças na previdência, qual o percentual que se identifica com outra tendência política? R: 0,2863 = 28,63% R: 0,0769 = 7,69%