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DDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÕÕEESS DDIISSCCRREETTAASS DDEE PPRROOBBAABBIILLIIDDAADDEE:: -- BBEERRNNOOUULLLLII -- BBIINNOOMMIIAALL -- HHIIPPEERRGGEEOOMMÉÉTTRRIICCAA -- PPOOIISSSSOONN Prof. Weber Campos webercampos@gmail.com www.OLAAMIGOS.com.br www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 2 DISTRIBUIÇÕES DISCRETAS DE PROBABILIDADE 1. DISTRIBUIÇÃO DE BERNOULLI A distribuição de Bernoulli se caracteriza pela existência de apenas dois eventos, mutuamente exclusivos, que denominaremos de sucesso e fracasso, num experimento que é realizado uma única vez. Se a probabilidade de sucesso é p, a probabilidade de fracasso é, evidentemente, 1-p. É uma distribuição deste tipo o lançamento de uma moeda uma única vez. Se apostarmos na cara, sendo esta, então, a probabilidade de sucesso é p = 1/2. e a probabilidade de fracasso (coroa) é 1-p = 1- 1/2 = 1/2. Da mesma forma se, num lançamento de um dado, apostamos num número, digamos, o 3, este será o sucesso, sendo qualquer um dos outros cinco números o fracasso. Nesse caso, a probabilidade de sucesso é p = 1/6, e a probabilidade de fracasso é 1-p = 1 - 1/6 = 5/6. Outros exemplos de v.a. de Bernoulli: - O sexo do primeiro filho de um casal ser masculino ou feminino. - Uma peça produzida por uma fábrica ser perfeita ou defeituosa. Associando-se uma variável aleatória X aos possíveis resultados do experimento, de forma que: X = 1, se o resultado for sucesso e X = 0, se o resultado for fracasso. Então, a variável aleatória X tem distribuição de Bernoulli, com p sendo a probabilidade de ocorrer sucesso e (1-p) a probabilidade de ocorrer fracasso. P(X=x) = (1-p) para x = 0 p para x = 1 A média e a variância de uma variável aleatória de Bernoulli são dadas por: E(X) = p e Var(X) = p(1-p) 2. DISTRIBUIÇÃO BINOMIAL Em uma questão de distribuição binomial normalmente não vem explícito no enunciado que se trata de tal distribuição, então temos que saber reconhecer uma distribuição binomial, e faremos isso verificando as seguintes características: 1) Ela tratará de um experimento que se repetirá n vezes, sempre mantidas as mesmas condições originais. 2) Este experimento só admite dois resultados: sucesso e fracasso. 3) A cada repetição do experimento, as probabilidades de sucesso p e de fracasso q se mantêm constantes. Se todas as características acima forem satisfeitas, então estaremos diante de uma questão de distribuição binomial. Se uma variável tem distribuição binomial, diremos que: X B(n,p) Essa simbologia significa que os parâmetros n e p definem uma distribuição binomial. www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 3 Fórmula da Probabilidade Binomial: A questão de distribuição binomial fará a seguinte pergunta: Qual a probabilidade de se obter exatamente S sucessos, em n tentativas? A resposta será encontrada a partir da seguinte fórmula: Prob(S sucessos)=Cn,S.(p) S .(q) F Onde: Cn,s= )!(! ! sns n n é o número de repetições do experimento; p é a probabilidade de ocorrência de sucesso; q é a probabilidade de ocorrência de fracasso; S é o número de sucessos desejados; F é o número de fracassos. A média e a variância de uma variável aleatória Binomial são dadas por: E(X) = np e Var(X) = np(1-p) 3. DISTRIBUIÇÃO HIPERGEOMÉTRICA Quando a retirada de itens é feita sem reposição, a probabilidade de sucesso é modificada à medida que os itens são retirados, desta forma não podemos aplicar a probabilidade Binomial. A distribuição hipergeométrica é a distribuição discreta de probabilidade apropriada quando existir retiradas sem reposição. Fórmula para determinar a probabilidade hipergeométrica: P(S sucessos) = Cm,S.CN-m,n-S / CN,n Onde: N = quantidade total de elementos do grupo. n = número de sorteios (retiradas aleatórias). S = quantidade desejada de repetição do elemento especificado nos n sorteios. m = número de ocorrências do elemento especificado no grupo. 4. DISTRIBUIÇÃO DE POISSON A distribuição de Poisson é empregada em experimentos nos quais não se está interessado no número de sucessos obtidos em n tentativas, como ocorre no caso da distribuição binomial, mas sim no número de sucessos ocorridos durante um intervalo contínuo, que pode ser um intervalo de tempo, espaço, etc. Como por exemplo: - O número de vezes que o telefone toca em um dia. - O número de acidentes automobilísticos ocorridos numa rodovia em um mês. - O número de defeitos encontrados em um rolo de arame de 500m. Note que nos exemplos acima, não há interesse em se determinar a probabilidade do telefone tocar, ou do acidente ocorrer, ou do defeito existir,... mas sim a freqüência de sua ocorrência, como, por exemplo, o telefone tocar 10 vezes por dia. www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 4 Fórmula da Probabilidade de Poisson: Uma questão de probabilidade com a distribuição de Poisson fará a seguinte pergunta: Qual a probabilidade de se obter S sucessos, neste determinado intervalo (de tempo, de espaço etc)? E essa probabilidade é obtida a partir da fórmula: Prob(S) = !S eS Onde: Prob(S) é a probabilidade de S ocorrências no intervalo; é o valor esperado ou número médio de ocorrências no intervalo; e = 2,71828... www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 5 EXERCÍCIOS DISTRIBUIÇÃO BINOMIAL 01. (MPOG 2006 ESAF) Um experimento binomial é um experimento que comporta um número fixo de provas independentes, n. Cada prova tem os resultados classificados em apenas duas categorias, a saber: sucesso ou fracasso. Muito embora essa classificação seja arbitrária, costuma-se denotar a probabilidade de sucesso por p, e a probabilidade de fracasso por q. Desse modo, realizando-se 50 provas, a probabilidade de se obter 30 sucessos é dada por a) C50,30 p 30 q 20 d) C50,30 p q 20 b) C50,30 p 20 q 30 e) C50,30 p 30 q 0 c) C50,30 p 0 q 20 02. (Auditor Fiscal de Natal 2008 ESAF) Apontando por V – Verdadeiro e F – Falso, indique a opção correta para as seguintes sentenças: I. Uma v. a. – variável aleatória que pode assumir somente dois valores, diz-se possuir distribuição de Bernoulli e sua integral, no intervalo [a; b], possui distribuição Binomial. II. Uma v. a. com distribuição de Bernoulli, se acumulados os resultados sem reposição, geram uma distribuição hipergeométrica e se for com reposição geram uma distribuição Binomial. Assinale o respectivo conjunto: a) F, V d) V, V b) V, F e) pode ser V, F c) F, F 03. (Fiscal de Rendas RJ 2010 FGV) 40% dos eleitores de uma certa população votaram, na última eleição, num certo candidato A. Se cinco eleitores forem escolhidos ao acaso, com reposição, a probabilidade de que três tenham votado no candidato A é igual a: (A) 12,48%. (B) 17,58%. (C) 23,04%. (D) 25,78%. (E) 28,64%. 04. (Auditor da Receita Estadual do Amapá 2010 FGV) Uma urna contém 50 bolinhas idênticas numeradas de 1 a 50. Se quatro bolinhas são aleatoriamente sorteadas com reposição, a probabilidade de que, dos quatro números sorteados, dois sejam pares e dois sejam impares é igual a: (A) 12,5%. (B) 25,0%. (C) 37,5%. (D) 50,0%. (E) 62,5%. www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 6 05. (ISS Campinas 2011 Cetro) Se 10% das peças produzidas por uma máquinasão defeituosas, então a probabilidade de, entre 5 peças escolhidas ao acaso, no máximo 2 peças serem defeituosas é de, aproximadamente, (A) 97,21%. (B) 99,14%. (C) 98,24%. (D) 92,71%. (E) 90,16%. 06. (MPU 2004 ESAF) Os membros do departamento de vendas de uma Cia aérea sabem que com probabilidade 5% um passageiro com reserva confirmada não se apresenta para o vôo. Nesse contexto a política de vendas da Cia é vender 52 passagens para um vôo que acomoda no máximo 50 passageiros. Assinale a opção que corresponde a probabilidade de que haja um lugar disponível para todo passageiro que se apresente para o vôo. Sabe-se que (0,95)51 = 0,0731 e que (0,95)52 = 0,0694 a) 0,500 d) 0,835 b) 0,738 e) 0,741 c) 0,830 07. (AFRFB 2009 ESAF) Em um experimento binomial com três provas, a probabilidade de ocorrerem dois sucessos é doze vezes a probabilidade de ocorrerem três sucessos. Desse modo, as probabilidades de sucesso e fracasso são, em percentuais, respectivamente, iguais a: a) 20 % e 80 % b) 80 % e 20 % c) 60 % e 40 % d) 30 % e 70 % e) 25 % e 75 % DISTRIBUIÇÃO HIPERGEOMÉTRICA 08. (AFT 2010 ESAF) Em uma amostra aleatória simples de 100 pessoas de uma população, 15 das 40 mulheres da amostra são fumantes e 15 dos 60 homens da amostra também são fumantes. Ao se escolher ao acaso cinco pessoas da amostra, sem reposição, a probabilidade de exatamente quatro delas serem homens fumantes é dada por: a) Cn.k p k (1-p)n-k, sendo p=0,15, n=5 e k=4. b) Cm,k CN-m,n-k /CN,n, sendo N=100, n=5, m=15 e k=4. c) Cm,k CN-m,n-k /CN,n, sendo N=100, n=5, m=60 e k=4. d) Cm,k CN-m,n-k /CN,n, sendo N=100, n=15, m=5 e k=4. e) Cn.k p k (1-p)n-k, sendo p=0,25, n=5 e k=4. 09. (SUSEP 2010 ESAF) Considere um grupo de 15 pessoas dos quais 5 são estrangeiros. Ao se escolher ao acaso 3 pessoas do grupo, sem reposição, qual a probabilidade de exatamente uma das três pessoas escolhidas ser um estrangeiro? a) 45/91 d) 2/9 www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 7 b) 1/3 e) 42/81 c) 4/9 DISTRIBUIÇÃO DE POISSON 10. (MPOG 2006 ESAF) Uma variável aleatória X tem distribuição de Poisson, com parâmetro “m”, e k = 0, 1, 2, 3...... se e somente se a) P(X=k) = k me m d) P(X=k) = !k em k b) P(X=k) = k em mk e) P(X=k) = !k em mk c) P(X=k) = k em mk 11. (AFRFB 2009 ESAF) O número de petroleiros que chegam a uma refinaria ocorre segundo uma distribuição de Poisson, com média de dois petroleiros por dia. Desse modo, a probabilidade de a refinaria receber no máximo três petroleiros em dois dias é igual a: a) d) b) e) c) 12. (ICMS-SP 2009 FCC) O número de pessoas que chega ao guichê de uma repartição pública para autuação de processos apresenta uma distribuição de Poisson a uma taxa de duas pessoas por minuto. A probabilidade de que nos próximos 2 minutos chegue pelo menos uma pessoa neste guichê é (Observação: e = 2,71828...) (A) (e4 − 1).e−4 (B) 4.e−4 (C) (e4 − 4).e−4 (D) 2.[(e2 − 1) ].e−2 (E) (e2 − 2).e−2 13. (Fiscal de Rendas RJ 2009 FGV) O número de clientes que buscam, em cada dia, os serviços de um renomado cirurgião tem uma distribuição de Poisson com média de 2 pacientes por dia. Para cada cirurgia efetuada, o cirurgião recebe R$ 10.000,00. No entanto, ele consegue fazer o máximo de duas cirurgias em um dia; clientes excedentes são perdidos para outros cirurgiões. Assinale a alternativa que indique o valor esperado da receita diária do cirurgião. (considere e–2 = 0,14) (A) R$ 5.600,00. (B) R$ 8.400,00. (C) R$ 10.000,00. (D) R$ 14.400,00. (E) R$ 20.000,00. www.OLAAMIGOS.com.br Prof. Weber Campos 8 14. (MPU 2007 FCC) O número de pacientes atendidos por um clínico geral segue uma distribuição de Poisson com taxa média de 4 pacientes por hora. A probabilidade de que pelo menos um paciente consulte o clínico geral em um período de 15 minutos é (A) 1–e–1 (C) e–4 (E) e–1 (B) 1–e4 (D) e4 15. (AFPS 2002 ESAF) Sabe-se que o número de clientes que procuram atendimento numa agência da previdência no período das 17 às 18 horas tem distribuição de Poisson com média de 3 clientes. Assinale a opção que dá o valor da probabilidade de que mais de 2 clientes apareçam no período. Sabe-se que e-3 = 0,0498, sendo e o número neperiano. a) 0,776 c) 0,500 e) 1,000 b) 0,667 d) 0,577 DISTRIBUIÇÃO MULTINOMIAL 16. Um dado é lançado 8 vezes. Calcule as probabilidades seguintes: a) Qual é a probabilidade de o número 1 aparecer três vezes? b) Qual é a probabilidade de o número 1 aparecer três vezes, o número 2 aparecer quatro vezes e o número 6 aparecer uma vez? c) Qual é a probabilidade de o número 1 aparecer três vezes e o número 6 aparecer cinco vezes? d) Qual é a probabilidade de o número 1 aparecer duas vezes e o número 6 aparecer três vezes? Gabarito: 01. a 02. a 03. c 04. c 05. b 06. e 07. a 08. a 09. a 10. e 11. e 12. a 13. d 14. a 15. d
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