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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 1 ÍNDICE Distribuições Discretas de Probabilidade (Continuação) ������������������������������������������������������������������������������2 Distribuição Hipergeométrica �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 2 Distribuições Discretas de Probabilidade (Continuação) → Exemplo 05: Uma urna contém bolas vermelhas, azuis, amarelas e pretas� O número de bolas pretas é duas vezes o número de bolas azuis, o número de bolas amarelas é cinco vezes o número de bolas vermelhas e o número de bolas azuis é duas vezes o número de bolas amarelas� Se as bolas diferem apenas na cor, ao se retirar ao acaso três bolas da urna, com reposição, qual a probabilida- de de exatamente duas bolas serem pretas? a) 100/729. b) 100/243. c) 10/27. d) 115/243. e) 25/81. → Solução: Vamos inicialmente fazer uma relação entre as quantidades de bolas contidas na urna: verme- lhas, azuis, amarelas e pretas� Considere que: ˃ Nº de bolas vermelhas = x Desse modo, teremos: ˃ Nº de bolas amarelas = 5x ˃ Nº de bolas azuis = 2�(5x) = 10x ˃ Nº de bolas pretas = 2�(10x) = 20x E o total de bolas contidas na urna é igual à soma: x + 5x + 10x + 20x = 36x Daqui a pouco usaremos esses resultados� Essa questão atende aos requisitos da Distribuição Binomial, conforme se verifica a seguir: 1) Ela tratará de um experimento que se repetirá n vezes: Três bolas da urna serão retiradas com reposição, logo n=3� 2) Este experimento só admite dois resultados: sucesso e fracasso� Temos dois resultados: • sucesso = bola preta • fracasso = bola não preta (qualquer outra bola) 3) A cada repetição do experimento, as probabilidades de sucesso p e de fracasso q se mantêm cons- tantes� Como as retiradas são realizadas com reposição, então a probabilidade de sucesso e de fracasso se mantém constante� Como a questão requer a probabilidade de exatamente 2 bolas serem pretas entre as 3 bolas re- tiradas da urna, podemos fazer o resultado “bola preta” como sucesso e qualquer outra bola como fracasso� Assim, temos os seguintes dados da Binomial: AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 3 Número de repetições: n = 3; Número de sucessos (resultados “bola preta”): S = 2; Número de fracassos (resultados “bola que não é preta”): F = 1 Probabilidade de sucesso: p = (nº de bolas pretas)/(total) = 20x/36x = 5/9 Probabilidade de fracasso: q = 1 – 5/9 = 4/9 Vamos lançar esses dados na fórmula da Binomial: Resolvendo, temos: → Resposta: Alternativa B. → Exemplo 06: 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 % → Solução: Trata-se de um experimento binomial com n=3� A probabilidade de ocorrerem dois sucessos é doze vezes a probabilidade de ocorrerem três sucessos� Assim: Vamos aplicar a fórmula da Binomial nas duas probabilidades acima: Portanto, probabilidade de sucesso é 20% e a de fracasso, 80%� → Resposta: Alternativa A. → Exemplo 07: Sabe-se que: I. X é uma variável aleatória com distribuição binomial com média 2p e variância (2p-2p2). II. Y é uma variável aleatória com distribuição binomial com média 5p e variância (5p-5p2). III. A probabilidade de X ser inferior a 2 é igual a 15/16. AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 4 Nessas condições, a probabilidade de Y ser superior a 3 é igual a a) 3/1.024 b) 1/64 c) 5/512 d) 15/1.024 e) 7/512 → Solução: Para uma variável aleatória binomial, temos que: ˃ média: µ = n�p ˃ variância: Var = n�p�(1-p) Segundo o enunciado, para a variável X, temos: µ(x) = 2p e Var(x) = 2p – 2p2 = 2�p�(1-p) Comparando esses dados com a média e a variância da Binomial, conclui-se que n=2 para a variável X� Assim, X pode assumir somente os valores: 0, 1 ou 2� Segundo o enunciado, para a variável Y, temos: µ(x) = 5p e Var(x) = 5p – 5p2 = 5�p�(1-p) Comparando esses dados com a média e a variância da Binomial, conclui-se que n=5 para a variável Y� Assim, Y pode assumir somente os valores: 0, 1, 2, 3, 4 ou 5� A probabilidade de X ser inferior a 2 é igual a 15/16, ou seja: P(X < 2) = 15/16 Uma maneira mais rápida de resolver é pelo evento negação� A negação de “X<2” é “X=2”, pois X pode assumir apenas os valores 0, 1 ou 2� Desse modo, temos que: P(X=2) = 1 – 15/16 = 1/16 Agora, apresentamos a fórmula da Binomial para encontrar o valor de p� Para P(X=2), usaremos n=2, S=2 e F=0� Logo, temos a seguinte igualdade: p2 = 1/16, daí p=1/4� Consequentemente, q=3/4� Passemos ao cálculo da probabilidade de Y ser superior a 3: P(Y>3)� Esta probabilidade inclui os seguintes valores: Y=4 e Y=5� Ou seja, P(Y>3) = P(Y=4) + P(Y=5)� Portanto, → Resposta: Alternativa B. AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 5 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 dis- tribuição hipergeométrica é a distribuição discreta de probabilidade apropriada quando existirem retiradas sem reposição� Fórmula para determinar a probabilidade hipergeométrica: Em que: N = quantidade total de elementos� n = número de sorteios (ou retiradas aleatórias)� S = quantidade desejada de repetição do elemento especificado nos n sorteios� m = número de ocorrências do elemento especificado na totalidade� Não utilizaremos essa fórmula da probabilidade hipergeométrica, pois a consideramos desne- cessária� Observe o método de solução que utilizaremos nos dois próximos exemplos� Caso queira, você pode fazer uso da fórmula acima� → Exemplo 08: Uma turma de uma escola de primeiro grau tem 30 alunos, dos quais 20 são meninas e 10 são meninos� Ao se escolher ao acaso três alunos da turma, sem reposição, qual a probabilida- de de exatamente 2 dos 3 alunos escolhidos serem meninas? a) 1/2 b) 12/27 c) 45/91 d) 95/203 e) 2/3 → Solução: Esta questão atende a apenas dois requisitos da Binomial: 1) Ela tratará de um experimento que se repetirá n vezes: Três alunos da turma serão escolhidos, logo n=3. 2) Este experimento só admite dois resultados: sucesso e fracasso� Temos dois resultados: menino ou menina� Como as retiradas são realizadas sem reposição, então não podemos utilizar a fórmula da Binomial� Como são atendidos os dois requisitos iniciais da Binomial e as retiradas são sem reposição, dizemos que a questão é de probabilidadehipergeométrica� Essa probabilidade é obtida pela razão entre o número de resultados favoráveis e o número de resultados possíveis, ambos normalmente calculados com a ajuda da Análise Combinatória� A turma tem 30 alunos, e 3 alunos da turma serão selecionados sem reposição� O número de re- sultados possíveis é dado pela Combinação de 30 alunos, tomados 3 a 3: AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 6 O número de resultados favoráveis depende da probabilidade solicitada na questão: “A probabili- dade de exatamente 2 dos 3 alunos escolhidos serem meninas”� Faremos a seguinte Combinação: das 20 meninas selecionaremos 2 (C20,2) e dos 10 meninos selecionaremos 1 (C10,1)� O total de resultados favoráveis é dado pelo produto: (C20,2)x(C10,1) = 190x10 = 1900� Concluindo, a probabilidade final é: → Resposta: Alternativa D. Distribuições Discretas de Probabilidade (Continuação) Distribuição Hipergeométrica
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