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DISTRIBUIÇÃO NORMALDISTRIBUIÇÃO NORMAL Exemplo : Observe no histograma abaixo o peso (kg) de 1500 pessoas adultas selecionadas de uma população. Introdução 0.03 0.04 D e n s id a d e 30 40 50 60 70 80 90 100 0.00 0.01 0.02 Peso D e n s id a d e Note que a distribuição dos valores é aproximadamente simétrica em torno de 70kg. Agora, vamos definir a variável aleatória X como sendo o Peso (kg) de uma pessoa adulta escolhida ao acaso da população. 0.030 D e n s id a d e A curva contínua da figura ilusta a forma de uma distribuição normal para a variável aleatória X. 30 40 50 60 70 80 90 100 0.000 0.015 Peso D e n s id a d e Cálculo de probabilidades em uma Distribuição Normal A probabilidade de uma variável X assumir valores entre “a” e “b”, denotada por P(a ≤≤≤≤ X ≤≤≤≤ b), corresponde a área sob a curva e acima do eixo horizontal (x). a bµµµµ Considere uma variável aleatória X com média µµµµ e variância σσσσ2, representada por X ~ N(µµµµ ; σσσσ2). f(x) X ~ N(µµµµ ; σσσσ2) X Z − µ− µ− µ− µ ==== σσσσ Seja Z uma variável padronizada, definida por onde: E(Z) = 0 0 z f(z) a – µµµµ σσσσ b – µµµµ σσσσ Z ~ N(0 ; 1) a µµµµ b x onde: Var(Z) = 1 Denomina-se a variável Z ~ N(0;1) normal padrão. P( ) P P a X b a b a X b Z − µ − µ − µ − µ − µ− µ − µ − µ − µ − µ− µ − µ − µ − µ − µ− µ − µ − µ − µ − µ < < = < < = < << < = < < = < << < = < < = < << < = < < = < < σ σ σ σ σσ σ σ σ σσ σ σ σ σσ σ σ σ σ Portanto, sendo , temos que X Z − µ− µ− µ− µ ==== σσσσ Da mesma forma, dada a variável Z ~N(0;1) podemos obter a variável X ~ N(µµµµ;σσσσ2) através da transformação inversa X = µµµµ + Z σ.σ.σ.σ. USO DA TABELA NORMAL PADRÃO Denotamos : A(z) = P(Z ≤≤≤≤ z), para z ≥≥≥≥ 0. Exemplo: Seja Z ~ N (0; 1), calcular a) P(Z ≤≤≤≤ 0,32) P(Z ≤≤≤≤ 0,32) = A(0,32) = 0,6255. Como obter a probabilidade de 0,6255?? Resposta no próximio slide!!!! Encontrando o valor na Tabela N(0;1): z 0 1 2 0,0 0,5000 0,5039 0,5079 0,1 0,5398 0,5437 0,5477 0,2 0,5792 0,5831 0,5870 0,3 0,6179 0,6217 0,6255 M M MM b) P(0 < Z ≤≤≤≤ 1,71) P(0 < Z ≤≤≤≤ 1,71) = P(Z ≤≤≤≤ 1,71) – P(Z ≤≤≤≤ 0) = 0,9564 - 0,5 = 0,4564. Obs.: P(Z < 0) = P(Z > 0) = 0,5. = A(1,71) – A(0) c) P(1,32 < Z ≤≤≤≤ 1,79) P(1,32 < Z ≤≤≤≤ 1,79) = P(Z ≤≤≤≤ 1,79) – P(Z ≤≤≤≤ 1,32) = A(1,79) - A(1,32) = 0,9633 - 0,9066 = 0,0567. d) P(Z ≥≥≥≥ 1,5) P(Z > 1,5) = 1 – P(Z ≤≤≤≤ 1,5) = 1 – A(1,5) = 1 – 0,9332 = 0,0668. e) P(Z ≤≤≤≤ –1,3) P(Z ≤≤≤≤ – 1,3) = P(Z ≥≥≥≥ 1,3) = 1 – P(Z ≤≤≤≤ 1,3) = 1 – A(1,3) = 1 – 0,9032 = 0,0968. Obs.: Pela simetria, P(Z ≤≤≤≤ – 1,3) = P(Z ≥≥≥≥ 1,3). f) P(-1,5 ≤≤≤≤ Z ≤≤≤≤ 1,5) P(–1,5 ≤≤≤≤ Z ≤≤≤≤ 1,5) = P(Z ≤≤≤≤ 1,5) – P(Z ≤≤≤≤ –1,5) = 2 ×××× P(Z ≤≤≤≤ 1,5) – 1 = 2 ×××× A(1,5) – 1 = P(Z ≤≤≤≤ 1,5) – P(Z ≥ ≥ ≥ ≥ 1,5) = P(Z ≤≤≤≤ 1,5) – [1 – P(Z ≤≤≤≤ 1,5)] = 2 ×××× 0,9332 – 1 = 0,8664. g) P(–1,32 < Z < 0) P(–1,32 < Z < 0) = P(0 < Z < 1,32) = 0,9066 – 0,5 = 0,4066. = P(Z ≤≤≤≤ 1,32) – P(Z ≤≤≤≤ 0) = A(1,32) – 0,5 h) P( -2,3 < Z ≤≤≤≤ -1,49) P( -2,3 < Z ≤≤≤≤ -1,49) = P(1,49 ≤≤≤≤ Z < 2,3) = A(2,3) - A(1,49) = 0,9893 - 0,9319 = 0,0574. Z i) P(-1 ≤≤≤≤ Z ≤≤≤≤ 2) P(–1 ≤≤≤≤ Z ≤≤≤≤ 2) = P(Z ≤≤≤≤ 2) – P(Z ≤≤≤≤ –1) = A(2) – P(Z ≥≥≥≥ 1) = 0,9773 – ( 1 – 0,8413) = 0,9773 – 0,1587 = 0,8186. = A(2) – [1 – P(Z ≤≤≤≤ 1)] = A(2) – (1 – A(1) ) Exemplo: Seja X ~ N(10 ; 64) ( µµµµ = 10, σσσσ2 = 64 e σσσσ = 8 ) Calcular: (a) P(6 ≤≤≤≤ X ≤≤≤≤ 12) −−−− <<<< −−−− <<<< −−−− ==== 8 1012 8 10X 8 106 P (((( ))))25,0Z5,0P <<<<<<<<−−−−==== = A(0,25) - (1 - A(0,5) ) = 0,5987- ( 1- 0,6915 ) Z = 0,5987- ( 1- 0,6915 ) = 0,5987- 0,3085 = 0,2902 8 10 14 10 P( 8) P( 14) P P 8 8 X X Z Z − −− −− −− − ≤ + > = ≤ + >≤ + > = ≤ + >≤ + > = ≤ + >≤ + > = ≤ + > (b) P( X ≤≤≤≤ 8 ou X > 14) (((( )))) (((( ))))5,0ZP25,0ZP >>>>++++−−−−<<<<==== Z = 1 - A(0,25) + 1 - A(0,5) = 1 - 0,5987 + 1 - 0,6915 = 0,7098 Exemplo: O tempo gasto no exame vestibular de uma universidade tem distribuição Normal, com média 120 min e desvio padrão 15 min. a) Sorteando um aluno ao acaso, qual é a probabilidade que ele termine o exame antes de 100 minutos? X: tempo gasto no exame vestibular ⇒⇒⇒⇒ X ~ N(120; 152) 100 120 P( 100) P P( 1,33) 15 X Z Z −−−− < = ≤ = ≤ −< = ≤ = ≤ −< = ≤ = ≤ −< = ≤ = ≤ − 15 1 A(1,33) 1 0,9082 0,0918 = −= −= −= − = − == − == − == − = Z
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