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88 CAPÍTULO 4 PROBABILIDADE DE BAYES 1. Partição de um espaço amostral Os eventos 1 2 3, , ,..., kB B B B , formam uma partição do espaço amostral S, se: a) ( ) 0,para 1,2,3,...,ip B i k b) , para i jB B i j c) 1 k i i B S Exemplo 1: No lançamento de um dado tem-se o espaço amostral 1,2,3,4,5,6S e definimos os eventos 1 2 31 , 2,3,4 e 5,6 .B B B Os eventos 1 2 3, eB B B formam uma partição de S, pois, valem as três condições: a), b) e c). Teorema 1: Se os eventos 1 2 3, , ,..., kB B B B , formam uma partição do espaço amostral S e ,A S então 1 ( ) ( / ). ( ) k i i i p A p A B p B Demonstração: A figura ilustra uma partição de S com A S . Assim podemos escrever: 1 2( ) ( ) ... ( )kA A B A B A B , como A é a união de conjuntos disjuntos, usamos a definição de probabilidade: 1 2( ) ( ) ( ) ... ( )kp A p A B p A B p A B (I) e para cada termo das parcelas usamos a probabilidade do produto, assim 1 1 1( ) ( / ). ( )p A B p A B p B 2 2 2( ) ( / ). ( )p A B p A B p B 3 3 3( ) ( / ). ( )p A B p A B p B ............................................. ( ) ( / ). ( )k k kp A B p A B p B . Substituindo em (I) segue: 1B 2B 3B 4B kB A 89 ( )p A 1 1( / ). ( )p A B p B + 2 2( / ). ( )p A B p B + 3 3( / ). ( )p A B p B +...+ ( / ). ( )k kp A B p B e colocando em forma somatório tem-se: 1 ( ) ( / ). ( ) k i i i p A p A B p B . Exemplo 2: Na cidade de Catu existem três lojas que revendem televisores. A loja A revende 25%, a loja B, 35% e a C, 40% dos televisores. Um cliente deseja comprar um televisor de LCD com 42 polegadas, em virtude do bom atendimento e da localização dessas lojas, a probabilidade de comprar na loja A é 10%, na loja B é 12% e na loja C é 18%. Qual a probabilidade de ter adquirido um televisor de 42 polegadas? Solução: Seja L: televisor de LCD com 42 polegadas Do enunciado podemos escrever: ( ) 0,25; ( / ) 0,1p A p L A ( ) 0,35; ( / ) 0,12p B p L B e, portanto: ( )p L 0,25x0,1+0,35x0,12+0,4x0,18=0,139 ( ) 0,4; ( / ) 0,18p C p L C 2. Teorema de Bayes Se os eventos 1 2 3, , ,..., kB B B B , formam uma partição do espaço amostral S e seja ,A S então 1 ( / ) ( ) ( / ) ( / ) ( ) j j j k i i i p A B p B p B A p A B p B Da definição de probabilidade condicional, podemos escrever: ( ) ( / ) ( ) j j p A B p B A p A 1 ( / ) ( ) ( / ) ( ) j j k i i i p A B p B p A B p B Exemplo 3: Adotando o mesmo enunciado do exemplo 1, podemos fazer a seguinte pergunta: Um televisor de LCD com 42 polegadas foi adquirido, qual a probabilidade de tem sido comprado na loja C? Solução: Devemos determinar ( / )p C L ( / ) ( ) ( ) p L C p C p L = 0,4x0,18 0,139 = 0,072 0,518 0,139 A L B C 90 Exemplo 4: Sejam as urnas e as bolas. Uma urna é escolhida ao acaso e uma bola é retirada. Se a bola retirada for branca, qual probabilidade de ter vindo da urna 2U ? Vermelhas Brancas 1U 3 5 2U 2 1 3U 2 3 Solução: Indiquemos por B bola branca Como são três urnas, suas probabilidades são iguais a 1/3: 1 1( ) 1/3; ( / ) 5/8p U P B U 2 2( ) 1/3; ( / ) 1/3p U P B U , logo podemos escrever: 3 3( ) 1/3; ( / ) 3/5p U P B U 2 1/3x1/3 ( / ) 1/3x5/8 1/3x1/3 1/3x3/5 p U B 1/3 40 0,2139 5/8 1/3 3/5 187 Exemplo 5: Em um viveiro têm-se três gaiolas com as seguintes aves: canários sabiás tico-ticos Fêmeas 3 4 1 Machos 3 2 5 Uma ave fugiu da gaiola e verificou-se que é fêmea, qual a probabilidade de ser sabiá ? Solução: Indiquemos por F ser fêmea, então ( ) 1/3; ( / ) 3/6p C P F C ( ) 1/3; ( / ) 4/6p S P F S , escrevemos: ( ) 1/3; ( / ) 1/6p T P F T 1/3.4/6 ( / ) 1/3.3/6 1/3.4/6 1/3.1/6 p S F 4 0,5 8 C S T F3 4 1 3 2 5 B 1U 2U 3U 5 1 3 3 2 2 91 Exercícios de aplicação 14: 1. Na sala do Curso de Estatística 30% dos rapazes e 10% das garotas têm mais que 1,65 m de altura. Sabe-se que 60% dos alunos são rapazes. Se um aluno é selecionado aleatoriamente e tem mais que 1,65 m de altura, qual a probabilidade dele ser garota? 2. Uma urna A tem 3 moedas de ouro e 2 de prata e uma urna B tem 4 moedas de ouro e 3 moedas de prata. Uma moeda é selecionada ao acaso e verifica-se que é de ouro. Qual a probabilidade de ter vindo da urna B? 3. Na sala do 1° semestre da Disciplina de Estatística 20% dos rapazes e 12% das garotas estão estudando Matemática. Um estudante é escolhido ao acaso e observa-se que é estudante de Matemática. Qual a probabilidade do estudante ser rapaz sabendo-se que 60% do corpo discente é formado por rapazes? 92 4. Em uma assembléia estão reunidos os alunos dos 3 primeiros semestres e tem as seguintes proporcionalidades 20% ,30% e 50% dos alunos respectivamente. Sabe-se que 10%, 5% e 2% respectivamente por série são portadores da gripe suína.Se um aluno dessa assembléia selecionado aleatoriamente é portador da gripe suína, então a probabilidade de ser aluno do 2º semestre é (A) 0,11. (B) 0,22. (C) 0,33. (D) 0,44. (E) 0,55. 5. No terreiro de um sítio existem os seguintes animais: Aves Suínos Ovinos Fêmeas 3 2 3 Machos 4 3 5 Um animal fugiu do terreiro e verificou-se que é fêmea, qual a probabilidade de ser uma ave? 93 6. Em um colégio 6% dos homens e 3% das mulheres têm descendência japonesa. Por outro lado 60% dos estudantes são mulheres. Se um estudante é selecionado ao acaso e tem descendência japonesa, qual a probabilidade de ser homem? 7. Em uma cidade obteve-se os seguintes dados: apenas uma em cada 100 pessoas adultas tem nível superior. Das pessoas que têm nível superior, 80% têm emprego público, enquanto apenas 30% das que não têm nível superior têm emprego público. Uma pessoa da população é selecionada ao acaso e verifica-se que tem emprego público. A probabilidade de que essa pessoa venha a ter nível superior é: (A) 26,0%. (B) 56,6%. (C) 12,6%. (D) 0,6%. (E) 2,6%.
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