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MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 1 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae Exercício 1 Vinte por cento dos domicílios de uma cidade possuem TV a cabo. Calcule a probabilidade (exata) de que, em uma amostra de 200 domicílios selecionados ao acaso nessa cidade, haja: (a) (0,5) entre 34 e 45 (inclusive os extremos) domicílios com TV a cabo; Seja X: número de domicílios com TV a cabo, dentre os 200 selecionados. Então, Temos a distribuição de probabilidade: Binomial com n = 200 e p = 0,2 x P( X = x ) x P( X = x ) x P( X = x ) 0 0,0000000 1 0,0000000 2 0,0000000 3 0,0000000 4 0,0000000 5 0,0000000 6 0,0000000 7 0,0000000 8 0,0000000 9 0,0000000 10 0,0000000 11 0,0000000 12 0,0000000 13 0,0000001 14 0,0000002 15 0,0000006 16 0,0000016 17 0,0000044 18 0,0000112 19 0,0000269 20 0,0000609 21 0,0001305 22 0,0002654 23 0,0005136 24 0,0009469 25 0,0016665 26 0,0028042 27 0,0045178 28 0,0069784 29 0,0103474 30 0,0147450 31 0,0202149 32 0,0266900 33 0,0339691 34 0,0417120 35 0,0494585 36 0,0566712 37 0,0627978 38 0,0673424 39 0,0699325 40 0,0703696 41 0,0686533 42 0,0649754 43 0,0596867 44 0,0532433 45 0,0461442 Assim, a probabilidade do número de domicílios com TV a cabo estar entre 34 e 45 domicílios inclusive é (b) (0,5) no máximo 30 domicílios com TV a cabo. (c) (1,0) Repita os itens (a) e (b) usando a aproximação pela normal e compare os resultados. Sendo , então e Logo, a distribuição de X é aproximadamente igual à distribuição de probabilidade de Y, em que . Assim, utilizando a tabela da distribuição normal, temos: MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 2 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae c1): C2): Exercício 2 Produtores de abacaxi desenvolveram uma metodologia para tentar classificar abacaxis de uma de- terminada variedade como saborosos ou não, sem ter que cortar a fruta. Após vários testes, verifi- cou-se que essa metodologia classifica corretamente 80% dos abacaxis não saborosos e, classifica 10% dos abacaxis saborosos como não saborosos. Sabendo-se que em determinado mês 4% dos abacaxis produzidos em uma determinada região não são saborosos, escolhendo-se aleatoriamente um abacaxi dessa região, (a) (1,0) qual é a probabilidade do abacaxi ser classificado, pela metodologia empregada, como não saboroso? Sejam os eventos, S: o abacaxi escolhido é saboroso NS: o abacaxi escolhido não é saboroso TS: o abacaxi é classificado, pelo teste, como saboroso TNS: o abacaxi é classificado, pelo teste, como não saboroso Por tanto, Assim, selecionando-se um abacaxi ao acaso, a probabilidade de ser classificado como não saboroso é 0,128. (b) (0,5) Sabendo-se que o abacaxi foi classificado como não saboroso, qual é a probabilidade dele ser de fato saboroso quando cortado? 0,96 0,04 TS TN TS TNS 0,9 0,1 0,2 0,8 0,04 x 0,8 = 0,032 NSTNS 0,04 x 0,2 = 0,008 NSTS 0,96 x 0,1 = 0,096 STNS 0,96 x 0,9 = 0,864 STS Probabilidade Resultados S NS TNS 0, 0, Probabilidade Resultados MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 3 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae (c) (0,5) Sorteando-se 20 abacaxis dentre os que foram classificados como não saborosos pela me- todologia, qual é a probabilidade de no máximo 11 serem saborosos? Definamos: X: número de abacaxis saborosos dentre os 20 abacaxis classificados como não saborosos. Então, Distribuição acumulada: Binomial com n = 20 e p = 0,75 x P( X <= x ) x P( X <= x ) 0 0,00000 1 0,00000 2 0,00000 3 0,00000 4 0,00000 5 0,00000 6 0,00003 7 0,00018 8 0,00094 9 0,00394 10 0,01386 11 0,04093 12 0,10181 13 0,21422 14 0,38283 15 0,58516 16 0,77484 17 0,90874 18 0,97569 19 0,99683 20 1,00000 Assim, (d) (1,0) Por medida preventiva para não ter prejuízo, o produtor decide fazer uma inspeção de uma amostra de 150 abacaxis classificados como não saborosos pela metodologia. Qual é a probabili- dade aproximada de no máximo 30 desses abacaxis de fato serem não saborosos? A probabilidade de escolher ao acaso um abacaxi, dentre os 150 abacaxis classificados como não sa- borosos, e ele de fato não ser saboroso é 1-0,75=0,25 Definamos X: número de abacaxis não saborosos dentre os 150 abacaxis classificados como não saborosos MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 4 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae Exercício 3 Um bom indicador do nível de intoxicação por benzeno é a quantidade de fenol encontrada na urina. A quantidade de fenol na urina de moradores de certa região segue, aproximadamente, uma distribuição normal de média 6 mg/L e desvio padrão 2 mg/L. Considere as seguintes definições em termos da variável quantidade de fenol na urina: (i) Define-se como “valor de referência” a quantidade de fenol que é superada por 90% da população; (ii) Uma pessoa é considerada “atípica” se a quantidade de fenol em sua urina for inferior 3 mg/L ou for superior a 9 mg/L. (a) (1,0) Sorteado um morador ao acaso, qual é a probabilidade de ser “atípico”? Definamos X: quantidade de fenol na urina de moradores de certa região. Então, Então a probabilidade de ser “atípico” é 0,1336 Também podemos determinar da seguinte forma: e Então a probabilidade de ser “atípico” é igual a 1- 0,8664 = 0,1336. (b) (0,5) Qual é o “valor de referência” da população? Seja a o “valor de referência”, então MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 5 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae pela tabela da normal , então, a = 3,44. (c) (1,0) Sabendo que uma pessoa é atípica, qual é a probabilidade de ter quantidade de fenol superior a 9,92 mg/L? E, assim, temos que Então, (d) (0,25) Sorteadas 4 pessoas ao acaso dessa região, qual é a probabilidade se ter no máximo uma “atípica”? Definamos Y: número de pessoas consideradas atípicas, dentre as 4 pessoas sorteadas. Então, Temos que Assim, (e) (0,25) Se 80 pessoas são sorteadas ao acaso dessa região, qual é a probabilidade aproximada de ocorrer não mais do que de 14 “atípicas”? Sendo, neste caso, Logo, a distribuição de X é aproximadamente igual à distribuição de probabilidade de Y, em que . Binomial com n = 4 e p = 0,1336 x P( X = x ) 0 0,563474 1 0,347554 2 0,080390 3 0,008264 4 0,000319 MAE116– Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 6 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae Assim, utilizando a tabela da distribuição normal, temos: Exercício 4 Sabe-se que cerca de 10% da população brasileira adulta é analfabeta. Uma amostra aleatória de 270 brasileiros adultos será investigada quanto ao nível de escolaridade, qual é a probabilidade aproximada de ocorrerem: (a) (0,5) Pelo menos 20, mas não mais do que 30 indivíduos analfabetos; Seja Y: no. de pessoas analfabetas, dentre 270 brasileiros adultos selecionados. Então, , com E e . Logo, a distribuição de X é aproximadamente igual à distribuição de probabilidade de Y, em que Y . Assim, utilizando a tabela da distribuição normal, temos: (b) (0,5) No máximo 45 analfabetos; (c) (0,5) No mínimo 17 analfabetos. (d) (0,5) determine o valor k tal que, P(9 < X < k) = 0,15. 0,1503 MAE116 – Noções de Estatística Grupo B - 2º semestre de 2012 Lista Exercicios 7 – Aproximação Normal – G A B A R I T O Página 7 de 7 http://www.ime.usp.br/~mae a é tal que A(a) = 1 - 0,1503 = 0,8497 e z = -a Pela tabela da distribuição normal, obtemos que a = 1,04, então
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