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Probabilidade e Estatística Profª Kellen Lima Aula 09 Probabilidade Básica (Parte 01) EM TRÊS AULAS, VOCÊ APRENDERÁ: Conceitos Básicos de Probabilidade; Probabilidade Condicional e Teorema de Bayes; Probabilidade Latim probare = PROVAR, TESTAR; Estudo de diversas situações onde há INCERTEZA; A Probabilidade é um VALOR NUMÉRICO QUE REPRESENTA A POSSIBILIDADE DE QUE UM DETERMINADO EVENTO VENHA A OCORRER; Exemplos de aplicações: - Resultado de um procedimento médico, erros na fabricação de peças de automóveis, uma unidade de produção fora dos padrões de conformidade, um dia de chuva, etc. EXPERIMENTO ALEATÓRIO é um procedimento que ao ser repetido nas mesmas condições, pode fornecer diferentes resultados. Exemplos: • Selecionar ao acaso um habitante de Natal e medir sua altura em metros; • Retirar um lote de peças em um processo de produção e determinar o número de peças defeituosas; OBJETIVO DA TEORIA DE PROBABILIDADE Construir um modelo matemático para representar eventos incertos (experimentos aleatórios) e a chance de ocorrência de possíveis resultados. GERALMENTE É FEITO EM DUAS ETAPAS: • Etapa 1: Descrição do conjunto de resultados possíveis para um experimento aleatório; • Etapa 2: Atribuição de pesos que refletem a maior ou a menor chance de um resultado ocorrer. ESPAÇO AMOSTRAL (S) É o conjunto de todos os resultados possíveis de um experimento aleatório. Exemplos: • Sexo de um recém-nascido • S = {M, F} • Peças para automovéis • S = {D, SD} Exemplo 1: Um lançamento de um dado • S={1,2,3,4,5,6}. Numerável finito. Exemplo 2: Vários lançamento de uma moeda até que apareça a primeira cara. C: cara, K: Coroa. • S={C, KC, KKC, ….}. Numerável e infinito. Exemplo 3: Conjunto dos números reais. Não-enumerável. UM EVENTO É um subconjunto do espaço amostral. Os subconjuntos de S são representados pelas letras maiúsculas A, B,.... Um evento SIMPLES é descrito por uma única característica O evento é denominado COMBINADO se consistir de duas ou mais características. O conjunto vazio é denotado por LANÇAMENTO DE 1 DADO • A = {valores pares 2, 4 e 6}, • B = {valores ímpares 1,3 e 5} • EVENTOS SIMPLES LANÇAMENTO DE 2 MOEDAS • A = {obter 2 resultados cara} • EVENTO COMBINADO Exemplo 1 Exemplo 2 UNIÃO DE DOIS CONJUNTOS quando pelo menos 1 dos eventos ocorre. INTERSEÇÃO DE DOIS CONJUNTOS quando os eventos A e B ocorrem simultaneamente. COMPLEMENTO DE UM CONJUNTO representado por Ac (ou A’) é o conjunto de todos os resultados que não estão contidos em A. BxAxSxBA ou ,:: BxAxSxBA e :: AxSxAc :: EXEMPLOS: Conceitos em uma determinada disciplina (A, B, C ou D); Mutuamente excludentes as notas não podem ocorrer simultaneamente, Coletivamente exaustivos todas as notas formam o espaço amostral. EVENTOS COLETIVAMENTE EXAUSTIVOS (A U B) = S Se a união dos eventos formarem o espaço amostral, onde cada evento pode ter elementos repetidos no outro evento. EXEMPLOS: Nascer ou pôr do sol no Ocidente e cara ou coroa; EVENTOS MUTUAMENTE EXCLUDENTES (A ∩ B) = 0 Os elementos de A não pertencem a B e vice-versa. Não ocorrem simultaneamente Diagrama de Venn dos Eventos A e B Assuma que S = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} • A = {0, 1, 2, 3,4} • B = {3, 4, 5, 6} • C = {1, 3, 5} • Determinar: }6,4,2,0{ }2,1,0{ }6,5{ }5,3{ }6,5,4,3,1{ }3,1{ }5,4,3,2,1,0 }4,3{ }6,5,4,3,2,1,0{ C B A BC BC CA CA BA BA Proprieda des de operações entre conjuntos c cc AA AA AerseçãoparaneutroElemento AAuniãoparaneutroElemento CBBACBAaAssociativ ABBAComutativa int Tabela de contigência Masculino Feminino TOTAL Destros 43 9 52 Canhotos 44 4 48 TOTAL 87 13 100 EXEMPLO: Uma tabela de contingência pode ser usada para expressar o relacionamento entre estas duas variáveis, como segue: Diagrama de Árvore Baralho de 52 Cartas Espaço Amostral 24 2 24 2 EXEMPLO: Cartas de baralho EXEMPLO: Lançamento de 2 dados de quatro lados Diagrama de Árvore Probabilidade: atribuir chances a eventos possíveis de um experimento aleatório. Diferentes conceitos: • Definição clássica de probabilidade; • Definição frequentista de probabilidade; • Probabilidade subjetiva; • Formalizadas pelos Axiomas de Kolmogorov. A probabilidade de sucesso é baseada no conhecimento prévio do processo envolvido. No caso mais simples, onde cada um dos resultados é igualmente provável, portanto a chance de ocorrência do evento é: EXEMPLO: Um dado padronizado possui 6 lados. Cada um dos lados contém 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 pontos. Caso você role um dado, qual é a probabilidade de que você consiga que o resultado seja a face com 5 pontos? Solução: Cada uma das faces tem igual probabilidade de ocorrência. Uma vez que existem 6 faces, a probabilidade de que o resultado venha a ser a face com 5 pontos é igual a 1/6. S em possíveis resultados de totalN ocorrer podeA que vezesde N T X AP Na maioria das situações práticas, os eventos simples do espaço amostral não são equiprováveis e não podemos calcular probabilidades usando a definição clássica. Neste caso, vamos calcular probabilidades como a frequência relativa de um evento. Considera o limite de frequências relativas como o valor da probabilidade. Seja nA o número de ocorrência de A em n repetições indepentes do experimento. Sendo nA/n a frequência relativa do evento A. Logo: n lim AP n nA Cursando Estatística Não-cursando Estatística TOTAL Masculino 84 145 229 Feminino 76 134 210 TOTAL 160 279 439 CONTINUARÁ... EXEMPLO: Encontre a probabilidade de selecionar um aluno de estatística do sexo masculino a partir de uma população descrita na tabela abaixo: 191,0 439 84 alunos de totaln. Estat. cursando masculino sexo do alunos n. aestatistic cursando homem selecionar de adeProbabilid 1) Jogando 2 dados “honestos” simultaneamente, qual a probabilidade de sair: a) Soma 9? b) Soma par? c) Soma menor que 5? d) Soma maior que 10? e) Soma 2 ou 12? GABARITO: (a) 0,11 (b) 0,5 (c) 0,16 (d) 0,083 (e) 0,05 2) Dada a tabela de contingência, qual é a probabilidade: a) Do evento A’ b) Do evento A e B? c) Do evento A’ e B’? B B' A 10 30 A' 25 35 GABARITO: A’ = 0,6 A e B = 0,1 A’ e B’ = 0,35 Exercícios – AULA 09