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Notas de aulaProbabilidade: fundamentosProbabilidade: fundamentos
Idemauro Antonio Rodrigues de Lara
Justificativas
• Base teórica para a inferênciaestatística.
• Mensuração da “possibilidade”de ocorrência de fenômenosou experimentos aleatórios.
Exemplo
Selecionar uma amostra de 500 indivíduos de uma
população urbana e estimar a idade média.População urbana
Parâmetro
A média amostral depende da escolha da amostra, portanto tem padrão aleatório (variável
aleatória)
Parâmetro
idade média
Outros Exemplos:
• Estimar a probabilidade de chuva em umdeterminado dia ( previsão).
• Calcular a probabilidade de que umaárvore de uma dada espécie, selecionadaárvore de uma dada espécie, selecionadaaleatoriamente, tenha mais de 150 cm dealtura.
• Calcular a probabilidade de que em umaregião da cidade, no verão, ocorrammenos de 3 casos de dengue por Km².
Probabilidade
EXPERIMENTO ALEATÓRIO
POSSUEM REGULARIDADE ESTATÍSTICA
Exemplos
1. Selecionar uma pessoa ao acaso e avaliar(exame) seu tipo de sangue
2. Medir a altura de uma árvore
3. Lançamento de uma moeda3. Lançamento de uma moeda
4. Tempo de reação de uma pomada anestésica
5. Número de partículas de radioativaspresentes na atmosfera;
Conceitos
• Espaço Amostral
• Eventos:
1. A pessoa tem sangue A+
2. A altura é inferior a 120 cm 2. A altura é inferior a 120 cm
3. Ocorre cara
4. O tempo de reação é inferior a 5 minutos
5. Há ao menos 20 partículas de vírus
Definições de probabilidade
1. Clássica (Laplace, 1812)
2. Probabilidade como limite de uma frequência
relativa
3. Definição moderna: Axiomas de Kolmogorov
Exemplo 1
• No lançamento de um dado honesto,estimar a probabilidade de ocorrer facepar.
Espaço amostral {1, 2, 3, 4, 5, 6}
Evento A: “face par” = {2, 4, 6}
P(A) = 3/6 = 0,50
Exemplo 2
• Entre 10878 partos sucessivos em SP eque resultaram em crianças vivas, 100foram de gêmeos. Estimar a probabilidadede gêmeos entre os nascidos vivos.de gêmeos entre os nascidos vivos.
p = 100/10878 = 0,00919
Regras úteis
• Probabilidade do evento complementar
A
Probabilidade de que não ocorra o evento A
)(1)( APAP C
CA
Teorema da união
A
BA B
)()()()( BAPBPAPBAP
Exemplo 3
• Numa população humana, a probabilidadede ser surdo é estimada em 0,0050, aprobabilidade de ser cego em 0,0085 e aprobabilidade de ser cego e surdo emprobabilidade de ser cego e surdo em0,0006. Qual é a probabilidade de umapessoa escolhida ao acaso ser surda oucega?
p = 0,0129
Probabilidade condicional
• Considere as situações:
1. Qual é a probabilidade de ocorrer número 3 no lançamento de um dado honesto?lançamento de um dado honesto?
2. Qual é a probabilidade de ocorrer número 3 no lançamento de um dado honesto, se sabe-se que ocorreu número ímpar?
Formalizando:
• Dados dois eventos A e B de uma σ-álgebra, aprobabilidade de ocorrer A dado B é:
0)()(
BPseBAP
0)()(
0)()()|(
BPseAP
BPseBPBAP
satisfazendo aos axiomas de Kolmogorov.
Teorema do produto
)|().()( ABPAPBAP
Da definição de probabilidade condicional
)|()...|()()(1
1121
1i
n
ini
n
iAAPAAPAPAP
Generalização para n eventos
Exemplo: aplicação em amostragem
• Uma empresa produz um lote de 50 filtrosde combustível, dos quais 6 sãodefeituosos. Escolhem-se aleatoriamentee testam-se dois filtros do lote. Determinee testam-se dois filtros do lote. Determinea probabilidade de ambos serem bons, seos filtros são selecionados:
• [a.] com reposição; (0,7744)
• [b.] sem reposição. (0,7722)
Eventos Independentes
• Dados dois eventos A e B de uma σ-álgebra,dizemos que A e B são independentes se:
)()|()()|( BPABPouAPBAP
Ou ainda:
)()()( BPAPBAP
Exemplo
(Adaptado de Magalhães, 2004) Emfamílias com 3 filhos, defina os eventos A:filhos dos dois sexos e B: no máximo umamenina entre os dois filhos. Admita igualmenina entre os dois filhos. Admita igualprobabilidade no nascimento de meninos emeninas. Nessas condições, mostre queos eventos A e B são independentes.
Independência coletiva
Exemplo – Considere 3 eventos tais que:A B
C
A, B, e C são independentes dois a dois mas não coletivamente.
Independência coletiva
Definição - Os eventos são independentes coletivamente se:
nAAA ,...,, 21
)()...()()...( 2121 imiiimii APAPAPAAAP
nmnimii ,...,3,2...211
em que:
12 nnNúmero de condições a serem verificadas:
Algumas referências
Andrade, D. F.; Ogliari, P.J. Estatística para as ciências agrárias ebiológicas. Ed. UFSC, 2010.
Bussab, W. O; Morettin, P.A. Estatística Básica. São Paulo, Saraiva,5 ed. 2002.5 ed. 2002.
Magalhães, M. N; Lima, A. C. P. Noções de Probabilidade eEstatística, Edusp, 2002.