capÍtulo i- teoria das probabilidade

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CAPÍTULO I- TEORIA DAS PROBABILIDADE

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CAPÍTULO I- TEORIA DAS PROBABILIDADE. Axiomas da Probabilidade. Para qualquer evento A, associa-se um número P(A), chamado de probabilidade do evento A. Este número satisfaz as seguintes três condições denominadas de axiomas da probabilidade. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

CAPÍTULO I- TEORIA DAS PROBABILIDADE

Page 2: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Axiomas da Probabilidade

Para qualquer evento A, associa-se um número P(A), chamado de probabilidade do evento A. Este número satisfaz as seguintes três condições denominadas de axiomas da probabilidade.

Note que (iii) estabelece que se A e B são eventos mutuamente exclusivos, a probabilidade da união é igual a soma de suas probabilidades)

).()()( então , Se (iii)unitário) é amostras de espaço do dade(Probabili 1)( (ii)

negativo) não número um é dade(Probabili 0)( (i)

BPAPBAPBAP

AP

Page 3: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

3

. A

As seguintes conclusões seguem dos axiomas:a. Se tem-se usando (ii)

Mas e usando (iii),

b. Similarmente, para qualquer evento A,

Então segue que:

Mas então,

c. Supondo que A e B não são disjuntos, como se deve

calcular a

, AA

.1)() P( PAA, AA

).(1)P(ou 1)P()()P( APAAAPAA

. )()( PAPAP

, AA .0 P

?)( BAP

Page 4: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

4

Para se calcular a deve-se expressar em termos de eventos disjuntos, da forma:

onde A e são eventos disjuntos. Usando o axioma (iii), tem-se:

Para calcular pode-se expressar B como

e

obs. e são eventos disjuntos

BA

, BAABA

).()()()( BAPAPBAAPBAP

),( BAP

ABBAABABAABBB )()( )(

),()()( ABPBAPBP

ABBA BAAB

BA A BA

BA

)( BAP

)()()( ABPBPBAP

).()()()( ABPBPAPBAP

Page 5: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

5

1.

Probabilidade Condicional e IndependênciaP(A|B) = Probabilidade do evento A dado que B ocorreu

Define-se como: com ,)()()|(

BPABPBAP .0)( BP

,00)(0)()|(

BP

ABPBAP ,1)()(

)()()|(

BPBP

BPBPBP2.

3. Se .)(

)()(

))(()|(BP

CBABPBP

BCAPBCAP

Mas então, BCAB ).()()( CBPABPCBABP

),|()|()()(

)()()|( BCPBAP

BPCBP

BPABPBCAP

Portanto,satisfaz todos os axiomas da probabilidade

,cA

Page 6: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

6

Propriedades da Probabilidade Condicional

a. Se então

Visto que se então a ocorrência de B implica automaticamente na ocorrência de A.

b. Se, então:

, , BABAB

1)()(

)()()|(

BPBP

BPABPBAP

,AB

).()()(

)()()|( AP

BPAP

BPABPBAP

, , AABBA

c. Se então, BA 0)/( BAP

Page 7: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

7

c. Pode-se usar a probabilidade condicional para expressar a probabilidade de um evento em termos de outros eventos. Seja eventos disjuntos, cuja união é igual a .

Assim, e.

1

n

iiA

nAAA ,,, 21

ji AA

.)( 2121 nn BABABAAAABB

Mas, , jiji BABAAA

n

iii

n

ii APABPBAPBP

11

).()|()()(

Chamado de teorema da probabilidade total

1A2A

nAiA

jAB

Page 8: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

8

Eventos Independentes

A e B são ditos serem independentes se

Supondo que A e B são independentes, então

Se A e B são independentes, o fato do evento B ter ocorrido, não fornece nenhuma informação a cerca do evento A. Não faz nenhuma diferença saber se A ou B ocorreu.

).()()( BPAPABP

).()(

)()()()()|( AP

BPBPAP

BPABPBAP

Page 9: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Exemplo 1: Uma caixa contém 6 bolas brancas e 4 bolas pretas. Retira-se duas bolas aleatoriamente sem reposição. Qual é a probabilidade de que a primeira bola seja branca e a segunda seja preta?Seja W1 = “ a primeira bola é branca”, B2 = “a segunda é preta”

Deseja-se calcular tem-se?)( 21 BWP

.122121 WBBWBW

).()|()()( 1121221 WPWBPWBPBWP

,53

106

466)( 1

WP ,94

454)|( 12

WBP

.27.04512

94

53)( 21 BWP

Page 10: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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São os eventos W1 e B2 independentes? Parece que não. Para verificar é necessário calcular P(B2). A primeira bola tem duas opções: W1 = “a primeira bola é branca” ou B1= “a primeira bola é preta”.

Note que e Então W1 juntamente com B1 formam uma partição. Assim

e

Como esperado, os eventos W1 e B2 não são independentes.

,11 BW .11 BW

,52

1524

52

31

53

94

104

363

53

454

)()|()()|()( 1121122

BPBBPWPWBPBP

.8120)(

53

52)()( 1212 WBPWPBP

Page 11: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Probabilidade Condicional

ou

Então:

Esta última equação é conhecida como teorema de Bayes

).()|()( BPBAPABP

,)()(

)()()|(

APABP

APBAPABP

).()|()( APABPABP

).()|()()|( APABPBPBAP

)()(

)|()|( APBP

ABPBAP

Page 12: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Uma versão mais geral do teorema de Bayes envolve uma partição do espaço de amostras .

,)()|(

)()|()(

)()|()|(

1

n

iii

iiiii

APABP

APABPBP

APABPBAP

,1 , niAi niABP i 1 ),|( .1 ),( niAP i

1A2A

nAiA

jAB)(

)()|()|( AP

BPABPBAP

n

iii

n

ii APABPBAPBP

11

).()|()()(

Page 13: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Exemplo 2: Duas caixas B1 e B2 contem 100 e 200 lâmpadas respectivamente. A primeira caixa (B1) tem 15 lâmpadas defeituosa e a segunda, 5. Suponha que uma caixa é selecionada aleatoriamente e uma lâmpada é retirada.

a) Qual é a probabilidade de que ela seja defeituosa?

Solução: A caixa B1 tem 85 lâmpadas boas 15 defeituosas A caixa B2 tem 195 boas e 5 defeituosas. Seja o evento D = “uma lâmpada defeituosa é retirada”.

.025.02005)|( ,15.0

10015)|( 21 BDPBDP

Page 14: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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Uma vez que uma caixa é selecionada aleatoriamente, então elas são igualmente prováveis.

Assim B1 e B2 formam uma partição, então:

Portanto, a probabilidade de se tomar uma lâmpada defeituosa é de aproximadamente 9% .

.21)()( 21 BPBP

.0875.021025.0

2115.0

)()|()()|()( 2211

BPBDPBPBDPDP

Page 15: CAPÍTULO I-  TEORIA DAS PROBABILIDADE

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b) Supondo que se testa uma lâmpada e verifica-se que ela é defeituosa. Qual é a probabilidade de que ela provenha da caixa B1?

Sabe-se que a priori que toma-se então aleatoriamente uma caixa, testa-se Uma lâmpada e verifica-se que é defeituosa. Pergunta-se: Essa informação pode levar a alguma pista de que a caixa selecionada foi a caixa 1? Tem-se que :

.8571.00875.0

2/115.0)(

)()|()|( 111

DPBPBDPDBP

;5.0)( 1 BP

,5.0857.0)|( 1 DBP 143.0)|( 2 DBP

(decisão: Máxima probabilidade a posterior)