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PROBABILIDADE CONDICIONAL, INDEPENDÊNCIA E TEORMA DE BAYES Professor: WALDEMAR SANTA CRUZ OLIVEIRA JR UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNABUCO - UFPE Curso: TURISMO Disciplina: ESTATÍSTICA APLICADA AO TURISMO E HOTELARIA ET-652

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Page 1: PROBABILIDADE CONDICIONAL, INDEPENDÊNCIA E TEORMA DE BAYES Professor: WALDEMAR SANTA CRUZ OLIVEIRA JR UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNABUCO - UFPE Curso: TURISMO

PROBABILIDADECONDICIONAL,

INDEPENDÊNCIA E TEORMA DE BAYES

Professor: WALDEMAR SANTA CRUZ OLIVEIRA JR

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNABUCO - UFPE

Curso: TURISMO

Disciplina: ESTATÍSTICA APLICADA AO TURISMO E HOTELARIA ET-652

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PROBABILIDADE CONDICONAL

em que P(B)>0.

Leia a probabilidade de A dado B.

,)(

)()|(

BP

BAPBAP

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Exemplo: Uma faculdade tem 250 alunos, destes 100 são homens,

40 são homens e estudam Estatísticas e 80 são mulheres e estudam

Física. Qual a probabilidade de selecionar um aluno e:

a) Este ser homem, sabendo-se que estuda Estatística

b) Este estudar Física, dado que é mulher

Disciplina

Sexo

E F Total

H

M

Total

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Exemplo: Uma faculdade tem 250 alunos, destes 100 são homens,

40 são homens e estudam Estatísticas e 80 são mulheres e estudam

Física. Qual a probabilidade de selecionar um aluno e:

a) Este ser homem, sabendo-se que estuda Estatística

b) Este estudar Física, dado que é mulher

Disciplina

Sexo

E F Total

H 40 60 100

M 70 80 150

Total 110 140 250

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Exemplo: Uma faculdade tem 250 alunos, destes 100 são homens,

40 são homens e estudam Estatísticas e 80 são mulheres e estudam

Física. Qual a probabilidade de selecionar um aluno e:

a) Este ser homem, sabendo-se que estuda Estatística

b) Este estudar Física, dado que é mulher

Disciplina

Sexo

E F Total

H 40 60 100

M 70 80 150

Total 110 140 250

110

40

25011025040

)(

)()|(

EP

EHPEHP

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Exemplo: Uma faculdade tem 250 alunos, destes 100 são homens,

40 são homens e estudam Estatísticas e 80 são mulheres e estudam

Física. Qual a probabilidade de selecionar um aluno e:

a) Este ser homem, sabendo-se que estuda Estatística

b) Este estudar Física, dado que é mulher

Disciplina

Sexo

E F Total

H 40 60 100

M 70 80 150

Total 110 140 250

150

80

25015025080

)(

)()|(

MP

MFPMFP

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Obs1: Da definição temos que

Obs2: A probabilidade condicional de fato é uma medida de probabilidade.

P( A ∩ B) = P(A|B)P(A)=P(B|A)P(B)

1) 0 ≤ P(A|B) ≤ 1

Dem: A ∩ B está contido em B, logo P(A ∩ B) ≤ P(B), portanto,

1)(

)(0

BP

BAP

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2) P(Ω|B)=1

3)

Ω ∩ B = B, logo P(Ω ∩ B)=P(B), portanto,

1)(

)(

)(

)()|(

BP

BP

BP

BPBP

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Exemplo: Uma urna contem 3 bolas vermelhas e duas brancas.

Seleciona-se duas bolas sem reposição. Qual a probabilidade de

aparecer: nenhuma bola branca? Uma bola branca? duas bolas

brancas?

Espaço Amostral Ω=BB, BV, VB, VV

5

2)( BP

5

3)( VP

4

1)|( BBP

4

3)|( BVP

4

2)|( VBP

4

2)|( VVP

10

1

4

1*

5

2)|()()( BBPBPBBP

10

3

4

2*

5

3)|()()( VVPVPVVP

10

3

4

2*

5

3)|()()( BVPVPBVP

10

3

4

3*

5

2)|()()( BVPBPVBP

P(nenhuma Branca)=0,3 P(uma Branca)=0,3+0,3=0,6 P(duas brancas)=0,1

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EVENTOS INDEPENDENTES: Dois eventos são independentes se

)().()( BPAPBAP Exemplo: No lançamento de 3 moedas os eventos: A - a primeira moeda é cara e B - aparece cara na 2ª e 3ª moedas são independentes.

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Exemplo: No lançamento de um dado considere os seguintes

eventos: A – O dado é par; B – O dado é dois; C – O dado é ímpar; D

– O dado é cinco ou seis. Pede-se:

a) P(A|B)

b) P(A|C)

c) P(A|D)

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EVENTOS MUTUAMENTE INDEPENDENTES: Três eventos são

independentes se as condições abaixo são satisfeitas:

)().()( )4

)().()( )3

)().()( )2

)().().()( )1

CPBPCBP

CPAPCAP

BPAPBAP

CPBPAPCBAP

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Exemplo: No lançamento de três moedas considere os eventos

A: aparece cara na primeira moeda

B: aparece cara na segunda moeda

C: aparece coroa na terceira moeda

Estes três eventos são mutuamente independentes.

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Exemplo: Podemos ter as condições 2), 3) e 4) satisfeitas, mas, a

condição 1) não ser satisfeita. Seja o espaço amostral Ω=a,b,c,d.

Considere os eventos Aa,d; B=b,d e C=c,d. Então, a condição 1)

não é satisfeita, porem as outras três condições são satisfeita. Logo

esses eventos não são mutuamente independentes.

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Partição: Seja Ω = A1 U A2 U ... U An, de forma que P(Ai)>0 para todo

i=1,2,... e Ai ∩ Aj= , para todo i diferente de j, então, dizemos que a

coleção de conjuntos A1, A2, ..., An forma uma partição do espaço

amostral Ω.

OBS: Podemos estender esse conceito para uma coleção infinita A1,

A2, ....

OBS:

n

iAP111)(

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Teorema da Probabilidade Total: Sejam A1, A2,...,An, uma

partição de Ω, então, para qualquer conjunto B de Ω temos que

P(B)=P(B|A1)P(A1)+P(B|A2)P(A2)+...+P(B|An)P(An)

Dem. Observe que B = (B ∩ A1) U (B ∩ A2) U ... U (B ∩ An)

Portanto, P(B) = P((B ∩ A1) U (B ∩ A2) U ... U (B ∩ An) )=

= P(B ∩ A1) + P(B ∩ A2) + ... + P(B ∩ An)

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Exemplo: Uma urna contem 3 bolas brancas e 2 amarelas, outra urna

contem 4 bolas brancas e 2 amarelas. Escolhe-se uma urna e retira-

se uma bola, qual a probabilidade da bola retirada ser branca?

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Exemplo: Uma urna contem 3 bolas brancas e 2 amarelas, outra urna

contem 4 bolas brancas e 2 amarelas. Escolhe-se uma urna e retira-

se uma bola, qual a probabilidade da bola retirada ser branca?

30

19

3

1

10

3

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Teorema de Bayes: Sejam A1, A2 , . . . , An uma partição de Ω e B um

evento qualquer de Ω, então, para qualquer i = 1, . . . , n, temos que

)(

)|()()|(

BP

ABPAPBAP ii

i

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

)|()()|(

2211 nn

iii ABPAPABPAPABPAP

ABPAPBAP

Ou seja,

n

i ii

iiii

ABPAP

ABPAP

BP

BAPBAP

1)|()(

)|()(

)(

)()|(

Dem.

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Exemplo: Uma urna contem 3 bolas brancas e 2 amarelas, outra

urna contem 4 bolas brancas e 2 amarelas. Escolhe-se uma urna

e retira-se uma bola, sabendo-se que a bola retirada foi branca,

qual a probabilidade de ter vindo da urna I?

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Exemplo: Uma urna contem 3 bolas brancas e 2 amarelas, outra

urna contem 4 bolas brancas e 2 amarelas. Escolhe-se uma urna

e retira-se uma bola, sabendo-se que a bola retirada foi branca,

qual a probabilidade de ter vindo da urna I?

)|()()|()(

)|()()|(

IIBPBPIBPBP

IBPBPBIP

19

9

32

*21

53

*21

53

*21

)|(

BIP

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Exemplo: Três máquinas M1, M2 e M3 fabricam o mesmo tipo de

parafusos. A probabilidade da máquina M1 fabricar um parafuso com

defeito é 0,2, já M2 é 0,1 e M3 é 0,15. Sabendo-se que de um lote de

50 parafusos 20 vieram de M1, 25 de M2 e o restante de M3.

Seleciona-se um parafuso.

a) Qual a probabilidade do parafuso ser defeituoso?

b) Sabendo-se que o parafuso é defeituoso qual a probabilidade dele

ter sido fabricado pela máquina M1? E pela máquina M2? E pela

máquina M3?