probabilidade para administração
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Probabilidade I
Departamento de Estatiacutestica
Universidade Federal da Paraiacuteba
Prof Tarciana Liberal (UFPB) Aula Probabilidade Condicional 0514 1 1
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Introduccedilatildeo
983241 983152983154983151983158983265983158983141983148 983153983157983141 983158983151983139983274 983143983137983150983144983141 983157983149 983137983157983149983141983150983156983151983086
983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086 983123983141 983137983156983145983150983143983145983154 983156983151983140983137983155 983137983155 983149983141983156983137983155983084 983139983148983137983154983151983073983073983073
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Probabilidade Condicional
Probabilidade Condicional
EXEMPLO 1 Um lote eacute formado pelos seguintes artigos 80 natildeo defeituosos e20 defeituosos Dois artigos satildeo retirados do lote SejamA = 1o artigo defeituoso e B = 2o artigo defeituoso Calcule P (A) eP (B ) (a ) com reposiccedilatildeo e (b ) sem reposiccedilatildeo
(a) Se extrairmos com reposiccedilatildeo cada vez que estivermos extraindodo lote existiratildeo 20 peccedilas defeituosas em um total de 100 AssimP (A) = P (B ) = 20100 = 15
(b) Se estivermos extraindo sem reposiccedilatildeo eacute ainda verdade queP (A) = 15 Mas e sobre P (B ) Eacute evidente que para calcularmosP (B ) eacute necessaacuterio conhecer a composiccedilatildeo do lote no momento dese extrair a segunda peccedila Isto eacute devemos saber se A ocorreu ounatildeo
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Em muitas situaccedilotildees informaccedilotildees preliminares podem alterar as probabilidadesde eventos
EXEMPLO 2 A probabilidade de chover no final da tarde poderia ser diferente setivermos informaccedilotildees adicionais tal como a situaccedilatildeo climaacutetica no dia anterior
EXEMPLO 3 Seja A = uma mulher estaacute graacutevida Seja B = exame de farmaacutecianegativo Sabendo da ocorrecircncia de B a probabilidade de A (ela estar graacutevida)
seraacute alterada
EXEMPLO 4 A probabilidade de um indiviacuteduo ter cirrose pode ser afetada pelofato dele ser ou natildeo alcooacutelatra
Iremos estudar agora como a informaccedilatildeo de que um evento B ocorreu afeta aprobabilidade de ocorrecircncia de um evento A
Usaremos a notaccedilatildeo P(A|B) para representar a probabilidade condicional de A
dado que ocorreu o evento B
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Sempre que calcularmos P (A|B ) estaremos essencialmente calculando P (A)em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral reduzido B em lugar de considerar o espaccediloamostral original Ω
EXEMPLO 5 Diagrama de Venn
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Exemplo 6
983120983141983154983143983157983150983156983151983157983085983155983141 983137 983157983149983137 983137983149983151983155983156983154983137 983140983141 983137983140983157983148983156983151983155 983141983149 983156983154983274983155 983139983145983140983137983140983141983155 983155983141 983141983148983141983155
983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092 983120(983118983267983151 983164 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Introduccedilatildeo
983241 983152983154983151983158983265983158983141983148 983153983157983141 983158983151983139983274 983143983137983150983144983141 983157983149 983137983157983149983141983150983156983151983086
983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086983086 983123983141 983137983156983145983150983143983145983154 983156983151983140983137983155 983137983155 983149983141983156983137983155983084 983139983148983137983154983151983073983073983073
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 1 Um lote eacute formado pelos seguintes artigos 80 natildeo defeituosos e20 defeituosos Dois artigos satildeo retirados do lote SejamA = 1o artigo defeituoso e B = 2o artigo defeituoso Calcule P (A) eP (B ) (a ) com reposiccedilatildeo e (b ) sem reposiccedilatildeo
(a) Se extrairmos com reposiccedilatildeo cada vez que estivermos extraindodo lote existiratildeo 20 peccedilas defeituosas em um total de 100 AssimP (A) = P (B ) = 20100 = 15
(b) Se estivermos extraindo sem reposiccedilatildeo eacute ainda verdade queP (A) = 15 Mas e sobre P (B ) Eacute evidente que para calcularmosP (B ) eacute necessaacuterio conhecer a composiccedilatildeo do lote no momento dese extrair a segunda peccedila Isto eacute devemos saber se A ocorreu ounatildeo
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Probabilidade Condicional
Em muitas situaccedilotildees informaccedilotildees preliminares podem alterar as probabilidadesde eventos
EXEMPLO 2 A probabilidade de chover no final da tarde poderia ser diferente setivermos informaccedilotildees adicionais tal como a situaccedilatildeo climaacutetica no dia anterior
EXEMPLO 3 Seja A = uma mulher estaacute graacutevida Seja B = exame de farmaacutecianegativo Sabendo da ocorrecircncia de B a probabilidade de A (ela estar graacutevida)
seraacute alterada
EXEMPLO 4 A probabilidade de um indiviacuteduo ter cirrose pode ser afetada pelofato dele ser ou natildeo alcooacutelatra
Iremos estudar agora como a informaccedilatildeo de que um evento B ocorreu afeta aprobabilidade de ocorrecircncia de um evento A
Usaremos a notaccedilatildeo P(A|B) para representar a probabilidade condicional de A
dado que ocorreu o evento B
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Probabilidade Condicional
Sempre que calcularmos P (A|B ) estaremos essencialmente calculando P (A)em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral reduzido B em lugar de considerar o espaccediloamostral original Ω
EXEMPLO 5 Diagrama de Venn
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Exemplo 6
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983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
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983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Probabilidade Condicional
EXEMPLO 1 Um lote eacute formado pelos seguintes artigos 80 natildeo defeituosos e20 defeituosos Dois artigos satildeo retirados do lote SejamA = 1o artigo defeituoso e B = 2o artigo defeituoso Calcule P (A) eP (B ) (a ) com reposiccedilatildeo e (b ) sem reposiccedilatildeo
(a) Se extrairmos com reposiccedilatildeo cada vez que estivermos extraindodo lote existiratildeo 20 peccedilas defeituosas em um total de 100 AssimP (A) = P (B ) = 20100 = 15
(b) Se estivermos extraindo sem reposiccedilatildeo eacute ainda verdade queP (A) = 15 Mas e sobre P (B ) Eacute evidente que para calcularmosP (B ) eacute necessaacuterio conhecer a composiccedilatildeo do lote no momento dese extrair a segunda peccedila Isto eacute devemos saber se A ocorreu ounatildeo
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Probabilidade Condicional
Em muitas situaccedilotildees informaccedilotildees preliminares podem alterar as probabilidadesde eventos
EXEMPLO 2 A probabilidade de chover no final da tarde poderia ser diferente setivermos informaccedilotildees adicionais tal como a situaccedilatildeo climaacutetica no dia anterior
EXEMPLO 3 Seja A = uma mulher estaacute graacutevida Seja B = exame de farmaacutecianegativo Sabendo da ocorrecircncia de B a probabilidade de A (ela estar graacutevida)
seraacute alterada
EXEMPLO 4 A probabilidade de um indiviacuteduo ter cirrose pode ser afetada pelofato dele ser ou natildeo alcooacutelatra
Iremos estudar agora como a informaccedilatildeo de que um evento B ocorreu afeta aprobabilidade de ocorrecircncia de um evento A
Usaremos a notaccedilatildeo P(A|B) para representar a probabilidade condicional de A
dado que ocorreu o evento B
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Sempre que calcularmos P (A|B ) estaremos essencialmente calculando P (A)em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral reduzido B em lugar de considerar o espaccediloamostral original Ω
EXEMPLO 5 Diagrama de Venn
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Exemplo 6
983120983141983154983143983157983150983156983151983157983085983155983141 983137 983157983149983137 983137983149983151983155983156983154983137 983140983141 983137983140983157983148983156983151983155 983141983149 983156983154983274983155 983139983145983140983137983140983141983155 983155983141 983141983148983141983155
983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092 983120(983118983267983151 983164 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Em muitas situaccedilotildees informaccedilotildees preliminares podem alterar as probabilidadesde eventos
EXEMPLO 2 A probabilidade de chover no final da tarde poderia ser diferente setivermos informaccedilotildees adicionais tal como a situaccedilatildeo climaacutetica no dia anterior
EXEMPLO 3 Seja A = uma mulher estaacute graacutevida Seja B = exame de farmaacutecianegativo Sabendo da ocorrecircncia de B a probabilidade de A (ela estar graacutevida)
seraacute alterada
EXEMPLO 4 A probabilidade de um indiviacuteduo ter cirrose pode ser afetada pelofato dele ser ou natildeo alcooacutelatra
Iremos estudar agora como a informaccedilatildeo de que um evento B ocorreu afeta aprobabilidade de ocorrecircncia de um evento A
Usaremos a notaccedilatildeo P(A|B) para representar a probabilidade condicional de A
dado que ocorreu o evento B
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Probabilidade Condicional
Sempre que calcularmos P (A|B ) estaremos essencialmente calculando P (A)em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral reduzido B em lugar de considerar o espaccediloamostral original Ω
EXEMPLO 5 Diagrama de Venn
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Exemplo 6
983120983141983154983143983157983150983156983151983157983085983155983141 983137 983157983149983137 983137983149983151983155983156983154983137 983140983141 983137983140983157983148983156983151983155 983141983149 983156983154983274983155 983139983145983140983137983140983141983155 983155983141 983141983148983141983155
983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092 983120(983118983267983151 983164 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Sempre que calcularmos P (A|B ) estaremos essencialmente calculando P (A)em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral reduzido B em lugar de considerar o espaccediloamostral original Ω
EXEMPLO 5 Diagrama de Venn
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Exemplo 6
983120983141983154983143983157983150983156983151983157983085983155983141 983137 983157983149983137 983137983149983151983155983156983154983137 983140983141 983137983140983157983148983156983151983155 983141983149 983156983154983274983155 983139983145983140983137983140983141983155 983155983141 983141983148983141983155
983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092 983120(983118983267983151 983164 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 6
983120983141983154983143983157983150983156983151983157983085983155983141 983137 983157983149983137 983137983149983151983155983156983154983137 983140983141 983137983140983157983148983156983151983155 983141983149 983156983154983274983155 983139983145983140983137983140983141983155 983155983141 983141983148983141983155
983143983151983155983156983137983158983137983149 983140983141 983157983149 983150983151983158983151 983152983154983151983140983157983156983151 983119983155 983154983141983155983157983148983156983137983140983151983155 983141983155983156983267983151 983137 983155983141983143983157983145983154
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149 983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088 983092983088983088
983118983267983151 983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983118983267983151 983155983137983138983141 983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983109983160983141983149983152983148983151
983089 983120(983155983145983149)
983090 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092 983120(983118983267983151 983164 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088 983089983088983088983088
983125983149983137 983140983137983155 983154983141983155983152983151983155983156983137983155 983273 983155983141983148983141983139983145983151983150983137983140983137 983137983151 983137983139983137983155983151 983108983141983156983141983154983149983145983150983141983098
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
983089983088983088 983089983093983088 983089983093983088
983089983090983093 983089983091983088 983097983093 983091983093983088
983095983093 983089983095983088 983093 983090983093983088
983114983151983267983151 983120983141983155983155983151983137 983122983141983139983145983142983141 983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141 983124983151983156983137983148
983123983145983149
983118983267983151
983118983267983151 983155983137983138983141983124983151983156983137983148 983091983088983088 983092983093983088 983090983093983088
983092983088983088
983089983086983088983088983088
983123983151983148983157983271983285983141983155
983089983086 983120(983155983145983149)
983090983086 983120(983122983141983139983145983142983141)
983091983086 983120(983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141)
983092983086 983120(983118983267983151983164983107983137983149983152983145983150983137 983111983154983137983150983140983141) 983101 983097983093983087983090983093983088 983101 983088983084983091983096
983101 983090983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983090983093
983101 983092983093983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092983093
983101 983092983088983088983087983089983086983088983088983088 983101 983088983084983092
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Avaliando os exemplos anteriores podemos concluir que
Quando calcularmos P (A) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevel seraacuteestarmos em A sabendo que devemos estar em Ω
Quando calcularmos P (A|B ) estaremos nos perguntando quatildeo provaacutevelseraacute estarmos em A sabendo que devemos estar em B
Dado que B ocorreu o espaccedilo amostral relevante natildeo eacute mais Ω masconsiste em resultados contidos em B
A uacutenica forma de A ocorrer dado que B ocorreu eacute se um dos resultados dainterseccedilatildeo (AcapB ) ocorrer
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 7 Dois dados satildeo lanccedilados Considere os eventos A =a soma dosresultados eacute igual a 10 e B =o primeiro nuacutemero eacute maior ou igual ao segundo
Calcule P (A) P (B ) P (B |A) e P (A
|B )
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Definiccedilatildeo 61 (Probabilidade Condicional)
Seja (Ω
P ) um espaccedilo mensuraacutevel Se B isinΩ e P (B gt 0) a probabilidadecondicional de A dado B eacute definida por
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 61 Se P (B ) = 0 P (A|B ) pode ser arbitrariamente definida Algunslivros consideram P (A|B ) = 0 nesse caso Contudo eacute mais plausiacutevel considerarP (A|B ) = P (A)
Importante Se A e B satildeo desenhados de modo que as aacutereas de A B e AcapB
sejam proporcionais agraves suas probabilidades entatildeo P (A|B ) eacute a proporccedilatildeo doevento B ocupada pelo evento A
PERGUNTA P (A|B ) A isin eacute realmente uma probabilidade em A
RESPOSTA Precisamos verificar os axiomas
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
DEMONSTRACcedilAtildeO
(1) Para todo A isinΩ segue que P (A|B )ge 0Eacute verdade pois como P (AcapB )ge 0 e P (B )gt 0 temos que
P (A|B ) = P (AcapB )
P (B ) ge 0
(2) P (Ω|B ) = 1Eacute verdade pois P (Ω|B ) =
P (ΩcapB )P (B )
= P (B )P (B )
(3) Seja (A1 A2 isinΩ) tal que Ai capA j = empty para i = j entatildeo
P (infin
i =1 Ai |B ) =infin
i =1 P (Ai |B )Eacute verdade pois P (
infin
i =1 Ai |B ) = P ((
infin
i =1 Ai )capB )P (B )
= P (infin
i =1(Ai capB ))P (B )
=infin
i =1 P (Ai capB )P (B )
=infin
i =1P (Ai capB )
P (B ) =infin
i =1 P (Ai |B )
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
IMPORTANTE Como valem os axiomas as propriedades de probabilidade satildeomantidas (Ex P (Ac |B ) = 1minusP (A|B ))
IMPORTANTE Temos entatildeo duas maneiras de calcular a probabilidadecondicional P (A|B )
(I) Empregando a definiccedilatildeo anterior em que P (AcapB ) e P (B ) satildeocalculadas em relaccedilatildeo ao espaccedilo amostral original Ω
(II) Diretamente pela consideraccedilatildeo da probabilidade de A em relaccedilatildeoao espaccedilo amostral reduzido B
Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B ))
P (B |A) = 1999 porque se A tiver ocorrido entatildeo na segunda extraccedilatildeo restaratildeosomente 99 peccedilas das quais 19 delas seratildeo defeituosas De modo similar temosque P (B |Ac ) = 2099
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 8
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 8
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Exemplo 9
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Probabilidade Condicional
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 10Exemplo Estatiacutesticas dos uacuteltimos anos do departamento estadual de estradassatildeo apresentadas na tabela a seguir contendo o nuacutemero de acidentes incluindoviacutetimas fatais e as condiccedilotildees do principal motorista envolvido soacutebrio oualcoolizado Vocecirc diria que o fato do motorista estar ou natildeo alcoolizado interferena ocorrecircncia de viacutetimas fatais
Motoristaviacutetimas Fatais Natildeo Sim
Soacutebrio 1228 275
Alcoolizado 2393 762
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalExemplo 11 Uma turma de estatiacutestica teve a seguinte distribuiccedilatildeo das notasfinais 4 do sexo masculino e 6 do feminino foram reprovados 8 do sexomasculino e 14 do feminino foram aprovados Para um aluno sorteado dessaturma denote por M se o aluno escolhido for do sexo masculino e por A se oaluno foi aprovado Calcule
(a) P (AcupM c )
(b) P (Ac capM c )
(c) P (A|M )
(d) P (M c |A)
(e) P (M |A)
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Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Exemplo 11
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P b bilid d C di i l
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Exemplo 12 Verifique se satildeo vaacutelidas as afirmaccedilotildees
(a) Se P (A) = 13 e P (B |A) = 35 entatildeo A e B natildeo podem serdisjuntos
(b) Se P (A) = 12 P (B |A) = 1 e P (A|B ) = 12 entatildeo A natildeo podeestar contido em B
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Ri R lti
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Risco Reltivo
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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E l 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Probabilidade Condicional
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
8192019 Probabilidade para Administraccedilatildeo
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 13
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
A mais importante consequecircncia da definiccedilatildeo de probabilidade condicional eacute
obtida ao se escreverP (AcapB ) = P (A|B )P (B )
P (AcapB ) = P (B |A)P (A)
Teorema 61 (Regra do Produto)Seja A1 A2 An isinΩ com P (capn
i =1Ai )gt 0 entatildeo
P (A1capA2cap capAn ) = P (A1)P (A2|A1)P (A3|A1capA2) P (An |A1capA2cap capAn minus1)
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Demonstraccedilatildeo Faremos por induccedilatildeo Para n = 2 pela definiccedilatildeo de
probabilidade condicional temos que P (A1 capA2) = P (A1)P (A2|A1)
Suponha que o resultado eacute vaacutelido para n = k ou sejaP (A1 capA2 cap capAk ) = P (A1)P (A2|A1) P (An |A1 capA2 cap capAk minus1) Assim paran = k + 1 temos que
P (A1 capA2 cap capAk cap Ak +1) = P [(A1 capA2 cap capAk )capAk +1] =
P (A1capA2cap
capAk )P (Ak +1|A1capA2cap
capAk ) = P (A1)P (A2|A1)
P (Ak +1|cap
k
i =1 Ai )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
Observaccedilatildeo 62 Podemos aplicar esse teorema para calcular a probabilidade da
ocorrecircncia conjunta dos eventos
Voltando ao exemplo inicial das peccedilas defeituosas Qual a probabilidade de queambas as peccedilas sejam defeituosas
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalExemplo 14 Das pacientes de uma cliacutenica de ginecologia com idade acima de40 anos 60 satildeo ou foram casadas e 40 satildeo solteiras Sendo solteira aprobabilidade de ter tido um distuacuterbio hormonal no uacuteltimo ano eacute de 10
enquanto que para as demais essa probabilidade aumenta para 30
(a) Qual a probabilidade de uma paciente escolhida ao acaso ter umdistuacuterbio hormonal e ser solteira
(b) Se escolhermos duas pacientes ao acaso e com reposiccedilatildeo qual eacutea probabilidade de pelo menos uma ter o distuacuterbio
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Exemplo 15 Sabe-se que 80 dos pecircnaltis marcados a favor do Brasil satildeo
cobrados por jogadores do Flamengo A probabilidade de um pecircnalti serconvertido eacute de 40 se o cobrador for do Flamengo e de 70 em caso contraacuterioUm pecircnalti a favor do Brasil acabou de ser marcado Qual a probabilidade dopecircnalti ser cobrado por um jogador do Flamengo e ser convertido
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalDefiniccedilatildeo 62 Dizemos que os eventos B 1 B 2 B k formam uma particcedilatildeo doespaccedilo amostral Ω quando (i)B i capB j = empty para todo i = j (ii)cupk
i =1B i = Ω e(iii)P (B i )gt 0 para todo i
Explicando Quando o experimento eacute realizado um e somente um dos eventosB i ocorre
Seja A um evento qualquer referente a Ω e B 1 B 2 B k uma particcedilatildeo de Ωpodemos escrever entatildeo A = (AcapB 1)cup (AcapB 2)cup cup (AcapB k )
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Probabilidade Condicional
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Teorema 62 (Teorema da Probabilidade Total)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin tem-se que
P (A) =n
i =1
P (B i )P (A|B i )
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Demonstraccedilatildeo Pela regra do produto temos que P (B i )P (A|B i ) = P (AcapB i )Como para i = 1 n os eventos AcapB i satildeo disjuntos temos que
n
i =1 P (B i )P (A|B i ) =n
i =1 P (AcapB i ) = P [n
i =1(AcapB i )] = P [Acap (n
i =1 B i )] =
P (A)
Importante Esse resultado representa uma relaccedilatildeo extremamente uacutetil porquefrequentemente P (A) pode ser difiacutecil de ser calculada diretamente No entanto
com a informaccedilatildeo adicional de que B i tenha ocorrido seremos capazes decalcular P (A|B i ) e em seguida empregar o teorema acima
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Ilustraccedilatildeo
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ccedil
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Ilustraccedilatildeo
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Probabilidade Condicional
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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ccedil
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Voltando ao exemplo inicial Qual a probabilidade da segunda peccedila ser defeituosa(P (B )) se as retiradas satildeo sem reposiccedilatildeo
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
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P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 16 No exemplo da Cliacutenica qal a probabilidade de uma pacienteescolhida ao acaso ter tido um distuacuterbio hormonal
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Probabilidade Condicional
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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Probabilidade Condicional
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Probabilidade Condicional
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 17 Um determinado produto eacute produzido por trecircs faacutebricas 1 2 e 3Sabe-se que 1 produz o dobro de peccedilas que 2 e 2 e 3 produzem o mesmonuacutemero de peccedilas Sabe-se tambeacutem que 2 das peccedilas produzidas por 1 e por 2
satildeo defeituosas enquanto que 4 daquelas produzidas por 3 satildeo defeituosasTodas as peccedilas produzidas satildeo colocadas em um depoacutesito e depois uma peccedila eacuteextraiacuteda ao acaso Qual a probabilidade de que uma peccedila seja defeituosa
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Teorema 13 (Teorema de Bayes)
Seja B 1 B 2 B n uma particcedilatildeo de Ω com P (B i )gt 0 para todo i = 1 n Entatildeo para todo A isin com P (A)gt 0 e para todo j = 1 2 n tem-se que
P (B j |A) = P (A|B j )P (B j )
n
i =1 P (A|B i )P (B i )
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Demonstraccedilatildeo
Na expressatildeo do lado direito o numerador eacute P (AcapB j ) pela regra do produto Odenominador eacute P (A) pelo teorema da probabilidade total Portanto pela definiccedilatildeode probabilidade condicional o teorema estaacute demonstrado
Importante Este resultado eacute uacutetil quando conhecemos as probabilidades dos B i eas probabilidades condicionais de A dado B i mas natildeo conhecemos diretamentea probabilidade de A
Observaccedilatildeo 63 A foacutermula de Bayes eacute agraves vezes chamada de foacutermula deprobabilidades posteriores As probabilidades P (B i ) podem ser chamadasprobabilidades a priori e as P (B i |A) probabilidades a posteriori
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EXEMPLO 18
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EXEMPLO 19 Considere que no exemplo 1 um produto eacute escolhido e eacuteverificado ser defeituoso Qual a probabilidade dele ter vindo da faacutebrica 3
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 20
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 20
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seu
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
8192019 Probabilidade para Administraccedilatildeo
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
8192019 Probabilidade para Administraccedilatildeo
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 21 Ana Rafaela entrega a Rosivan uma carta destinada ao seunamorado para ser colocada no correio Entretanto ele pode esquecer comprobabilidade 01 Se natildeo se esquecer a probabilidade de que o correio extravie
a carta eacute de 01 Finalmente se foi enviada pelo correio a probabilidade de que onamorado natildeo a receba eacute de 01
(a) Se o namorado de Ana Rafaela natildeo recebeu a carta qual aprobabilidade de Rosivan ter esquecido de colocaacute-la no correio
(b) Avalie as possibilidades desse namoro continuar se acomunicaccedilatildeo depender das cartas enviadas
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenas
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Probabilidade Condicional
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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EXEMPLO 22 Em um exame haacute trecircs respostas para cada pergunta e apenasuma delas eacute certa Portanto para cada pergunta um aluno tem probabilidade 13de escolher a resposta certa se ela estar advinhando e 1 se sabe a resposta Um
estudante sabe 30 das respostas do exame Se ele deu a resposta correta parauma das perguntas qual eacute a probabilidade de que a adivinhou
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Jaacute consideramos eventos A e B que natildeo podem ocorrer conjuntamente(AcapB =empty) Tais eventos satildeo denominados mutuamente excludentes
Se A e B forem mutuamente excludentes entatildeo P (A|B ) = 0 porque aocorrecircncia de B impede a ocorrecircncia de A
Em muitas situaccedilotildees saber que B jaacute ocorreu nos daacute alguma informaccedilatildeobastante definida referente agrave probabilidade de ocorrecircncia de A
Existem poreacutem muitas situaccedilotildees nas quais saber que algum evento B
ocorreu natildeo tem qualquer interesse quanto aacute ocorrecircncia ou natildeo ocorrecircnciade A
EXEMPLO 23 Um dado equilibrado eacute jogado duas vezes Seja A =o primeirodado mostra um nuacutemero par e B =o segundo dado mostra 5 ou 6
Os eventos A e B satildeo inteiramente natildeo relacionados Saber que B ocorreu natildeofornece qualquer informaccedilatildeo sobre a ocorrecircncia de A
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
8192019 Probabilidade para Administraccedilatildeo
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Definiccedilatildeo 63 (Independecircncia de dois eventos)Sejam A e B eventos em (Ω P ) A e B satildeo eventos independentes se
P (A|B ) = P (A) ou P (B
|A) = P (B )
A condiccedilatildeo de independecircncia pode tambeacutem ser expressa na seguinte formaalternativa e equivalente
P (AcapB ) = P (A)P (B )
Importante Diremos que os eventos A e C satildeo condicionalmente independentesdado B se P (AcapC |B ) = P (A|B )P (C |B )
Definiccedilatildeo 64 (Independecircncia de vaacuterios eventos)
Os eventos A1
A2
An em (Ω
P ) satildeo independentes se para toda coleccedilatildeode iacutendices 1le i 1 lt i 2 lt lt i k le n e 2le k le n tivermos
P (Ai 1 capAi 2 cap capAik ) = P (Ai 1)P (Ai 2) P (Aik )
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Probabilidade Condicional
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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Probabilidade Condicional
EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 27 Uma caixa conteacutem 5 bolas brancas e trecircs bolas pretas Duas
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Probabilidade Condicional
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Proposiccedilatildeo 61 Se A e B satildeo independentes entatildeo A e B c tambeacutem satildeoindependentes (e tambeacutem Ac e B e ainda Ac e B c )
Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 25 Em uma certa populaccedilatildeo a probabilidade de gostar de teatro eacute de
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p p ccedil p g13 enquanto que a de gostar de cinema eacute 12 Determine a probabilidade degostar de teatro e natildeo de cinema nos seguintes casos
(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
gostar de teatro eacute 34
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Probabilidade CondicionalEXEMPLO 26 Suponha que em um levantamento estatiacutestico efetuado em
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p qdeterminada populaccedilatildeo verificou que o nuacutemero de casais hipertensos eacute de 72Se nessa mesma populaccedilatildeo 23 de indiviacuteduos do sexo masculino e 18 do
sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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Demonstraccedilatildeo
P (AcapB c ) = P (A)minusP (AcapB ) Como A e B satildeo independentes entatildeoP (AcapB ) = P (A)P (B ) Substituindo temos queP (AcapB c ) = P (A)minusP (A)P (B ) = P (A)(1minusP (B )) = P (A)P (B c )
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EXEMPLO 24 S P (AcupB) 0 8 P(A) 0 5 P(B) d t i l d
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EXEMPLO 24 Se P (AcupB ) = 08 P (A) = 05 e P (B ) = x determine o valor dex no caso de
(a) A e B serem mutuamente exclusivos(b) A e B serem independentes
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
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sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
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(a) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos disjuntos(b) Gostar de teatro e gostar de cinema satildeo eventos independentes(c) Todos que gostam de teatro gostam de cinema(d) A probabilidade de gostar de teatro e de cinema eacute de 18(e) Dentre os que natildeo gostam de cinema a probabilidade de natildeo
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que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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sexo feminino satildeo hipertensos entatildeo existe dependecircncia (ou associaccedilatildeo) entre ofato de o homem e a mulher do casal apresentarem hipertensatildeo
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bolas satildeo retiradas simultaneamente ao acaso e substituiacutedas por trecircs bolas azuisEm seguida duas novas bolas satildeo retiradas da caixa Calcule a probabilidade de
que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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que essas duas uacuteltimas bolas sejam da mesma cor
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