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INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                     2º SEMESTRE DE 2010




                       CAPÍTULO 3

               INTRODUÇÃO A PROBABILIDADE
                  E A INFERÊNCIA ESTATÍSTICA
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                     2º SEMESTRE DE 2010
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                          2º SEMESTRE DE 2010




  Um fenômeno aleatório tem resultados que não
podemos predizer , mas que, não obstante, possuem
uma distribuição regular em uma grande quantidade
de repetições.
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                          2º SEMESTRE DE 2010




UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Característica: Dois resultados possíveis

                     Cara ou Coroa

Não é possível afirmar a priori qual o resultado que
vai ocorrer no lançamento da moeda.


É possível definir uma distribuição regular?
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                         2º SEMESTRE DE 2010




UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

O que podemos entender como uma distribuição regular?

Qual o comportamento da ocorrência de cada possível
resultado em uma longa seqüência de repetições do
fenômeno, realizadas sob as mesmas condições.
No Exemplo: Qual o comportamento do número de caras
(ou de coroas) quando uma moeda é lançada um grande
número de vezes.
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                         2º SEMESTRE DE 2010

                      UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda


Consideramos 5000 lançamento de uma moeda

A cada lançamento determinar a proporção de caras (ou
coroas) observadas até aquele lançamento!

Por exemplo Exemplo: Até o 10º lançamento foi
observado 7 cuja face obtido foi cara, logo a proporção de
caras é de 70%.
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                       UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Consideramos 5000 lançamento de uma moeda

Duas Situações:

A:      Ocorre as seguintes faces nos primeiros
lançamentos: coroa, cara, coroa, coroa.

B:    Ocorre face cara em todos os 5 primeiros
lançamentos.
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                         2º SEMESTRE DE 2010

                       UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Consideremos 5000 lançamento de uma moeda

LOGO:
Para o ensaio A a proporção de caras inicia com zero no 1
lançamento, sobe para 0,5 quando no segundo lançamento dá
uma cara, cai para 0,33 e 0,25 quando obtemos mais 2 coroas.

Para o ensaio B a proporção de caras é 1 até o 5º lançamento.

  O ensaio A inicia com poucas caras e o B com muitas.
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                       UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Consideremos 5000 lançamento de uma moeda

Conseqüentemente:

A proporção de lançamentos com caras é muito variável no
inicio.

QUESTÃO:

O que ocorre a medida que fazemos mais e mais jogadas?
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                  UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda




                                    A : Primeira série de lançamentos
                                    B : Segunda série
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                      UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Consideremos 5000 lançamento de uma moeda

CONCLUSÃO:

O comportamento do acaso é imprevisível a curto prazo,
mas tem um padrão regular e previsível a longo prazo.
O resultado não pode ser predito antecipadamente.
Porém há um padrão regular nos resultados, um padrão
que emerge após muitas repetições.
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                         2º SEMESTRE DE 2010

                      UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda

Consideremos 5000 lançamento de uma moeda


Após um longa seqüencia de lançamentos da moeda a
proporção de caras (conseqüentemente também de
coroas) é aproximadamente 0.5 (50%)
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                            2º SEMESTRE DE 2010


UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE:

  Consideremos que:
  1. Cada resultado possível de um fenômeno aleatório é um
     evento.
  2. Os eventos têm diferentes atributos, ou seja, tem aspectos
     diferentes que os distinguem entre si.

Definição 1: Se são possíveis n eventos mutuamente exclusivos e
igualmente prováveis, se nA desses eventos tem a atributo A,
então a probabilidade de A e dada pela razão nA / n.
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                           2º SEMESTRE DE 2010


UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE:

  Exemplo 1.
  Qual é a probabilidade de ocorrer face 6, quando se joga um
  dado equilibrado?
  Solução:
  Quando se joga um dado equilibrado, ocorre um de 6 eventos
  mutuamente exclusivos e igualmente prováveis; logo, a
  probabilidade de ocorrer 6 e 1/6.
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                            2º SEMESTRE DE 2010


UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE:

  IMPORTANTE:
  É importante entender que a definição clássica de probabilidade
  não faz sentido a menos que possamos imaginar muitas repetições
  independentes do fenômeno. Quando dizemos que a probabilidade
  de sair cara num jogo de moeda é 1/2, estamos aplicando, a um
  único lançamento de uma única moeda, a medida de chance que
  teria sido obtida se tivéssemos feito uma longa serie de jogadas.
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UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE:

  Definição 2:
  Freqüência relativa do evento A é a razão entre o número de vezes
  em que ocorreu A (nA) e o número de eventos observados (n).

  É importante entender que, se em uma longa seqüência de
  repetições do fenômeno, nas mesmas condições, a freqüência
  relativa de um evento se aproxima de um numero fixo, esse
  número é uma estimativa da probabilidade de o evento ocorrer.
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UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE:
  Exemplo 2.
  Qual é a probabilidade de ocorrer face 6 quando se joga um dado
  que não é equilibrado (os seis eventos possíveis não são
  igualmente prováveis)?
  Solução:
  Se o dado não é equilibrado, para obter a probabilidade de ocorrer
  face 6 deve­mos lançar o dado um número suficientemente grande
  de vezes e dividir o numero de vezes que saiu 6 pelo número de
  lançamentos feitos.
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

       Definição 3:
       S = Espaço amostral: É o conjunto de todos os resultados
           possíveis de um fenômeno aleatório.
       Um evento é um subconjunto do espaço amostral.

   Exemplo 1 : Fenômeno Aleatório: Lançamento de uma moeda
   S = {cara, coroa}
   Evento: Face observada é cara.
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

   Exemplo 2 : Fenômeno Aleatório: Lançamento de um dado
   S = Face{1, 2, 3, 4, 5, 6}
   Evento 1: Face observada é SEIS.
   Evento 2: Face observada é IMPAR
   Evento 3: Face observada é maior ou igual que 4
   Evento 4: Face observada é IMPAR
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DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

   Exemplo 3 : Fenômeno Aleatório: Um jogador de basquetebol
   faz três lances livre. Quais são as possíveis seqüências de
   acertos (A) e erros(E)?
   S =???
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DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:




 Evento A: O jogador acerta os três lances;      P(A) = 1/8
 Evento B: O jogador erra dois lances;           P(B) = 3/8
 Evento C: O jogador acerta o segundo lance;     P(C) = 3/8
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

   Exemplo 3 : Fenômeno Aleatório: Um jogador de basquetebol faz
   três lances livre. Qual o número de cestas feitas?
   S =???




                                                    S = { 0, 1, 2, 3}


                                                    P (0) = ?? P(1)= ??
                                                    P(2) = ?? P (3) = ??
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:
   Exemplo 4 : Fenômeno Aleatório: Uma nutricionista pesquisa
   sobre uma nova dieta para alimentar ratos, machos, brancos. Quais
   são os possíveis resultados de ganho de peso (em gramas)?
   S =???


            S = [0, ∞] = (todos os números≥ 0)
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                           2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:


                            Finitos           Dado: S={1,2,3,4,5,6}

 ESPAÇOS
 AMOSTRAIS:

                            Infinitos        Peso:S = [0, ∞] = (todos
                                             os números ≥ 0)
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                           2º SEMESTRE DE 2010

DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

   Questão:
   Como calcular probabilidades quando o espaço
   amostral é infinito (contínuo)?
                            Densidade uniforme:
                                    A probabilidade de distribuirmos
                            uniformemente a variavel Y dentro de
                            0.3 e 0.7 é a área sob a curva de
                            densidade correspondente a esse
                            intervalo. Então:
                            P(0.3 ≤ y ≤ 0.7) = (0.7 − 0.3)*1 = 0.4

         Existem muitos outros tipos de curvas de densidades.
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Definição 4:
 Dois eventos são disjuntos (ou
 mutuamente exclusivos) se eles
 não tiverem nenhum resultado
 em comum        portanto nunca
 ocorrem juntos. (A ∩ B) = ∅ ⇒
 P (A ∩ B) = 0
         Como exemplificar usando
         resultados de lançamento de
         um dado
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                             2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Definição 5:
 Dois eventos são independentes se a probabilidade de um evento
 ocorrer em qualquer realização do experimento não muda a
 probabilidade de um outro evento ocorrer.

  Exemplo: No lançamento de uma moeda o resultado do primeiro
  lançamento (cara, por exemplo), NÃO ALTERA, a probabilidade de
  dar cara ou coroa no segundo lançamento.
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                              2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Propriedade 1:
 A Probabilidade P(A) de qualquer evento A satisfaz 0 ≤ P(A) ≤ 1

 Propriedade 2:
 A probabilidade do espaço amostral completo é igual a 1.   P(S) = 1
 Exemplo: P(cara) + P(coroa) = 0.5 + 0.5 = 1

 Propriedade 3:
 A Probabilidade de um evento não ocorrer é igual a            1 menos a
 probabilidade do evento ocorrer. P(A) = 1 – P( não A)
 Exemplo: P(coroa) = 1 – P(cara) = 0.5
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                             2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Propriedade 4:
 Regra da adição geral       para quaisquer dois eventos A e B: A
 probabilidade que A ocorra, ou B ocorra, ou ambos eventos ocorram é:
 P(A ou B) = P ( A ∪ B) = P(A) + P(B) – P(A e B)
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                              2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Propriedade 4:
 Exemplo: Qual é a probabilidade de selecionar aleatoriamente uma carta
 de um baralho de 52 cartas e ela ser um rei ou copas?

 Então: P(rei ou copas)= P(rei) + P(copas) – P(rei e copas)

               = 4/52 + 13/52 ­ 1/52 = 16/52 ≈ 0.3




                            4          1
                                              13
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                             2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Propriedade 5:
 A probabilidade condicional reflete como a probabilidade um
 evento pode mudar se soubermos que algum outro evento tenha
 ocorrido.

   Exemplo: A probabilidade de que um dia nublado resulte em chuva é
     diferente, se você vive no nordeste ou se você vive no Sul do Brasil.
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                              1º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Propriedade 5:
 A probabilidade condicional do evento B dado o evento A é: (desde que
 P(A) > 0)




  A = Retirado um Rei
  B = Carta Retirada é de Copas
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                             2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 Se A e B são independentes:




 Desta forma, se A e B são independentes:
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                             2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 IMPORTANTE:

 A e B disjuntos ou mutuamente exclusivos:



  A e B são independentes:
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                            2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

 CASO GERAL: REGRA DA MULTIPLICAÇÃO:


  A probabilidade de que quaisquer dois eventos, A e B,
 ocorram conjuntamente pode ser dada por:

               P(A e B) = P(A∩B) = P(A)P(B|A)

 Caso particular : A e B são independentes:
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                              2º SEMESTRE DE 2010


 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:

  REGRA DA MULTIPLICAÇÃO: DIAGRAMA DE ARVORES
  O diagrama de árvore representa graficamente todos os possíveis
  resultados   e apresenta as probabilidades condicionais de
  subconjuntos de eventos.

Diagrama de árvore
para hábitos conversar
                              Uso de    0.47
em sites de bate-papo        Internet
para três grupos de
idade adulta.
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                                2º SEMESTRE DE 2010


DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES:


                                                          Qual a probabilidade
                                                          de encontrarmos um
 Uso de       0.47
Internet
                                                          individuo que utiliza o
                                                          bate papo na internet:




P(Utilizar e ter idade A1)+P(Utilizar e ter idade A2)+P(Utilizar e ter idade A3)=

   ∩       ∩       ∩
P(C∩A1)+P(C∩A2)+P(C∩A3)= P(A1)P(C/A1)+ P(A2)P(C/A2)+ P(A3)P(C/A3)=
= 029*043+047*021+0,24*0.0168= 0.136 + 0.099 + 0.017= 0.252
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                             2º SEMESTRE DE 2010


MODELOS DE PROBABILIDADE:

No capítulo anterior definimos alguns procedimentos gráficos e
numéricos para descrever o comportamento de uma dada característica
(variável) presente no nosso estudo. Sob ponto de vista da
probabilidade, este comportamento da variável em estudo é definido
como a distribuição da mesma. Na identificação da distribuição dos
dados, vamos nos concentrar no estudo de variáveis quantitativas. Neste
caso o histograma se constitui num instrumento de grande importância
na identificação de um modelo adequado aos dados.
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                            2º SEMESTRE DE 2010


MODELOS DE PROBABILIDADE:


 Se traçarmos uma curva sobre o histograma observado podemos ter
 uma boa descrição geral dos dados. A curva obtida é um modelo
 matemático para a distribuição, ou seja, é uma descrição idealizada,
 que oferece uma imagem concisa do padrão geral dos dados, mas
 ignora irregularidades de menor importância, bem como a presença
 de valores atípicos.
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                          2º SEMESTRE DE 2010


MODELOS DE PROBABILIDADE:
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                          2º SEMESTRE DE 2010


MODELOS DE PROBABILIDADE:

                              A figura apresenta o histograma do peso,
                              em kg, de 1500 pessoas adultas
                              selecionadas ao acaso em uma
                              população.     O peso apresenta uma
                              distribuição muito regular. O histograma
                              é simétrico e decresce suavemente a
                              partir de um pico central único naico
                              direção de ambas as caudas. A curva
                                                      caudas.
                              suave traçada através do topo das barras
                              do histograma é uma boa descrição do
                              padrão geral dos dados.
                                               dados.
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                          2º SEMESTRE DE 2010


MODELOS DE PROBABILIDADE:
                              A análise do histograma indica que:
                              1.   a   distribuição    dos   valores   é
                                   aproximadamente simétrica em
                                   torno de 70kg;
                              2.   a   maioria   dos    valores   (88%)
                                   encontra-se no intervalo (55;85);
                              3.   existe uma pequena proporção de
                                   valores abaixo de 48kg (1,2%) e
                                   acima de 92kg (1%).
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MODELOS DE PROBABILIDADE:


 Uma curva com uma forma apropriada é geralmente, uma
 descrição adequada do padrão geral de uma distribuição.
 Evidentemente que nenhum conjunto de dados reais é
 descrito exatamente por uma dessas curvas, mas sim se
 constitui em uma boa aproximação de fácil utilização e com
 precisão suficiente para ser considerada na pratica.
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MODELOS DE PROBABILIDADE:


 Sabemos    que   características   (variáveis)   em   estudo   para
 determinados problemas apresentam um mesmo padrão de
 comportamento. Portanto estas variáveis podem ser aproximadas
 por uma mesma curva, exceto por seus valores de referência,
 como por exemplo, ponto central, dispersão...
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MODELOS DE PROBABILIDADE:


 Dizemos então que variáveis que apresentam um mesmo
 padrão de comportamento seguem um mesmo modelo (ou
 distribuição) de probabilidade. Um modelo de probabilidade
 pode então ser definido como uma descrição matemática de
 um fenômeno aleatório (ou variável aleatória de forma mais
 formal).
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MODELOS DE PROBABILIDADE:

                                    MODELOS DISCRETOS


DOIS TIPOS DE MODELOS:


                                    MODELOS CONTÍNUOS
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MODELOS DE PROBABILIDADE:

MODELOS DISCRETOS:
Os modelos discretos são adequados a variáveis que podem
assumir um número finito ou enumerável de valores;


MODELOS CONTÍNUOS:
São aqueles relacionados às variáveis que podem assumir infinitos
valores.
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MODELOS DE PROBABILIDADE:
 Tipo de Modelo Modelo            Característica
 Discretos      Binomial          Variável em estudo somente pode assumir dois
                                  possíveis valores em cada uma das n repetições
                                  do experimento e a probabilidade de ocorrência
                                  de cada um é constante.
                Poisson           A variável observada identifica o resultado de
                                  uma contagem no experimento (número de
                                  insetos em uma determinada área, por
                                  exemplo).
                Geométrico        Número de experimentos necessários até a
                                  ocorrência de um dado resultado de interesse.
                Binomial          Número de experimentos necessários até a
                Negativa          ocorrência de certo número de vezes do
                                  resultado de interesse.
                Hipergeométrico   Variável em estudo somente pode assumir dois
                                  possíveis valores em cada uma das n repetições
                                  do experimento e a probabilidade de ocorrência
                                  de cada um não é constante (usualmente
                                  experimentos sem reposição).
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MODELOS DE PROBABILIDADE:
       Tipo     de Modelo         Característica
       Modelo
       Contínuos   Uniforme       A variável pode assumir, com igual
                                  probabilidade, qualquer valor em
                                  um intervalo, região,...

                   Exponencial A variável observa o tempo
                               necessário até a ocorrência de um
                               determinado resultado de interesse.

                   Normal         Variáveis    com      distribuições
                                  simétricas em relação a um ponto
                                  central.

             Outros Modelos: Gama, Beta, Weibull, Erlang, .....
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MODELOS DE PROBABILIDADE:
Observações:
1.   Para    determinadas   situações,   modelos   discretos   podem     ser
     aproximados (representados) por um modelo contínuo. Por exemplo,
     num caso binomial onde o número de repetições do experimento é
     grande, pode­se analisar a variável em estudo pelo modelo normal.
2.   Os modelos aqui apresentados referem­se à distribuição de uma única
     variável. Podemos em alguns casos ter interesse no comportamento
     conjunto de duas ou mais variáveis. Nesses casos temos os chamados
     modelos multidimensionais ou multivariados, que não serão objetos de
     estudo nesse curso.
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL

Muitos dos fenômenos que ocorrem na natureza, na indústria e nas
pesquisas, apresentam características que podem ser representadas
por   um   MODELO     PADRÃO     conhecido    como     MODELO    OU
DISTRIBUIÇÃO    NORMAL.     Medições    físicas   em   áreas    como
experimentos meteorológicos, estudos sobre chuvas, medições de
peças manufaturadas são explicadas de forma adequada pela
distribuição normal e erros em medições científicas são bem
aproximados pela distribuição normal.
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL

CARACTERISTICA DO MODELO NORMAL:
Os modelo padrão é resultado de uma curva aproximada do
histograma dos dados, tem um único pico e apresenta uma
forma de sino (simetria em torno do ponto de pico).
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL

CARACTERISTICA DO MODELO NORMAL:

A curva suave traçada através dos topos das barras do histograma, é
uma boa descrição do padrão geral dos dados.

A curva é um modelo matemático para a distribuição, ou seja, é uma
descrição idealizada do padrão geral de uma distribuição.
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL




Para dados X que podem ser representados pelo modelo acima
dizemos que: X ~ N (µ, σ).


Para dados X que podem ser representados pelo modelo acima
dizemos que: X ~ N (µ, σ).
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL




As distribuições Normais ou Gaussianas — são famílias de
distribuições simétricas, com a mesma forma geral. A curva de
densidade é bem caracterizada por sua média µ (mi) e seu desvio
padrão σ (sigma).
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL

Algumas Diferentes Situações:




 Mesma média e diferentes variâncias (2,4,6) respectivamente.
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL

Algumas Diferentes Situações:




 Mesma Variância e diferentes médias (10, 15, 20) respectivamente!
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL
PROPRIEDADES:

                                   µ σ2)
                            X ~ N (µ ; σ2

1. E(X) = µ (média ou valor esperado);
2. Var(X) = σ2 (e, portanto, DP(X) = σ );
3. x = σ é ponto de máximo de f (x);
4. µ - σ e µ + σ são pontos de inflexão de f (x);
5. A curva Normal é simétrica em torno da média µ.
6. A distribuição Normal depende dos parâmetros µ e σ2
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL
IMPORTANTE

Embora haja muitas curvas Normais, todas têm propriedades em
comum. Em particular todas as distribuições normais obedecem à
seguinte regra:
Na distribuição normal com média µ e desvio padrão σ:
68% das observações estão no intervalo ( µ - σ ; µ + σ),
                                                σ        σ
95,4% das observações estão no intervalo ( µ - 2σ ; µ + 2σ),
                                                σ        σ
99,7% das observações estão no intervalo ( µ - 3σ ; µ + 3σ),
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MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL
IMPORTANTE
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

PROBLEMA:
Um bom indicador do nível de intoxicação por benzeno é a
quantidade de fenol encontrada na urina. A quantidade de fenol na
urina de moradores de certa região segue, aproximadamente, uma
distribuição normal de média 6 mg/L e desvio padrão 2 mg/L.
Considere a seguinte definição em termos da variável quantidade de
fenol na urina:
 Uma pessoa é considerada “atípica” se a quantidade de fenol em
 sua urina for superior a 9mg/l ou inferior a 3 mg/L.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

QUESTÃO:
Qual é a probabilidade de ser encontrado um indivíduo “atípico”?


Seja: X como sendo a quantidade de fenol encontrada na urina.

Individuo “Atípico”              Individuo com X < 3 ou X > 9


Probabilidade desejada:

  P [ X < 3 OU X > 9] = P[ X < 3 ∪ X > 9 ] = P[X < 3 ] + P[X > 9]
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Como calcular esta probabilidade, considerando que a variável de
interesse pode ser representada pela distribuição normal?


O cálculo de uma probabilidade na distribuição normal é dado pela
área sobre a curva normal na região de interesse, isto é, área sob a
curva de densidade fornece a proporção de observações que estão
numa região de valores de interesse.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

De forma genérica: P [ a < X < B ]




                                     A solução desta integral não é
                                     imediata. A solução é usualmente
                                     dada através de métodos numéricos.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Questão: Como calcular a probabilidade deseja sem a
necessidade de resolver a integral acima apresentada?

Resultado:    Se X ~ N(µ ; σ 2), então




             Chamada distribuição Normal Padrão.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

IMPORTANTE: Probabilidades não se alteram
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Características na Normal Padrão:

                                    Quando x está 1 desvio padrão maior do
O escore- padronizado z             que a média, então z = 1.
resultante diz de quantos                                    µ +σ − µ σ
                                      para x = µ + σ , z =           = =1
desvios    padrões     cada                                     σ     σ
valor x está afastado da
                                     Quando x está 2 desvios padrões acima
média da distribuição µ.             da média, então z = 2.

                                                             µ + 2σ − µ 2σ
                                    para x = µ + 2σ , z =              =   =2
                                                                 σ       σ
      Quando x é maior do que a média, z é positivo.
      Quando x é menor do que a média, z é negativo.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

De que forma a transformação da variável X em Z, normal
padrão facilita o cálculo de probabilidades?



                                                   A solução desta
                                                   integral é mais
                                                   simples que no
                                                   caso anterior, e
                                                   seus valores são
                                                   tabelados
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Como utilizar esta tabela?
SIGNIFICADO DOS VALORES TABELADOS
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Por Exemplo: z = 0.32




            0.6255




     P[ Z < 0.32 ]= 0.6255

P[Z > 0.32] = 1- P[ Z < 0.32 ] =
1 - 0.6255 = 0.3745
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 .0082 é a
 área sob a
curva N(0,1)
 a esquerda
de z = ­2.40




                                                                0.0069 é a área sob
              .0080 é a área sob a                                a curva N(0,1) a
                 curva N(0,1) a                                 esquerda z = ­2.46
             esquerda de z = ­2.41
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Uma segunda situação: P [0 < Z < 1.71 ] = ?


                                     P(0 < Z ≤ 1,71)
                                     = P(Z ≤1,71) – P(Z ≤ 0)
                                      = 0,9564 - 0,5
                                      0,4564.
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

ALGUMAS DICAS PARA USO DA TABELA DA NORMAL PADRÃO

Pelo    ao     fato    da
distribuição Normal ser
simétrica, há uma outra
maneira para o cálculo
da área sob a curva
Normal padrão, que é a
direita do valor z .
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

ALGUMAS DICAS PARA USO DA TABELA DA NORMAL PADRÃO

Pelo ao fato da distribuição Normal ser simétrica, há uma outra maneira
para o cálculo da área sob a curva Normal padrão, que é a direita do valor z .
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?

Retornando ao Problema Inicial

 X como sendo a quantidade de fenol encontrada na urina.


                      X ~ N ( 6, 4)

       P [ X < 3 OU X > 9] = P[X < 3 ] + P[X > 9]
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COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?


X ~ N ( 6, 4)              P [ X < 3 OU X > 9] = P[X < 3 ] + P[X > 9]




                                               Portanto a probabilidade
                                               de ser encontrada uma
                                               pessoa       considerada
                                               “atípica” é 13.36%
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                                    2º SEMESTRE DE 2010

 Exemplo: Alturas de mulheres                                    N(µ, σ) = N(64.5, 2.5)


As alturas de mulheres tem distribuição
aproximadamente normal, N(64.5″,2.5″).       Área= ???
Que percentual de todas as mulheres
                                                                           Área = ???
têm   altura    menor   ou igual a 67
polegadas?
                                                          µ = 64.5″ x = 67″
   Média µ = 64.5"
                                                          z =0      z =1
   Desvio padrão σ = 2.5"
   x : altura = 67"


 Para o cálculo de z, o valor padronizado de x:
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                                        2º SEMESTRE DE 2010

    Exemplo: Alturas de mulheres
      P [ X ≤ 67 ] ⇒ P [ Z ≤ 1 ]


N(µ, σ) = N(64.5”, 2.5”)



  Área ≈ 0.84

                                    Área ≈ 0.16




                      µ = 64.5” x = 67”
                                z=1



   CONCLUSÃO:
   84.13% das mulheres são menores do que 67″.
   Por subtração, 1 − 0.8413, or 15.87% das mulheres são maiores do que 67".
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                                        2º SEMESTRE DE 2010

 O National Collegiate Athletic Association (NCAA) exige que atletas da 1a divisão tenham
 pontuação de no mínimo 820 no SAT combinado de matemática e verbal para competir
 no seu primeiro ano colegial. A pontuação SAT de 2003 foi aproximadamente normal com
 média 1026 e desvio padrão 209. Que proporção de todos os estudantes seriam
 qualificados (SAT ≥ 820)?
x = 820
µ = 1026
σ = 209
    (x − µ)
z=
       σ
   (820 − 1026 )
z=
         209            Área direita 820 =   Área Total    −     Área a esquerda de 820
   − 206                                 =        1        −        0.1611 ≈ 84%
z=         ≈ −0.99
    209
                          Nota: Os dados reais podem conter estudantes que
Table : área sob
                          pontuaram exatamente 820 no SAT. No entanto, a proporção
N(0,1) a esquerda de
                          das pontuações exatamente igual a 820 é 0 para uma
z - .99 é 0.1611
ou approx. 16%.
                          distribuição normal é uma conseqüência da idealizada
                          suavização das curvas de densidade.
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                     2º SEMESTRE DE 2010
INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS
                             2º SEMESTRE DE 2010

1. A resistência a compressão de amostras de cimento pode ser representada
por um modelo normal com média de 6000 kg por cm2 e um desvio padrão de
100 kg por cm2.
a) Qual a probabilidade da resistência da amostra ser menor do que 6250
     kg/cm2?
b) Qual a probabilidade da resistência da amostra estar entre 5800 e 5900
     kg/cm2?

2. O volume de enchimento de uma máquina automática de enchimento usada
para encher latas de bebidas gasosas é distribuído segundo o modelo normal
com uma média de 12.4 onças fluidas e um desvio padrão de 0.1 de onça
fluída.
a) Qual a probabilidade do volume de enchimento ser menor do que 12
     onças fluídas?
b) Se todas as latas menores que 12.1 ou maiores que 12.6 onças são
     rejeitas, qual a probabilidade de uma lata ser rejeitada?
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                              2º SEMESTRE DE 2010



3. A vida de um semicondutor a laser, a uma potência constante, segue um
modelo normal com média de 7000 horas e desvio padrão de 600 horas.
a)   Qual a probabilidade do laser falhar antes de completar 5000 horas?
b) Qual o tempo de vida em horas que 95% dos lasers excedem?
c)   Se três lasers forem usados em certo produto e se eles falharem
     independentemente, qual a probabilidade de todos os três estarem ainda
     operando após 7000 horas?
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                              2º SEMESTRE DE 2010


3. Dois analistas observaram uma solução de soda de concentração conhecida
(%) e obtiveram os seguintes resultados:

             Analista               Determinações
             João        10.2   9.9  10.1 10.4 10.2       10.4
             Paulo       9.9    10.2 9.5   10.4 10.6      9.4

Considerando que a resposta observada pode ser representada pelo modelo
normal e que a concentração real da solução é 10.1%, responda:
a)   Qual dos dois analistas tem maior probabilidade de encontrar valores
     acima de 10.5%?
b) Para cada analista, qual o valor da concentração determina que 15.5% das
     determinações serão maiores?

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Introdução à Probabilidade e Inferência Estatística

  • 1. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 CAPÍTULO 3 INTRODUÇÃO A PROBABILIDADE E A INFERÊNCIA ESTATÍSTICA
  • 2. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010
  • 3. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 Um fenômeno aleatório tem resultados que não podemos predizer , mas que, não obstante, possuem uma distribuição regular em uma grande quantidade de repetições.
  • 4. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Característica: Dois resultados possíveis Cara ou Coroa Não é possível afirmar a priori qual o resultado que vai ocorrer no lançamento da moeda. É possível definir uma distribuição regular?
  • 5. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda O que podemos entender como uma distribuição regular? Qual o comportamento da ocorrência de cada possível resultado em uma longa seqüência de repetições do fenômeno, realizadas sob as mesmas condições. No Exemplo: Qual o comportamento do número de caras (ou de coroas) quando uma moeda é lançada um grande número de vezes.
  • 6. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideramos 5000 lançamento de uma moeda A cada lançamento determinar a proporção de caras (ou coroas) observadas até aquele lançamento! Por exemplo Exemplo: Até o 10º lançamento foi observado 7 cuja face obtido foi cara, logo a proporção de caras é de 70%.
  • 7. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideramos 5000 lançamento de uma moeda Duas Situações: A: Ocorre as seguintes faces nos primeiros lançamentos: coroa, cara, coroa, coroa. B: Ocorre face cara em todos os 5 primeiros lançamentos.
  • 8. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideremos 5000 lançamento de uma moeda LOGO: Para o ensaio A a proporção de caras inicia com zero no 1 lançamento, sobe para 0,5 quando no segundo lançamento dá uma cara, cai para 0,33 e 0,25 quando obtemos mais 2 coroas. Para o ensaio B a proporção de caras é 1 até o 5º lançamento. O ensaio A inicia com poucas caras e o B com muitas.
  • 9. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideremos 5000 lançamento de uma moeda Conseqüentemente: A proporção de lançamentos com caras é muito variável no inicio. QUESTÃO: O que ocorre a medida que fazemos mais e mais jogadas?
  • 10. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda A : Primeira série de lançamentos B : Segunda série
  • 11. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideremos 5000 lançamento de uma moeda CONCLUSÃO: O comportamento do acaso é imprevisível a curto prazo, mas tem um padrão regular e previsível a longo prazo. O resultado não pode ser predito antecipadamente. Porém há um padrão regular nos resultados, um padrão que emerge após muitas repetições.
  • 12. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UM EXEMPLO: Lançamento de uma moeda Consideremos 5000 lançamento de uma moeda Após um longa seqüencia de lançamentos da moeda a proporção de caras (conseqüentemente também de coroas) é aproximadamente 0.5 (50%)
  • 13. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE: Consideremos que: 1. Cada resultado possível de um fenômeno aleatório é um evento. 2. Os eventos têm diferentes atributos, ou seja, tem aspectos diferentes que os distinguem entre si. Definição 1: Se são possíveis n eventos mutuamente exclusivos e igualmente prováveis, se nA desses eventos tem a atributo A, então a probabilidade de A e dada pela razão nA / n.
  • 14. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE: Exemplo 1. Qual é a probabilidade de ocorrer face 6, quando se joga um dado equilibrado? Solução: Quando se joga um dado equilibrado, ocorre um de 6 eventos mutuamente exclusivos e igualmente prováveis; logo, a probabilidade de ocorrer 6 e 1/6.
  • 15. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE: IMPORTANTE: É importante entender que a definição clássica de probabilidade não faz sentido a menos que possamos imaginar muitas repetições independentes do fenômeno. Quando dizemos que a probabilidade de sair cara num jogo de moeda é 1/2, estamos aplicando, a um único lançamento de uma única moeda, a medida de chance que teria sido obtida se tivéssemos feito uma longa serie de jogadas.
  • 16. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE: Definição 2: Freqüência relativa do evento A é a razão entre o número de vezes em que ocorreu A (nA) e o número de eventos observados (n). É importante entender que, se em uma longa seqüência de repetições do fenômeno, nas mesmas condições, a freqüência relativa de um evento se aproxima de um numero fixo, esse número é uma estimativa da probabilidade de o evento ocorrer.
  • 17. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 UMA DEFINIÇÃO DE PROBABILIDADE: Exemplo 2. Qual é a probabilidade de ocorrer face 6 quando se joga um dado que não é equilibrado (os seis eventos possíveis não são igualmente prováveis)? Solução: Se o dado não é equilibrado, para obter a probabilidade de ocorrer face 6 deve­mos lançar o dado um número suficientemente grande de vezes e dividir o numero de vezes que saiu 6 pelo número de lançamentos feitos.
  • 18. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Definição 3: S = Espaço amostral: É o conjunto de todos os resultados possíveis de um fenômeno aleatório. Um evento é um subconjunto do espaço amostral. Exemplo 1 : Fenômeno Aleatório: Lançamento de uma moeda S = {cara, coroa} Evento: Face observada é cara.
  • 19. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Exemplo 2 : Fenômeno Aleatório: Lançamento de um dado S = Face{1, 2, 3, 4, 5, 6} Evento 1: Face observada é SEIS. Evento 2: Face observada é IMPAR Evento 3: Face observada é maior ou igual que 4 Evento 4: Face observada é IMPAR
  • 20. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Exemplo 3 : Fenômeno Aleatório: Um jogador de basquetebol faz três lances livre. Quais são as possíveis seqüências de acertos (A) e erros(E)? S =???
  • 21. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Evento A: O jogador acerta os três lances; P(A) = 1/8 Evento B: O jogador erra dois lances; P(B) = 3/8 Evento C: O jogador acerta o segundo lance; P(C) = 3/8
  • 22. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Exemplo 3 : Fenômeno Aleatório: Um jogador de basquetebol faz três lances livre. Qual o número de cestas feitas? S =??? S = { 0, 1, 2, 3} P (0) = ?? P(1)= ?? P(2) = ?? P (3) = ??
  • 23. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Exemplo 4 : Fenômeno Aleatório: Uma nutricionista pesquisa sobre uma nova dieta para alimentar ratos, machos, brancos. Quais são os possíveis resultados de ganho de peso (em gramas)? S =??? S = [0, ∞] = (todos os números≥ 0)
  • 24. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Finitos Dado: S={1,2,3,4,5,6} ESPAÇOS AMOSTRAIS: Infinitos Peso:S = [0, ∞] = (todos os números ≥ 0)
  • 25. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Questão: Como calcular probabilidades quando o espaço amostral é infinito (contínuo)? Densidade uniforme: A probabilidade de distribuirmos uniformemente a variavel Y dentro de 0.3 e 0.7 é a área sob a curva de densidade correspondente a esse intervalo. Então: P(0.3 ≤ y ≤ 0.7) = (0.7 − 0.3)*1 = 0.4 Existem muitos outros tipos de curvas de densidades.
  • 26. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Definição 4: Dois eventos são disjuntos (ou mutuamente exclusivos) se eles não tiverem nenhum resultado em comum portanto nunca ocorrem juntos. (A ∩ B) = ∅ ⇒ P (A ∩ B) = 0 Como exemplificar usando resultados de lançamento de um dado
  • 27. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Definição 5: Dois eventos são independentes se a probabilidade de um evento ocorrer em qualquer realização do experimento não muda a probabilidade de um outro evento ocorrer. Exemplo: No lançamento de uma moeda o resultado do primeiro lançamento (cara, por exemplo), NÃO ALTERA, a probabilidade de dar cara ou coroa no segundo lançamento.
  • 28. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Propriedade 1: A Probabilidade P(A) de qualquer evento A satisfaz 0 ≤ P(A) ≤ 1 Propriedade 2: A probabilidade do espaço amostral completo é igual a 1. P(S) = 1 Exemplo: P(cara) + P(coroa) = 0.5 + 0.5 = 1 Propriedade 3: A Probabilidade de um evento não ocorrer é igual a 1 menos a probabilidade do evento ocorrer. P(A) = 1 – P( não A) Exemplo: P(coroa) = 1 – P(cara) = 0.5
  • 29. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Propriedade 4: Regra da adição geral para quaisquer dois eventos A e B: A probabilidade que A ocorra, ou B ocorra, ou ambos eventos ocorram é: P(A ou B) = P ( A ∪ B) = P(A) + P(B) – P(A e B)
  • 30. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Propriedade 4: Exemplo: Qual é a probabilidade de selecionar aleatoriamente uma carta de um baralho de 52 cartas e ela ser um rei ou copas? Então: P(rei ou copas)= P(rei) + P(copas) – P(rei e copas) = 4/52 + 13/52 ­ 1/52 = 16/52 ≈ 0.3 4 1 13
  • 31. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Propriedade 5: A probabilidade condicional reflete como a probabilidade um evento pode mudar se soubermos que algum outro evento tenha ocorrido. Exemplo: A probabilidade de que um dia nublado resulte em chuva é diferente, se você vive no nordeste ou se você vive no Sul do Brasil.
  • 32. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 1º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Propriedade 5: A probabilidade condicional do evento B dado o evento A é: (desde que P(A) > 0) A = Retirado um Rei B = Carta Retirada é de Copas
  • 33. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Se A e B são independentes: Desta forma, se A e B são independentes:
  • 34. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: IMPORTANTE: A e B disjuntos ou mutuamente exclusivos: A e B são independentes:
  • 35. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: CASO GERAL: REGRA DA MULTIPLICAÇÃO: A probabilidade de que quaisquer dois eventos, A e B, ocorram conjuntamente pode ser dada por: P(A e B) = P(A∩B) = P(A)P(B|A) Caso particular : A e B são independentes:
  • 36. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: REGRA DA MULTIPLICAÇÃO: DIAGRAMA DE ARVORES O diagrama de árvore representa graficamente todos os possíveis resultados e apresenta as probabilidades condicionais de subconjuntos de eventos. Diagrama de árvore para hábitos conversar Uso de 0.47 em sites de bate-papo Internet para três grupos de idade adulta.
  • 37. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 DEFINIÇÕES E PROPRIEDADES: Qual a probabilidade de encontrarmos um Uso de 0.47 Internet individuo que utiliza o bate papo na internet: P(Utilizar e ter idade A1)+P(Utilizar e ter idade A2)+P(Utilizar e ter idade A3)= ∩ ∩ ∩ P(C∩A1)+P(C∩A2)+P(C∩A3)= P(A1)P(C/A1)+ P(A2)P(C/A2)+ P(A3)P(C/A3)= = 029*043+047*021+0,24*0.0168= 0.136 + 0.099 + 0.017= 0.252
  • 38. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: No capítulo anterior definimos alguns procedimentos gráficos e numéricos para descrever o comportamento de uma dada característica (variável) presente no nosso estudo. Sob ponto de vista da probabilidade, este comportamento da variável em estudo é definido como a distribuição da mesma. Na identificação da distribuição dos dados, vamos nos concentrar no estudo de variáveis quantitativas. Neste caso o histograma se constitui num instrumento de grande importância na identificação de um modelo adequado aos dados.
  • 39. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Se traçarmos uma curva sobre o histograma observado podemos ter uma boa descrição geral dos dados. A curva obtida é um modelo matemático para a distribuição, ou seja, é uma descrição idealizada, que oferece uma imagem concisa do padrão geral dos dados, mas ignora irregularidades de menor importância, bem como a presença de valores atípicos.
  • 40. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE:
  • 41. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: A figura apresenta o histograma do peso, em kg, de 1500 pessoas adultas selecionadas ao acaso em uma população. O peso apresenta uma distribuição muito regular. O histograma é simétrico e decresce suavemente a partir de um pico central único naico direção de ambas as caudas. A curva caudas. suave traçada através do topo das barras do histograma é uma boa descrição do padrão geral dos dados. dados.
  • 42. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: A análise do histograma indica que: 1. a distribuição dos valores é aproximadamente simétrica em torno de 70kg; 2. a maioria dos valores (88%) encontra-se no intervalo (55;85); 3. existe uma pequena proporção de valores abaixo de 48kg (1,2%) e acima de 92kg (1%).
  • 43. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Uma curva com uma forma apropriada é geralmente, uma descrição adequada do padrão geral de uma distribuição. Evidentemente que nenhum conjunto de dados reais é descrito exatamente por uma dessas curvas, mas sim se constitui em uma boa aproximação de fácil utilização e com precisão suficiente para ser considerada na pratica.
  • 44. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Sabemos que características (variáveis) em estudo para determinados problemas apresentam um mesmo padrão de comportamento. Portanto estas variáveis podem ser aproximadas por uma mesma curva, exceto por seus valores de referência, como por exemplo, ponto central, dispersão...
  • 45. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Dizemos então que variáveis que apresentam um mesmo padrão de comportamento seguem um mesmo modelo (ou distribuição) de probabilidade. Um modelo de probabilidade pode então ser definido como uma descrição matemática de um fenômeno aleatório (ou variável aleatória de forma mais formal).
  • 46. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: MODELOS DISCRETOS DOIS TIPOS DE MODELOS: MODELOS CONTÍNUOS
  • 47. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: MODELOS DISCRETOS: Os modelos discretos são adequados a variáveis que podem assumir um número finito ou enumerável de valores; MODELOS CONTÍNUOS: São aqueles relacionados às variáveis que podem assumir infinitos valores.
  • 48. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Tipo de Modelo Modelo Característica Discretos Binomial Variável em estudo somente pode assumir dois possíveis valores em cada uma das n repetições do experimento e a probabilidade de ocorrência de cada um é constante. Poisson A variável observada identifica o resultado de uma contagem no experimento (número de insetos em uma determinada área, por exemplo). Geométrico Número de experimentos necessários até a ocorrência de um dado resultado de interesse. Binomial Número de experimentos necessários até a Negativa ocorrência de certo número de vezes do resultado de interesse. Hipergeométrico Variável em estudo somente pode assumir dois possíveis valores em cada uma das n repetições do experimento e a probabilidade de ocorrência de cada um não é constante (usualmente experimentos sem reposição).
  • 49. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Tipo de Modelo Característica Modelo Contínuos Uniforme A variável pode assumir, com igual probabilidade, qualquer valor em um intervalo, região,... Exponencial A variável observa o tempo necessário até a ocorrência de um determinado resultado de interesse. Normal Variáveis com distribuições simétricas em relação a um ponto central. Outros Modelos: Gama, Beta, Weibull, Erlang, .....
  • 50. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELOS DE PROBABILIDADE: Observações: 1. Para determinadas situações, modelos discretos podem ser aproximados (representados) por um modelo contínuo. Por exemplo, num caso binomial onde o número de repetições do experimento é grande, pode­se analisar a variável em estudo pelo modelo normal. 2. Os modelos aqui apresentados referem­se à distribuição de uma única variável. Podemos em alguns casos ter interesse no comportamento conjunto de duas ou mais variáveis. Nesses casos temos os chamados modelos multidimensionais ou multivariados, que não serão objetos de estudo nesse curso.
  • 51. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL Muitos dos fenômenos que ocorrem na natureza, na indústria e nas pesquisas, apresentam características que podem ser representadas por um MODELO PADRÃO conhecido como MODELO OU DISTRIBUIÇÃO NORMAL. Medições físicas em áreas como experimentos meteorológicos, estudos sobre chuvas, medições de peças manufaturadas são explicadas de forma adequada pela distribuição normal e erros em medições científicas são bem aproximados pela distribuição normal.
  • 52. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL CARACTERISTICA DO MODELO NORMAL: Os modelo padrão é resultado de uma curva aproximada do histograma dos dados, tem um único pico e apresenta uma forma de sino (simetria em torno do ponto de pico).
  • 53. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL CARACTERISTICA DO MODELO NORMAL: A curva suave traçada através dos topos das barras do histograma, é uma boa descrição do padrão geral dos dados. A curva é um modelo matemático para a distribuição, ou seja, é uma descrição idealizada do padrão geral de uma distribuição.
  • 54. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL Para dados X que podem ser representados pelo modelo acima dizemos que: X ~ N (µ, σ). Para dados X que podem ser representados pelo modelo acima dizemos que: X ~ N (µ, σ).
  • 55. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL As distribuições Normais ou Gaussianas — são famílias de distribuições simétricas, com a mesma forma geral. A curva de densidade é bem caracterizada por sua média µ (mi) e seu desvio padrão σ (sigma).
  • 56. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL
  • 57. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL Algumas Diferentes Situações: Mesma média e diferentes variâncias (2,4,6) respectivamente.
  • 58. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL Algumas Diferentes Situações: Mesma Variância e diferentes médias (10, 15, 20) respectivamente!
  • 59. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL PROPRIEDADES: µ σ2) X ~ N (µ ; σ2 1. E(X) = µ (média ou valor esperado); 2. Var(X) = σ2 (e, portanto, DP(X) = σ ); 3. x = σ é ponto de máximo de f (x); 4. µ - σ e µ + σ são pontos de inflexão de f (x); 5. A curva Normal é simétrica em torno da média µ. 6. A distribuição Normal depende dos parâmetros µ e σ2
  • 60. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL IMPORTANTE Embora haja muitas curvas Normais, todas têm propriedades em comum. Em particular todas as distribuições normais obedecem à seguinte regra: Na distribuição normal com média µ e desvio padrão σ: 68% das observações estão no intervalo ( µ - σ ; µ + σ), σ σ 95,4% das observações estão no intervalo ( µ - 2σ ; µ + 2σ), σ σ 99,7% das observações estão no intervalo ( µ - 3σ ; µ + 3σ),
  • 61. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 MODELO (DISTRIBUIÇÃO) NORMAL IMPORTANTE
  • 62. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? PROBLEMA: Um bom indicador do nível de intoxicação por benzeno é a quantidade de fenol encontrada na urina. A quantidade de fenol na urina de moradores de certa região segue, aproximadamente, uma distribuição normal de média 6 mg/L e desvio padrão 2 mg/L. Considere a seguinte definição em termos da variável quantidade de fenol na urina: Uma pessoa é considerada “atípica” se a quantidade de fenol em sua urina for superior a 9mg/l ou inferior a 3 mg/L.
  • 63. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? QUESTÃO: Qual é a probabilidade de ser encontrado um indivíduo “atípico”? Seja: X como sendo a quantidade de fenol encontrada na urina. Individuo “Atípico” Individuo com X < 3 ou X > 9 Probabilidade desejada: P [ X < 3 OU X > 9] = P[ X < 3 ∪ X > 9 ] = P[X < 3 ] + P[X > 9]
  • 64. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Como calcular esta probabilidade, considerando que a variável de interesse pode ser representada pela distribuição normal? O cálculo de uma probabilidade na distribuição normal é dado pela área sobre a curva normal na região de interesse, isto é, área sob a curva de densidade fornece a proporção de observações que estão numa região de valores de interesse.
  • 65. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? De forma genérica: P [ a < X < B ] A solução desta integral não é imediata. A solução é usualmente dada através de métodos numéricos.
  • 66. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Questão: Como calcular a probabilidade deseja sem a necessidade de resolver a integral acima apresentada? Resultado: Se X ~ N(µ ; σ 2), então Chamada distribuição Normal Padrão.
  • 67. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?
  • 68. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? IMPORTANTE: Probabilidades não se alteram
  • 69. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Características na Normal Padrão: Quando x está 1 desvio padrão maior do O escore- padronizado z que a média, então z = 1. resultante diz de quantos µ +σ − µ σ para x = µ + σ , z = = =1 desvios padrões cada σ σ valor x está afastado da Quando x está 2 desvios padrões acima média da distribuição µ. da média, então z = 2. µ + 2σ − µ 2σ para x = µ + 2σ , z = = =2 σ σ Quando x é maior do que a média, z é positivo. Quando x é menor do que a média, z é negativo.
  • 70. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? De que forma a transformação da variável X em Z, normal padrão facilita o cálculo de probabilidades? A solução desta integral é mais simples que no caso anterior, e seus valores são tabelados
  • 71. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL?
  • 72. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Como utilizar esta tabela? SIGNIFICADO DOS VALORES TABELADOS
  • 73. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Por Exemplo: z = 0.32 0.6255 P[ Z < 0.32 ]= 0.6255 P[Z > 0.32] = 1- P[ Z < 0.32 ] = 1 - 0.6255 = 0.3745
  • 74. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 .0082 é a área sob a curva N(0,1) a esquerda de z = ­2.40 0.0069 é a área sob .0080 é a área sob a a curva N(0,1) a curva N(0,1) a esquerda z = ­2.46 esquerda de z = ­2.41
  • 75. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Uma segunda situação: P [0 < Z < 1.71 ] = ? P(0 < Z ≤ 1,71) = P(Z ≤1,71) – P(Z ≤ 0) = 0,9564 - 0,5 0,4564.
  • 76. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? ALGUMAS DICAS PARA USO DA TABELA DA NORMAL PADRÃO Pelo ao fato da distribuição Normal ser simétrica, há uma outra maneira para o cálculo da área sob a curva Normal padrão, que é a direita do valor z .
  • 77. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? ALGUMAS DICAS PARA USO DA TABELA DA NORMAL PADRÃO Pelo ao fato da distribuição Normal ser simétrica, há uma outra maneira para o cálculo da área sob a curva Normal padrão, que é a direita do valor z .
  • 78. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? Retornando ao Problema Inicial X como sendo a quantidade de fenol encontrada na urina. X ~ N ( 6, 4) P [ X < 3 OU X > 9] = P[X < 3 ] + P[X > 9]
  • 79. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 COMO CALCULAR PROBABILIDADES NO MODELO NORMAL? X ~ N ( 6, 4) P [ X < 3 OU X > 9] = P[X < 3 ] + P[X > 9] Portanto a probabilidade de ser encontrada uma pessoa considerada “atípica” é 13.36%
  • 80. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 Exemplo: Alturas de mulheres N(µ, σ) = N(64.5, 2.5) As alturas de mulheres tem distribuição aproximadamente normal, N(64.5″,2.5″). Área= ??? Que percentual de todas as mulheres Área = ??? têm altura menor ou igual a 67 polegadas? µ = 64.5″ x = 67″ Média µ = 64.5" z =0 z =1 Desvio padrão σ = 2.5" x : altura = 67" Para o cálculo de z, o valor padronizado de x:
  • 81. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 Exemplo: Alturas de mulheres P [ X ≤ 67 ] ⇒ P [ Z ≤ 1 ] N(µ, σ) = N(64.5”, 2.5”) Área ≈ 0.84 Área ≈ 0.16 µ = 64.5” x = 67” z=1 CONCLUSÃO: 84.13% das mulheres são menores do que 67″. Por subtração, 1 − 0.8413, or 15.87% das mulheres são maiores do que 67".
  • 82. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 O National Collegiate Athletic Association (NCAA) exige que atletas da 1a divisão tenham pontuação de no mínimo 820 no SAT combinado de matemática e verbal para competir no seu primeiro ano colegial. A pontuação SAT de 2003 foi aproximadamente normal com média 1026 e desvio padrão 209. Que proporção de todos os estudantes seriam qualificados (SAT ≥ 820)? x = 820 µ = 1026 σ = 209 (x − µ) z= σ (820 − 1026 ) z= 209 Área direita 820 = Área Total − Área a esquerda de 820 − 206 = 1 − 0.1611 ≈ 84% z= ≈ −0.99 209 Nota: Os dados reais podem conter estudantes que Table : área sob pontuaram exatamente 820 no SAT. No entanto, a proporção N(0,1) a esquerda de das pontuações exatamente igual a 820 é 0 para uma z - .99 é 0.1611 ou approx. 16%. distribuição normal é uma conseqüência da idealizada suavização das curvas de densidade.
  • 83. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010
  • 84. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 1. A resistência a compressão de amostras de cimento pode ser representada por um modelo normal com média de 6000 kg por cm2 e um desvio padrão de 100 kg por cm2. a) Qual a probabilidade da resistência da amostra ser menor do que 6250 kg/cm2? b) Qual a probabilidade da resistência da amostra estar entre 5800 e 5900 kg/cm2? 2. O volume de enchimento de uma máquina automática de enchimento usada para encher latas de bebidas gasosas é distribuído segundo o modelo normal com uma média de 12.4 onças fluidas e um desvio padrão de 0.1 de onça fluída. a) Qual a probabilidade do volume de enchimento ser menor do que 12 onças fluídas? b) Se todas as latas menores que 12.1 ou maiores que 12.6 onças são rejeitas, qual a probabilidade de uma lata ser rejeitada?
  • 85. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 3. A vida de um semicondutor a laser, a uma potência constante, segue um modelo normal com média de 7000 horas e desvio padrão de 600 horas. a) Qual a probabilidade do laser falhar antes de completar 5000 horas? b) Qual o tempo de vida em horas que 95% dos lasers excedem? c) Se três lasers forem usados em certo produto e se eles falharem independentemente, qual a probabilidade de todos os três estarem ainda operando após 7000 horas?
  • 86. INTRODUÇÃO AO PLANEJAMENTOS E ANÁLISE ESTATÍSTICA DE EXPERIMENTOS 2º SEMESTRE DE 2010 3. Dois analistas observaram uma solução de soda de concentração conhecida (%) e obtiveram os seguintes resultados: Analista Determinações João 10.2 9.9 10.1 10.4 10.2 10.4 Paulo 9.9 10.2 9.5 10.4 10.6 9.4 Considerando que a resposta observada pode ser representada pelo modelo normal e que a concentração real da solução é 10.1%, responda: a) Qual dos dois analistas tem maior probabilidade de encontrar valores acima de 10.5%? b) Para cada analista, qual o valor da concentração determina que 15.5% das determinações serão maiores?