melissamoraes402 15/06/2018 Variável aleatória contínua é aquela que pode assumir inúmeros valores num intervalo de números reais e é medida numa escala contínua. Por exemplo, uma variável aleatória contínua deve ser definida entre os números reais 0 e 1, ou números reais não negativos ou, para algumas distribuições, qualquer número real. A temperatura, a pressão, a precipitação ou qualquer elemento medido numa escala contínua é uma variável aleatória contínua. Existem duas funções associadas a cada variável contínua X: a função densidade de probabilidade, simbolizada por fሺXሻ, e a função cumulativa de probabilidade, ou função de distribuição de probabilidade representada por FሺXሻ. A função fሺXሻ é aquela cuja integral de X ൌ a até X ൌ b ሺb ≥ aሻ dá a probabilidade de que X assuma valores compreendidos no intervalo ሺa, bሻ, ou seja, ( ) ( ) ∫ ≤ ≤ = b a P a X b f X dX ሺ1ሻ A função cumulativa de probabilidade Fሺbሻ é tal que: () ( ) ( ) ∫ −∞ = ≤ = b F b Prob X b f X dX ሺ2ሻ Qualquer função definida no campo real só pode ser considerada como uma função densidade de probabilidade se forem satisfeitas as seguintes condições: f ( ) X ≥ 0 ሺ3ሻ para todo X e ( ) ∫ ∞ −∞ F X = X dX = 1 ሺ4ሻ A probabilidade de que a variável X assuma valores no intervalo ሺa, bሻ é dada por: ( ) ( ) ( ) ( ) ∫ ≤ ≤ = = − b a P a X b f X dX F b F a ሺ5ሻ e a probabilidade de que a variável contínua X assuma um valor em particular, b, por exemplo, é: TMA ሾDISTRIBUIÇÕES CONTÍNUASሿ 2 Bertolo ( ) ( ) () () ∫ ≤ ≤ = = − = b a P a X b f X dX F b F b 0 ሺ6ሻ Há muitas distribuições teóricas contínuas. Algumas das mais usadas aqui são: distribuição normal, distribuição gamma, distribuição de valores extremos e distribuição exponencial. Neste material vamos tratar dos modelos probabilísticos citados, que têm importância prática na investigação científica, abordando as formas das funções densidade de probabilidade, bem como a esperança e a variância. Distribuição Uniforme Uma distribuição de variável aleatória contínua é a distribuição uniforme cuja função densidade de probabilidade é constante dentro de um intervalo de valores da variável aleatória X. A variável aleatória X tem distribuição uniforme de probabilidades no intervalo ሺa, bሻ se a função densidade fሺxሻ for: ݂ሺݔሻ ൌ ଵ ି , com as seguintes condições: b ≥ a e a ≤ x ≤ b. A representação gráfica da distribuição uniforme é um retângulo com base definida pelos valores a e b que estabelecem os limites de valores possíveis da variável aleatória X, Figura . Da definição da distribuição uniforme deduzimos: A área do retângulo é igual a 1, pois a base é ሺb – aሻ e a altura 1/ሺb – aሻ. A probabilidade da variável aleatória X ser igual ou maior que a e, ao mesmo tempo, menor ou igual a b é igual a 1 ou 100% A média e a variância da variável aleatória X com distribuição uniforme de probabilidades no intervalo ሺa,bሻ são: ¾ Média: ߤ ൌ ା ଶ ߪ :Variância¾ ଶ ൌ ሺିሻమ ଵଶ EXEMPLO 1 A variável aleatória X tem distribuição uniforme no intervalo ሺ50, 200ሻ. Calcular a média e o desvio padrão. Solução A média da variável aleatória contínua X é 150 obtida com a fórmula: ܾ ܽ ൌ ߤ 2 ൌ 50 200 2 ൌ 125 Da mesma forma, a variância é 1875,00, obtida com a fórmula: ߪ ଶ ൌ ሺܾ െ ܽሻଶ 12 ൌ ሺ200 െ 50ሻଶ 12 ൌ 1875,00 O desvio padrão é obtido como: ߪ ൌ √1875 ൌ 43,30 EXEMPLO 2 Continuando o Exemplo 1, qual a probabilidade de um valor da variável X se encontrar entre 110 e 150?
melissamoraes402
Variável aleatória contínua é aquela que pode assumir inúmeros valores num intervalo de números reais e é medida
numa escala contínua. Por exemplo, uma variável aleatória contínua deve ser definida entre os números reais 0 e 1, ou
números reais não negativos ou, para algumas distribuições, qualquer número real. A temperatura, a pressão, a
precipitação ou qualquer elemento medido numa escala contínua é uma variável aleatória contínua.
Existem duas funções associadas a cada variável contínua X: a função densidade de probabilidade, simbolizada por fሺXሻ,
e a função cumulativa de probabilidade, ou função de distribuição de probabilidade representada por FሺXሻ. A função fሺXሻ
é aquela cuja integral de X ൌ a até X ൌ b ሺb ≥ aሻ dá a probabilidade de que X assuma valores compreendidos no
intervalo ሺa, bሻ, ou seja,
( ) ( ) ∫ ≤ ≤ =
b
a
P a X b f X dX ሺ1ሻ
A função cumulativa de probabilidade Fሺbሻ é tal que:
() ( ) ( ) ∫
−∞
= ≤ =
b
F b Prob X b f X dX ሺ2ሻ
Qualquer função definida no campo real só pode ser considerada como uma função densidade de probabilidade se
forem satisfeitas as seguintes condições:
f ( ) X ≥ 0 ሺ3ሻ
para todo X e
( ) ∫
∞
−∞
F X = X dX = 1 ሺ4ሻ
A probabilidade de que a variável X assuma valores no intervalo ሺa, bሻ é dada por:
( ) ( ) ( ) ( ) ∫ ≤ ≤ = = −
b
a
P a X b f X dX F b F a ሺ5ሻ
e a probabilidade de que a variável contínua X assuma um valor em particular, b, por exemplo, é:
TMA ሾDISTRIBUIÇÕES CONTÍNUASሿ
2 Bertolo
( ) ( ) () () ∫ ≤ ≤ = = − =
b
a
P a X b f X dX F b F b 0 ሺ6ሻ
Há muitas distribuições teóricas contínuas. Algumas das mais usadas aqui são: distribuição normal, distribuição
gamma, distribuição de valores extremos e distribuição exponencial. Neste material vamos tratar dos modelos
probabilísticos citados, que têm importância prática na investigação científica, abordando as formas das funções
densidade de probabilidade, bem como a esperança e a variância.
Distribuição Uniforme
Uma distribuição de variável aleatória contínua é a distribuição uniforme cuja função densidade de probabilidade é
constante dentro de um intervalo de valores da variável aleatória X.
A variável aleatória X tem distribuição uniforme de probabilidades no intervalo ሺa, bሻ se a função densidade fሺxሻ for:
݂ሺݔሻ ൌ ଵ
ି , com as seguintes condições: b ≥ a e a ≤ x ≤ b.
A representação gráfica da distribuição uniforme é um retângulo com base definida pelos valores a e b que estabelecem
os limites de valores possíveis da variável aleatória X, Figura .
Da definição da distribuição uniforme deduzimos:
A área do retângulo é igual a 1, pois a base é ሺb – aሻ e a altura 1/ሺb – aሻ.
A probabilidade da variável aleatória X ser igual ou maior que a e, ao mesmo tempo, menor ou igual a b é igual
a 1 ou 100%
A média e a variância da variável aleatória X com distribuição uniforme de probabilidades no intervalo ሺa,bሻ são:
¾ Média: ߤ ൌ ା
ଶ
ߪ :Variância¾
ଶ ൌ ሺିሻమ
ଵଶ
EXEMPLO 1
A variável aleatória X tem distribuição uniforme no intervalo ሺ50, 200ሻ. Calcular a média e o desvio padrão.
Solução
A média da variável aleatória contínua X é 150 obtida com a fórmula:
ܾ ܽ ൌ ߤ
2 ൌ 50 200
2 ൌ 125
Da mesma forma, a variância é 1875,00, obtida com a fórmula:
ߪ
ଶ ൌ ሺܾ െ ܽሻଶ
12 ൌ ሺ200 െ 50ሻଶ
12 ൌ 1875,00
O desvio padrão é obtido como:
ߪ ൌ √1875 ൌ 43,30
EXEMPLO 2
Continuando o Exemplo 1, qual a probabilidade de um valor da variável X se encontrar entre 110 e 150?