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Exercícios Resolvidos: Variáveis Aleatórias Discretas e Distribuições de Probabilidade, Exercícios de Análise de Dados avançada

Uma série de exercícios resolvidos sobre variáveis aleatórias discretas, abordando conceitos como distribuição de probabilidade, valor esperado, variância e distribuições específicas como bernoulli, binomial, geométrica e hipergeométrica. Cada questão é acompanhada de um comentário explicativo e, em alguns casos, indicações de vídeos para auxiliar na compreensão. O material é útil para estudantes que buscam aprofundar seus conhecimentos em probabilidade e estatística, com foco em aplicações práticas e resolução de problemas. O documento oferece uma abordagem didática e estruturada, facilitando o aprendizado e a fixação dos conceitos apresentados. Ele é ideal para quem precisa de exemplos práticos e detalhados para entender como aplicar as diferentes distribuições em situações reais. Além disso, a variedade de questões e a clareza das explicações tornam este material um excelente recurso para revisão e preparação para avaliações.

Tipologia: Exercícios

2025

Compartilhado em 07/06/2025

paulo-alexsandro
paulo-alexsandro 🇧🇷

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bg1
Variáveis aleatórias discretas unidimensionais 1
Módulo 1
Teoria na prática
Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.
Mão na massa
Questão 1
A alternativa C está correta.
Comentário: Veja que, no lançamento de uma moeda 4 vezes, os possíveis valores de
X são 0, 1, 2, 3 e 4.
Questão 2
A alternativa B está correta.
Comentário: Para determinar o valor esperado de X, precisamos inicialmente apontar a
distribuição de probabilidade de X, ou seja, definir a probabilidade de cada um dos possíveis
valores de X. Para facilitar o cálculo dessas probabilidades, considere o seguinte espaço amostral
associado ao experimento de lançar 4 moedas:
𝑆={(𝐶,𝐶,𝐶,𝐶),(𝐶,𝐶,𝐶,𝐾),(𝐶,𝐶,𝐾,𝐶),(𝐶,𝐾,𝐶,𝐶),(𝐾,𝐶,𝐶,𝐶),(𝐶,𝐶,𝐾,𝐾),(𝐶,𝐾,𝐶,𝐾),
(𝐶,𝐾,𝐾,𝐶),(𝐾,𝐶,𝐶,𝐾),(𝐾,𝐶,𝐾,𝐶),(𝐾,𝐾,𝐶,𝐶),(𝐾,𝐾,𝐾,𝐶),(𝐾,𝐾,𝐶,𝐾),(𝐾,𝐶,𝐾,𝐾),
(𝐶,𝐾,𝐾,𝐾),(𝐾,𝐾,𝐾,𝐾) }
Daí,
X
0
1
2
3
4
P(X = x)
1/16
4/16
6/16
4/16
1/16
Simplificando o resultado das probabilidades, temos:
X
0
1
2
3
4
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff

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Baixe Exercícios Resolvidos: Variáveis Aleatórias Discretas e Distribuições de Probabilidade e outras Exercícios em PDF para Análise de Dados avançada, somente na Docsity!

Módulo 1

Teoria na prática

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Mão na massa

Questão 1

A alternativa C está correta.

Comentário: Veja que, no lançamento de uma moeda 4 vezes, os possíveis valores de

X são 0, 1, 2, 3 e 4.

Questão 2

A alternativa B está correta.

Comentário: Para determinar o valor esperado de X, precisamos inicialmente apontar a

distribuição de probabilidade de X, ou seja, definir a probabilidade de cada um dos possíveis

valores de X. Para facilitar o cálculo dessas probabilidades, considere o seguinte espaço amostral

associado ao experimento de lançar 4 moedas:

Daí,

X 0 1 2 3 4

P(X = x) 1/16 4/16 6/16 4/16 1/

Simplificando o resultado das probabilidades, temos:

X 0 1 2 3 4

P(X = x) 1/16 1/4 3/8 1/4 1/

Assim, o valor esperado de X é dado por:

Questão 3

A alternativa D está correta.

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Questão 4

A alternativa A está correta.

Comentário: Para calcular o ganho esperado, basta aplicar a fórmula da esperança matemática:

Questão 5

A alternativa E está correta.

Comentário: Observe que a função de distribuição acumulada é dada por:

𝑋

0 , se 𝑥 < 0 𝑃(𝑥 < 0 ) = 0

0 , 1 , se 0 ≤ 𝑥 < 1 𝐹

𝑋

0 , 4 , se 1 ≤ 𝑥 < 2 𝐹

𝑋

0 , 8 , se 2 ≤ 𝑥 < 3 𝐹

𝑋

1 , se 𝑥 ≥ 3 𝐹

𝑋

Questão 2

A alternativa D está correta.

Comentário: Considere a variável aleatória D: “Despesa com disciplina”. Então, para

uma disciplina, o estudante terá uma despesa de R$300,00, para duas disciplinas terá

uma despesa de R$600,00, e assim por diante, de forma que a distribuição de

probabilidade de X é dada por:

D 300 600 900 1200

P(D = d) 1/8 3/8 3/8 1/

Daí,

Logo, a despesa esperada será de R$885,00.

Módulo 2

Teoria na prática

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Mão na massa

Questão 1

A alternativa D está correta.

Comentário: Note que a variável aleatória 𝑋 se caracteriza como uma distribuição de

Bernoulli, pois temos uma única tentativa de um experimento, nesse caso, o lançamento do

dado, com dois resultados possíveis, sucesso quando o resultado do dado for par e fracasso

quando o resultado for ímpar. Além disso, sabemos que o valor esperado da distribuição de

Bernoulli é p, que é a probabilidade de sucesso, portanto, a resposta é 1 / 2 , visto que 𝑝 =

Questão 2

A alternativa B está correta.

Comentário: Seja X: “Obter cara no lançamento de uma moeda”. Veja que esse experimento

se caracteriza como uma distribuição binomial, visto que temos 10 tentativas sucessivas e

independentes de um experimento, que nesse caso é o lançamento da moeda. Além disso, só

temos dois resultados possíveis para a variável aleatória que conta o número de caras, sucesso

com probabilidade p = 1/2 e fracasso com probabilidade q = 1/2. Assim,

𝑥

𝑛−𝑥

Daí,

2

8

Verificando o aprendizado

Questão 1

A alternativa E está correta.

Comentário: Seja a variável aleatória X: “O motor funcionar”. Assim, calcular a

probabilidade que todos funcionem bem equivale a determinar a probabilidade que

nenhum funcione. Daí,

0

20

Questão 2

A alternativa D está correta.

Comentário: Seja X a variável aleatória que representa a quantidade de itens não

conformes. Dessa forma, podemos dizer que X segue um binomial (n, p = 0,01).

Queremos determinar o valor de n para que a probabilidade de no mínimo um item não

conforme na amostra seja de, no mínimo, 0,90.

0

𝑛

𝑛

Para resolver essa desigualdade, aplicaremos o logaritmo natural em ambos os lados da

desigualdade. Assim,

ln

𝑛

≤ ln

ln

ln

Módulo 3

Teoria na prática

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Mão na massa

Questão 1

A alternativa A está correta.

Comentário: Veja que o problema trata do número de tentativas para se obter um evento pela

primeira vez. Portanto, possui a característica da distribuição geométrica. Seja X a variável

aleatória que representa o número de tentativas até a ocorrência da primeira face dois. Então,

X~G(p=1/6) e vimos que:

Se X é uma geométrica ⇒ 𝑃(𝑋 = 𝑥) = 𝑞

𝑥− 1

Daí,

5

6

3

1

6

Questão 2

A alternativa C está correta.

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Questão 3

A alternativa D está correta.

Comentário: Sabendo que a variável aleatória 𝑋 da questão anterior tem distribuição

geométrica com parâmetro 𝑝 = 1 / 3. Temos:

Questão 6

A alternativa A está correta.

Comentário: Sabendo que a variável aleatória X da questão anterior segue uma distribuição

hipergeométrica com parâmetros N=150, r=15 e n=30, tem-se:

Daí, 𝑝 =

15

150

= 30 × 0 , 01 = 0 , 3.

Verificando o aprendizado

Questão 1

A alternativa B está correta.

Comentário: Seja X a variável aleatória que representa o número de vezes que o

passageiro terá que passar no raio-X para a moeda ser detectada pela primeira vez.

Então, 𝑋~𝐺

. Daí,

2

Questão 2

A alternativa C está correta.

Comentário: Seja X a V.A. que representa as vagas de idosos nesse estacionamento.

Portanto, X é uma distribuição hipergeométrica com parâmetros N=180, r=30 e n=20.

Assim,

Questão 3

A alternativa D está correta.

Comentário: Assista ao vídeo para conferir a resolução da questão.

Questão 4

A alternativa E está correta.

Comentário: Observe que, se em 5 páginas a média λ é igual a 3, portanto, em uma página,

teremos 3/5 erros. Assim,

− 3 / 5

0

− 3 / 5

1

Questão 5

A alternativa A está correta.

Comentário: Seja a variável aleatória X: “Reclamações por hora”. Logo, 𝑋~𝑃

. No

entanto, o problema pede a probabilidade que receba apenas uma reclamação em 10 minutos.

Portanto, em 10 minutos, λ = 5/6. Assim,

− 5 / 6

1

Questão 6

A alternativa E está correta.

Comentário: Observe que a questão poderia ser resolvida por meio de uma distribuição

Binomial, pois temos que a variável aleatória, digamos X, representa o número de defeitos

(sucessos) nas visitas, isto é, 𝑋~𝐵(𝑛 = 1000 , 𝑝 = 0 , 01 ). Dessa forma, a solução poderia ser

obtida por:

0

1000

1

999

1

999

Note que quanto maior o valor de x a calcular, mais trabalhoso seria o montante dos cálculos.

Além disso, teríamos que trabalhar com os fatoriais das combinações. Dessa forma, para facilitar

os cálculos poderíamos usar a distribuição de Poisson para resolver esta questão. Nesse caso,

consideraremos a aproximação da distribuição Binomial pela distribuição de Poisson, bastando

fazer λ = np = 1000 x 0,01 = 10. Assim,

− 10

0

− 10

1

− 10

2

Observe que os resultados são bem aproximados.

Verificando o aprendizado

Questão 1

A alternativa B está correta.

Comentário: Seja a variável aleatória X: “Incidência da doença por habitante”. Veja que

. Portanto, em uma cidade de 500.000 habitantes, X será uma Poisson com

λ = 5. Assim,

− 5

2

Questão 2

A alternativa A está correta.

Comentário: Veja a probabilidade de uma lâmpada queimar com probabilidade 0,01 e

poderíamos resolver utilizando a distribuição binomial. No entanto, para evitar,

usaremos a distribuição de Poisson com λ = 100.

− 50

40