Matemática discreta Exemplos

$\begin{array}{c} x & P (x) \\ 3 & 0.1 \\ 6 & 0.2 \\ 8 & 0.3 \\ 11 & 0.2 \\ 15 & 0.2 \end{array}$

Etapa 1

Prove que a tabela em questão satisfaz as duas propriedades necessárias para uma distribuição de probabilidade.

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Etapa 1.1

Uma variável aleatória discreta $x$ usa um conjunto de valores separados (como $0$ , $1$ , $2$ ...). Sua distribuição de probabilidade atribui uma probabilidade $P (x)$ para cada valor possível $x$ . Para cada $x$ , a probabilidade $P (x)$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, e a soma das probabilidades para todos os valores possíveis de $x$ é igual a $1$ .

1. Para cada $x$ , $0 \leq P (x) \leq 1$ .

2. $P (x_{0}) + P (x_{1}) + P (x_{2}) + \dots + P (x_{n}) = 1$ .

Etapa 1.2

$0.1$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.

$0.1$ está entre $0$ e $1$ , inclusive

Etapa 1.3

$0.2$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.

$0.2$ está entre $0$ e $1$ , inclusive

Etapa 1.4

$0.3$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.

$0.3$ está entre $0$ e $1$ , inclusive

Etapa 1.5

$0.2$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.

$0.2$ está entre $0$ e $1$ , inclusive

Etapa 1.6

Para cada $x$ , a probabilidade $P (x)$ está entre $0$ e $1$ , inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.

$0 \leq P (x) \leq 1$ para todos os valores x

Etapa 1.7

Encontre a soma das probabilidades para todos os valores possíveis de $x$ .

$0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.2 + 0.2$

Etapa 1.8

A soma das probabilidades de todos os valores possíveis de $x$ é $0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.2 + 0.2 = 1$ .

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Etapa 1.8.1

Some $0.1$ e $0.2$ .

$0.3 + 0.3 + 0.2 + 0.2$

Etapa 1.8.2

Some $0.3$ e $0.3$ .

$0.6 + 0.2 + 0.2$

Etapa 1.8.3

Some $0.6$ e $0.2$ .

$0.8 + 0.2$

Etapa 1.8.4

Some $0.8$ e $0.2$ .

$1$

Etapa 1.9

Para cada $x$ , a probabilidade de $P (x)$ está entre $0$ e $1$ , inclusive. Além disso, a soma das probabilidades de todos os $x$ possíveis é igual a $1$ , o que significa que a tabela satisfaz as duas propriedades de uma distribuição de probabilidade.

A tabela satisfaz as duas propriedades de uma distribuição de probabilidade:

Propriedade 1: $0 \leq P (x) \leq 1$ para todos os valores $x$

Propriedade 2: $0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.2 + 0.2 = 1$

A tabela satisfaz as duas propriedades de uma distribuição de probabilidade:

Propriedade 1: $0 \leq P (x) \leq 1$ para todos os valores $x$

Propriedade 2: $0.1 + 0.2 + 0.3 + 0.2 + 0.2 = 1$

Etapa 2

A média de expectativa de uma distribuição é o valor esperado quando as tentativas da distribuição continuam indefinidamente. Isso é igual a cada valor multiplicado por sua probabilidade discreta.

$u = 3 \cdot 0.1 + 6 \cdot 0.2 + 8 \cdot 0.3 + 11 \cdot 0.2 + 15 \cdot 0.2$

Etapa 3

Simplifique cada termo.

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Etapa 3.1

Multiplique $3$ por $0.1$ .

$u = 0.3 + 6 \cdot 0.2 + 8 \cdot 0.3 + 11 \cdot 0.2 + 15 \cdot 0.2$

Etapa 3.2

Multiplique $6$ por $0.2$ .

$u = 0.3 + 1.2 + 8 \cdot 0.3 + 11 \cdot 0.2 + 15 \cdot 0.2$

Etapa 3.3

Multiplique $8$ por $0.3$ .

$u = 0.3 + 1.2 + 2.4 + 11 \cdot 0.2 + 15 \cdot 0.2$

Etapa 3.4

Multiplique $11$ por $0.2$ .

$u = 0.3 + 1.2 + 2.4 + 2.2 + 15 \cdot 0.2$

Etapa 3.5

Multiplique $15$ por $0.2$ .

$u = 0.3 + 1.2 + 2.4 + 2.2 + 3$

Etapa 4

Simplifique somando os números.

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Etapa 4.1

Some $0.3$ e $1.2$ .

$u = 1.5 + 2.4 + 2.2 + 3$

Etapa 4.2

Some $1.5$ e $2.4$ .

$u = 3.9 + 2.2 + 3$

Etapa 4.3

Some $3.9$ e $2.2$ .

$u = 6.1 + 3$

Etapa 4.4

Some $6.1$ e $3$ .

$u = 9.1$

Etapa 5

A variância de uma distribuição é a medida da dispersão e é igual ao quadrado do desvio padrão.

$s^{2} = \sum_{}^{} {(x - u)}^{2} \cdot (P (x))$

Etapa 6

Preencha os valores conhecidos.

${(3 - (9.1))}^{2} \cdot 0.1 + {(6 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7

Simplifique a expressão.

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Etapa 7.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 7.1.1

Multiplique $- 1$ por $9.1$ .

${(3 - 9.1)}^{2} \cdot 0.1 + {(6 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.2

Subtraia $9.1$ de $3$ .

${(- 6.1)}^{2} \cdot 0.1 + {(6 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.3

Eleve $- 6.1$ à potência de $2$ .

$37.21 \cdot 0.1 + {(6 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.4

Multiplique $37.21$ por $0.1$ .

$3.721 + {(6 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.5

Multiplique $- 1$ por $9.1$ .

$3.721 + {(6 - 9.1)}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.6

Subtraia $9.1$ de $6$ .

$3.721 + {(- 3.1)}^{2} \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.7

Eleve $- 3.1$ à potência de $2$ .

$3.721 + 9.61 \cdot 0.2 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.8

Multiplique $9.61$ por $0.2$ .

$3.721 + 1.922 + {(8 - (9.1))}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.9

Multiplique $- 1$ por $9.1$ .

$3.721 + 1.922 + {(8 - 9.1)}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.10

Subtraia $9.1$ de $8$ .

$3.721 + 1.922 + {(- 1.1)}^{2} \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.11

Eleve $- 1.1$ à potência de $2$ .

$3.721 + 1.922 + 1.21 \cdot 0.3 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.12

Multiplique $1.21$ por $0.3$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + {(11 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.13

Multiplique $- 1$ por $9.1$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + {(11 - 9.1)}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.14

Subtraia $9.1$ de $11$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + {1.9}^{2} \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.15

Eleve $1.9$ à potência de $2$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 3.61 \cdot 0.2 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.16

Multiplique $3.61$ por $0.2$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 0.722 + {(15 - (9.1))}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.17

Multiplique $- 1$ por $9.1$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 0.722 + {(15 - 9.1)}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.18

Subtraia $9.1$ de $15$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 0.722 + {5.9}^{2} \cdot 0.2$

Etapa 7.1.19

Eleve $5.9$ à potência de $2$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 0.722 + 34.81 \cdot 0.2$

Etapa 7.1.20

Multiplique $34.81$ por $0.2$ .

$3.721 + 1.922 + 0.363 + 0.722 + 6.962$

Etapa 7.2

Simplifique somando os números.

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Etapa 7.2.1

Some $3.721$ e $1.922$ .

$5.643 + 0.363 + 0.722 + 6.962$

Etapa 7.2.2

Some $5.643$ e $0.363$ .

$6.006 + 0.722 + 6.962$

Etapa 7.2.3

Some $6.006$ e $0.722$ .

$6.728 + 6.962$

Etapa 7.2.4

Some $6.728$ e $6.962$ .

$13.69$

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