Matemática discreta Exemplos

Enncontre a Variância table[[x,P(x)],[2,2/10],[3,3/10],[5,5/10]]
xP(x)221033105510xP(x)221033105510
Etapa 1
Prove que a tabela em questão satisfaz as duas propriedades necessárias para uma distribuição de probabilidade.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1
Uma variável aleatória discreta xx usa um conjunto de valores separados (como 00, 11, 22 ...). Sua distribuição de probabilidade atribui uma probabilidade P(x)P(x) para cada valor possível xx. Para cada xx, a probabilidade P(x)P(x) está entre 00 e 11, inclusive, e a soma das probabilidades para todos os valores possíveis de xx é igual a 11.
1. Para cada xx, 0P(x)10P(x)1.
2. P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1.
Etapa 1.2
210210 está entre 00 e 11, inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.
210210 está entre 00 e 11, inclusive
Etapa 1.3
310310 está entre 00 e 11, inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.
310310 está entre 00 e 11, inclusive
Etapa 1.4
510510 está entre 00 e 11, inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.
510510 está entre 00 e 11, inclusive
Etapa 1.5
Para cada xx, a probabilidade P(x)P(x) está entre 00 e 11, inclusive, o que corresponde à primeira propriedade da distribuição de probabilidade.
0P(x)10P(x)1 para todos os valores x
Etapa 1.6
Encontre a soma das probabilidades para todos os valores possíveis de xx.
210+310+510210+310+510
Etapa 1.7
A soma das probabilidades de todos os valores possíveis de xx é 210+310+510=1210+310+510=1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.7.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
2+3+5102+3+510
Etapa 1.7.2
Simplifique a expressão.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.7.2.1
Some 22 e 33.
5+5105+510
Etapa 1.7.2.2
Some 55 e 55.
10101010
Etapa 1.7.2.3
Divida 1010 por 1010.
11
11
11
Etapa 1.8
Para cada xx, a probabilidade de P(x)P(x) está entre 00 e 11, inclusive. Além disso, a soma das probabilidades de todos os xx possíveis é igual a 11, 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: 0P(x)10P(x)1 para todos os valores xx
Propriedade 2: 210+310+510=1210+310+510=1
A tabela satisfaz as duas propriedades de uma distribuição de probabilidade:
Propriedade 1: 0P(x)10P(x)1 para todos os valores xx
Propriedade 2: 210+310+510=1210+310+510=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=2210+3310+5510u=2210+3310+5510
Etapa 3
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.1
Cancele o fator comum de 22.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.1.1
Fatore 22 de 1010.
u=222(5)+3310+5510u=222(5)+3310+5510
Etapa 3.1.2
Cancele o fator comum.
u=2225+3310+5510
Etapa 3.1.3
Reescreva a expressão.
u=25+3310+5510
u=25+3310+5510
Etapa 3.2
Multiplique 3(310).
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.2.1
Combine 3 e 310.
u=25+3310+5510
Etapa 3.2.2
Multiplique 3 por 3.
u=25+910+5510
u=25+910+5510
Etapa 3.3
Cancele o fator comum de 5.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.3.1
Fatore 5 de 10.
u=25+910+555(2)
Etapa 3.3.2
Cancele o fator comum.
u=25+910+5552
Etapa 3.3.3
Reescreva a expressão.
u=25+910+52
u=25+910+52
u=25+910+52
Etapa 4
Encontre o denominador comum.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.1
Multiplique 25 por 22.
u=2522+910+52
Etapa 4.2
Multiplique 25 por 22.
u=2252+910+52
Etapa 4.3
Multiplique 52 por 55.
u=2252+910+5255
Etapa 4.4
Multiplique 52 por 55.
u=2252+910+5525
Etapa 4.5
Reordene os fatores de 52.
u=2225+910+5525
Etapa 4.6
Multiplique 2 por 5.
u=2210+910+5525
Etapa 4.7
Multiplique 2 por 5.
u=2210+910+5510
u=2210+910+5510
Etapa 5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
u=22+9+5510
Etapa 6
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1
Multiplique 2 por 2.
u=4+9+5510
Etapa 6.2
Multiplique 5 por 5.
u=4+9+2510
u=4+9+2510
Etapa 7
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.1
Some 4 e 9.
u=13+2510
Etapa 7.2
Some 13 e 25.
u=3810
Etapa 7.3
Cancele o fator comum de 38 e 10.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.1
Fatore 2 de 38.
u=2(19)10
Etapa 7.3.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.3.2.1
Fatore 2 de 10.
u=21925
Etapa 7.3.2.2
Cancele o fator comum.
u=21925
Etapa 7.3.2.3
Reescreva a expressão.
u=195
u=195
u=195
u=195
Etapa 8
A variância de uma distribuição é a medida da dispersão e é igual ao quadrado do desvio padrão.
s2=(x-u)2(P(x))
Etapa 9
Preencha os valores conhecidos.
(2-(195))2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10
Simplifique a expressão.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.1
Para escrever 2 como fração com um denominador comum, multiplique por 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.2
Combine 2 e 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
(25-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.4
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.4.1
Multiplique 2 por 5.
(10-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.4.2
Subtraia 19 de 10.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.6
Use a regra da multiplicação de potências (ab)n=anbn para distribuir o expoente.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.6.1
Aplique a regra do produto a -95.
(-1)2(95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.6.2
Aplique a regra do produto a 95.
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.7
Eleve -1 à potência de 2.
19252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.8
Multiplique 9252 por 1.
9252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.9
Combine.
9225210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.10
Cancele o fator comum de 2 e 10.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.10.1
Fatore 2 de 922.
2925210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.10.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.10.2.1
Fatore 2 de 5210.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.10.2.2
Cancele o fator comum.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.10.2.3
Reescreva a expressão.
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.11
Multiplique 52 por 5 somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.11.1
Multiplique 52 por 5.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.11.1.1
Eleve 5 à potência de 1.
925251+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.11.1.2
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+n para combinar expoentes.
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.11.2
Some 2 e 1.
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.12
Eleve 9 à potência de 2.
8153+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.13
Eleve 5 à potência de 3.
81125+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.14
Para escrever 3 como fração com um denominador comum, multiplique por 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.15
Combine 3 e 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.16
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
81125+(35-195)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.17
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.17.1
Multiplique 3 por 5.
81125+(15-195)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.17.2
Subtraia 19 de 15.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.18
Mova o número negativo para a frente da fração.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.19
Use a regra da multiplicação de potências (ab)n=anbn para distribuir o expoente.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.19.1
Aplique a regra do produto a -45.
81125+(-1)2(45)2310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.19.2
Aplique a regra do produto a 45.
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.20
Eleve -1 à potência de 2.
81125+14252310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.21
Multiplique 4252 por 1.
81125+4252310+(5-(195))2510
Etapa 10.1.22
Combine.
81125+4235210+(5-(195))2510
Etapa 10.1.23
Eleve 4 à potência de 2.
81125+1635210+(5-(195))2510
Etapa 10.1.24
Eleve 5 à potência de 2.
81125+1632510+(5-(195))2510
Etapa 10.1.25
Multiplique 16 por 3.
81125+482510+(5-(195))2510
Etapa 10.1.26
Multiplique 25 por 10.
81125+48250+(5-(195))2510
Etapa 10.1.27
Cancele o fator comum de 48 e 250.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.27.1
Fatore 2 de 48.
81125+2(24)250+(5-(195))2510
Etapa 10.1.27.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.27.2.1
Fatore 2 de 250.
81125+2242125+(5-(195))2510
Etapa 10.1.27.2.2
Cancele o fator comum.
81125+2242125+(5-(195))2510
Etapa 10.1.27.2.3
Reescreva a expressão.
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
Etapa 10.1.28
Para escrever 5 como fração com um denominador comum, multiplique por 55.
81125+24125+(555-195)2510
Etapa 10.1.29
Combine 5 e 55.
81125+24125+(555-195)2510
Etapa 10.1.30
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
81125+24125+(55-195)2510
Etapa 10.1.31
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.31.1
Multiplique 5 por 5.
81125+24125+(25-195)2510
Etapa 10.1.31.2
Subtraia 19 de 25.
81125+24125+(65)2510
81125+24125+(65)2510
Etapa 10.1.32
Aplique a regra do produto a 65.
81125+24125+6252510
Etapa 10.1.33
Combine.
81125+24125+6255210
Etapa 10.1.34
Cancele o fator comum de 5 e 52.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.34.1
Fatore 5 de 625.
81125+24125+5625210
Etapa 10.1.34.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.34.2.1
Fatore 5 de 5210.
81125+24125+5625(510)
Etapa 10.1.34.2.2
Cancele o fator comum.
81125+24125+5625(510)
Etapa 10.1.34.2.3
Reescreva a expressão.
81125+24125+62510
81125+24125+62510
81125+24125+62510
Etapa 10.1.35
Eleve 6 à potência de 2.
81125+24125+36510
Etapa 10.1.36
Multiplique 5 por 10.
81125+24125+3650
Etapa 10.1.37
Cancele o fator comum de 36 e 50.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.37.1
Fatore 2 de 36.
81125+24125+2(18)50
Etapa 10.1.37.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.37.2.1
Fatore 2 de 50.
81125+24125+218225
Etapa 10.1.37.2.2
Cancele o fator comum.
81125+24125+218225
Etapa 10.1.37.2.3
Reescreva a expressão.
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
Etapa 10.2
Simplifique os termos.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.2.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
81+24125+1825
Etapa 10.2.2
Some 81 e 24.
105125+1825
Etapa 10.2.3
Cancele o fator comum de 105 e 125.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.2.3.1
Fatore 5 de 105.
5(21)125+1825
Etapa 10.2.3.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.2.3.2.1
Fatore 5 de 125.
521525+1825
Etapa 10.2.3.2.2
Cancele o fator comum.
521525+1825
Etapa 10.2.3.2.3
Reescreva a expressão.
2125+1825
2125+1825
2125+1825
Etapa 10.2.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
21+1825
Etapa 10.2.5
Some 21 e 18.
3925
3925
3925
 [x2  12  π  xdx ]