Probabilidade: Noções básicas, conceito e exercícios

A probabilidade é uma ferramenta fundamental no entendimento de fenômenos incertos e processos aleatórios, e está presente nos mais diversos níveis de ensino, concursos e vestibulares, desempenhando um papel crucial no desenvolvimento de certas áreas das exatas e até mesmo das ciências humanas. Nesse artigo irei abordar conceitos básicos da probabilidade, me limitando ao conteúdo estudado no ensino fundamental.

O Que é Probabilidade?

É um ramo da matemática que lida com a análise de eventos aleatórios (acontecimentos que não terão sempre o mesmo resultado). É uma medida que quantifica a chance de algo acontecer. O resultado que podemos obter ao calcular a probabilidade é um número entre 0 e 1, onde 0 nos indica que é impossível que a situação estudada ocorra, e 1 indica a certeza de que o evento ocorrerá.

Como Calcular a Probabilidade Simples?

Para calcular a probabilidade de um evento simples acontecer, utilizamos a seguinte equação:
P(E)=Número de resultados favoráveisNúmero total de resultados possíveis=n(E)n(T)
Os resultados favoráveis (n(E)) são o número de vezes que o que queremos que aconteça, de fato aconteça, já o total de resultados (n(T)), se refere a todas as possibilidades possíveis. Por exemplo, se queremos lançar uma moeda e tirar cara, temos a chance de uma (caso favorável, ou seja, sair cara) em duas vezes que lançarmos a moeda de tirarmos cara, como podemos comprovar utilizando a equação:
P(E)=n(E)n(T)=Face da moeda com a caraNúmero de faces da moeda=12=0,5
Traçando um paralelo com a porcentagem, se 0 na probabilidade representa um evento que tem 0% de chance de ocorrer, e 1 indica que é certeza dessa situação acontecer (o equivalente à 100% de chance), podemos transformar 0,5 seria o equivalente à 50% de chance.

O Que é Espaço Amostral?

Também conhecido como “total de resultados possíveis”, o espaço amostral é o conjunto de todos os casos possíveis de um experimento aleatório. Representado pela letra S, cada resultado dentro desse espaço é chamado de elemento ou ponto amostral. Podemos dizer que esse é o nome formal daquela quantidade que colocamos no denominador ao calcularmos a probabilidade, com uma sutil diferença, pois ao definirmos o espaço amostral, estamos interessados em identificar os casos, não só sabermos o total. Ao lançarmos um dado de seis lados, por exemplo, o espaço amostral é S={1,2,3,4,5,6}, que corresponde a todas as faces que podem vir a ficarem viradas para cima quando o dado parar de se mover.

O Que é um Evento e Suas Classificações

Por vezes é comum que o aluno confunda o conceito de “evento” com “caso favorável”, pois há uma diferença sutil entre eles. Um evento é um conjunto formado pelas situações que queremos que aconteça, já os casos favoráveis são a quantidade de situações que existem. Tentarei explicar de uma outra forma, suponhamos que temos um grupo de seis amigos, sendo metade deles homens e metade mulheres. Se eu quero sortear uma amiga mulher dentre eles, os casos favoráveis serão a quantidade de mulheres que há no grupo, nesse caso 3. E o evento seria o conjunto formado pelas mulheres:
E={Mulher 1, mulher 2, mulher 3}
Outro exemplo possível é o do dado de 6 faces, pois caso queiramos que ao jogá-lo caia uma face que tenha um número par, podemos considerar que o conjunto evento será formado pelas faces com os números 2, 4 e 6, já os casos favoráveis serão 3, ou seja, a quantidade de situações em que nossa condição será satisfeita (em outras palavras, será a quantidade de elementos do conjunto evento). Há dois principais tipos de eventos que valem à pena ser mencionados, coisa que farei nos tópicos a seguir.

Evento garantido ou certo:

Um evento garantido é aquele que sempre ocorrerá, portanto ao calcularmos a probabilidade dele acontecer, teremos o valor 1 como resultado. No lançamento de um dado, um evento garantido seria “obter um número menor que 7”, já que todos os resultados possíveis (de 1 a 6) estão abaixo de 7.

Evento impossível:

Como o próprio nome sugere, esse é o evento que nunca ocorrerá, com probabilidade igual à 0. Se me permite utilizar novamente o exemplo do lançamento de um dado, um evento impossível seria “obter um 7”, pois não há 7 no espaço amostral de um dado normal (por dado normal me refiro a um dado de 6 faces).

Níveis de estudo da probabilidade

O estudo da probabilidade pode ser dividido em vários níveis:

Probabilidade Elementar/Empírica: Conceitos básicos e cálculo direto;

Probabilidade Combinatória: É utilizada a análise combinatória para calcular probabilidades mais complexas;

Probabilidade Avançada/Teórica: Aborda teorias probabilísticas como a Teoria da Medida e o Teorema de Bayes. que são conceitos avançados vistos apenas no ensino superior ou em pós-graduações.

Exercícios resolvidos de probabilidade

1. Ao lançar um dado de seis faces, qual é a probabilidade de sair um número maior que 4?

 

A primeira coisa que podemos fazer é identificar os casos favoráveis, os números maiores que 4 são 5 e 6. Isso significa que o número de casos favoráveis é 2. O segundo passo é definir o espaço amostral ou o número total de casos possíveis, como a questão é mais simples, podemos definir o total de casos facilmente. Já que o dado tem 6 faces (e levando em consideração que o dado é honesto, ou seja, qualquer face tem a mesma chance de ficar virada para cima), o número total de possibilidades são 6. Agora nos resta aplicar a equação:
P(Face>4)=Número de resultados favoráveisNúmero total de resultados possíveis=26=13
Isso nos indica que a cada três vezes que jogarmos o dado, pelo menos uma delas talvez resulte em um número maior que 4.

2. Se retirarmos uma carta de um baralho padrão de 52 cartas, qual é a probabilidade de a carta ser um Ás?

Em um baralho comum, há 52 cartas, sendo 4 delas ases, portanto, nossos casos favoráveis são 4 e nossa quantidade total é 52.
P(Ás)=Número de AsesNúmero total de cartas=452=113

3. Em uma urna, existem 3 bolas vermelhas, 2 bolas azuis e 5 bolas verdes. Uma bola é retirada aleatoriamente da urna. Qual é a probabilidade de que a bola retirada seja vermelha ou verde?

Nossos casos favoráveis serão a soma da quantidade de bolas vermelhas e verdes, pois contanto que tiremos uma bola com uma dessas cores, nossa condição já terá sido cumprida. Portanto, os casos favoráveis serão 8, enquanto o total de casos será 10:
P(vermelha ou verde)=810=45

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