Um alvo é feito com uma tábua quadrada pintada de branco, com exceção de um círculo no seu centro que é pintado de preto. As regras de uma prova são definidas da seguinte forma: o atirador que acertar no centro preto ganha 18 pontos, se acertar na parte branca da tábua ganha 8 pontos e se não acertar na tábua perde 2 pontos.
a) Um atirador atira no alvo: defina formalmente o espaço dos resultados deste experimento e a variável aleatória número de pontos.
b) O desempenho do atirador pode ser assim resumido: (acertar no centro) acertar na parte branca . Calcule média e variância do número de pontos para o atirador.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um alvo quadrado com um círculo preto no centro. Quando um atirador atira nesse alvo, ele pode ganhar ou perder pontos dependendo de onde a flecha acerta. A matéria envolvida aqui é Probabilidade e Estatística, especificamente sobre definição de espaço amostral e variáveis aleatórias, além de cálculo de média e variância de uma variável aleatória discreta. Vamos precisar entender como definir todas as possíveis situações do experimento e depois aplicar fórmulas de média e variância para calcular os valores pedidinhos.

Passo 2

Vamos resolver a parte a). Primeiro, precisamos definir formalmente o espaço amostral desse experimento. O espaço amostral é o conjunto de todos os possíveis resultados que podem acontecer quando o atirador dispara.
Aqui, temos três possibilidades:
  1. Acertar o centro preto: o atirador ganha 18 pontos.
  2. Acertar a parte branca: o atirador ganha 8 pontos.
  3. Errar o alvo: o atirador perde 2 pontos.
Então, o espaço amostral (S) é:
Agora, definimos a variável aleat��ria como o número de pontos que o atirador ganha ou perde. Assim, atribuímos valores a cada elemento do espaço amostral:
  • Se acertar o centro preto:
  • Se acertar a parte branca:
  • Se errar o alvo:
Então, a variável aleatória é descrita por:

Passo 3

Agora, vamos para a parte b). Aqui, temos as probabilidades de cada resultado:
  • Probabilidade de acertar o centro preto:
  • Probabilidade de acertar a parte branca:
  • Como essas probabilidades somam 0.9, a probabilidade de errar o alvo é , ou seja,
Agora, para calcular a média (ou valor esperado) de , usamos a fórmula:
Aplicando os valores:
Então, a média de pontos é 9.
Para calcular a variância de , usamos a fórmula:
Primeiro, calculamos :
Agora, temos:

Resposta

a) O espaço amostral é e a variável aleatória está definida por:
b) A média do número de pontos é 9 e a variância é 29.

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