Enunciado

As notas dos alunos nas provas aplicadas por certo professor têm média 74 e desvio padrão 14. Esse professor vai aplicar duas provas, uma para uma turma de 25 alunos e outra para uma turma de 64 alunos.

(a) Obtenha uma aproximação para a probabilidade de que a média das notas dos alunos na prova da turma de tamanho 25 excedi 80.

(b) Repita a letra (a) para a turma de 64 quantidade de peso (em unidades de alunos.

(c) Obtenha uma aproximação para a probabilidade de que a média das notas dos alunos na maior turma supere aquela da outra classe em 2,2 pontos.

(d) Obtenha uma aproximação para a probabilidade de que a média das notas dos alunos na menor turma supere aquela da outra classe em 2,2 pontos.

Passo 1

Salve galera estudiosa, tudo certin??

Vamos para mais um problema de Probabilidade.

Digamos que   X   -   representa a média das notas da turma de tamanho n 1 = 25 e   Y   -   representa a média das notas da turma de tamanho n 2 = 64 , ou seja:

  X   - = X 1 + X 2 + … + X 25 25         e           Y   - = Y 1 + Y 2 + … + Y 25 64  

Sendo assim, a variável aleatória X i representa a pontuação do i-ésimo aluno da classe de tamanho 25 e a variável aleatória Y j representa a pontuação do j-ésimo aluno da classe de tamanho 64.

Foi dado que

μ = E X i = E Y j = 74         e         σ 2 = V a r X i = V a r Y j = 14 2 = 196

Assim, temos que:

E   X   - =   μ = 74   ,     V a r   X   - = σ 2 n 1 = 196 25 = 7,84  

E   Y   - =   μ = 74   ,     V a r   Y   - = σ 2 n 2 = 196 64 = 3,0625

Passo 2

De acordo com o teorema do limite central temos, por definição, que:

P   X   - - μ σ n 1 ≤ a = Φ a         e       P   Y   - - μ σ n 2 ≤ a = Φ a

Assim, temos que

(a)

P   X   - > 8 0 = 1 - P   X   - ≤ 80 = 1 -   P   X   - - 74 14 5 ≤ 80 - 74 14 5  

P   X   - > 80 = 1 -   Φ 2,14 = 1 - 0,9838 = 0,0162

(b)

P   Y   - > 80 = 1 - P   Y   - ≤ 80 = 1 -   P   Y   - - 74 14 8 ≤ 80 - 74 14 8  

P   Y   - > 80 = 1 -   Φ 3 , 4 3 = 1 - 0,9 997 = 0,0 003

Passo 3

(c)

Devido a independências das variáveis X i e Y j e usando as propriedades de valor esperado e variância, temos que:

E   Y   - -   X   - = μ - μ = 0

V a r   Y   - -   X   - = σ 2 n 2 + σ 2 n 1 =   196 64 + 196 25 = 10,9025  

Usando novamente o teorema do limite central, temos:

P   Y   - -   X   - > 2,2 = 1 - P   Y   - -   X   - ≤ 2,2 = 1 -   P (   Y   - -   X   - ) - 0 10,9025 ≤ 2,2 - 0 10,9025  

P   Y   - -   X   - > 2,2 = 1 -   Φ 0 , 67 = 1 - 0 , 7486 = 0 , 2514

(d)

De modo similar, também temos que:

E   X   - -   Y   - = μ - μ = 0

V a r   X   - -   Y   - = σ 2 n 1 + σ 2 n 2 =   196 25 + 196 64 = 10,9025  

Usando novamente o teorema do limite central, temos:

P   X   - -   Y   - > 2,2 = 1 - P   X   - -   Y   - ≤ 2,2 = 1 -   P (   X   - -   Y   - ) - 0 10,9025 ≤ 2,2 - 0 10,9025  

P   X   - -   Y   - > 2,2 = 1 -   Φ 0,67 = 1 - 0,7486 = 0,2514

Resposta

(a) P   X   - > 80 = 0,0162

(b) P   Y   - > 80 = 0,0 003

(c) P   Y   - -   X   - > 2,2 = 0,2514

(d) P   X   - -   Y   - > 2,2 = 0,2514