Math Problem Statement

Um lote de 37 itens fabricados contém 17 itens defeituosos. Suponha que 10 itens são selecionados aleatoriamente do lote. Qual é a probabilidade de que 4 desses itens estão com defeito?

Solution

Para resolver esse problema, precisamos utilizar o conceito de distribuição hipergeométrica. A distribuição hipergeométrica é usada para calcular a probabilidade de um certo número de sucessos em uma amostra tirada de uma população finita sem reposição.

A fórmula da distribuição hipergeométrica é:

P(X=k)=(Dk)(NDnk)(Nn)P(X = k) = \frac{\binom{D}{k} \binom{N-D}{n-k}}{\binom{N}{n}}

Onde:

  • NN é o tamanho da população total (37 itens)
  • DD é o número de itens defeituosos na população (17 itens)
  • nn é o tamanho da amostra (10 itens)
  • kk é o número de itens defeituosos na amostra (4 itens)
  • (ab)\binom{a}{b} é o coeficiente binomial, também conhecido como "combinação", que representa o número de maneiras de escolher bb itens de um conjunto de aa itens.

Vamos calcular passo a passo.

  1. Calcular o número de maneiras de escolher 4 itens defeituosos dos 17 defeituosos: (174)=17!4!(174)!=17!4!13!=2380\binom{17}{4} = \frac{17!}{4!(17-4)!} = \frac{17!}{4! \cdot 13!} = 2380

  2. Calcular o número de maneiras de escolher 6 itens não defeituosos dos 20 itens não defeituosos (pois 37 - 17 = 20): (206)=20!6!(206)!=20!6!14!=38760\binom{20}{6} = \frac{20!}{6!(20-6)!} = \frac{20!}{6! \cdot 14!} = 38760

  3. Calcular o número de maneiras de escolher 10 itens do total de 37 itens: (3710)=37!10!(3710)!=37!10!27!=19428060890\binom{37}{10} = \frac{37!}{10!(37-10)!} = \frac{37!}{10! \cdot 27!} = 19428060890

  4. Calcular a probabilidade usando a fórmula da distribuição hipergeométrica: P(X=4)=(174)(206)(3710)=238038760194280608900.000474P(X = 4) = \frac{\binom{17}{4} \binom{20}{6}}{\binom{37}{10}} = \frac{2380 \cdot 38760}{19428060890} \approx 0.000474

Portanto, a probabilidade de que 4 dos 10 itens selecionados sejam defeituosos é aproximadamente 0.0004740.000474 ou 0.0474%0.0474\%.

Deseja mais detalhes ou tem alguma dúvida?

Aqui estão 5 perguntas para você explorar:

  1. Como calcular a probabilidade de um número diferente de itens defeituosos na amostra?
  2. Como a fórmula da distribuição hipergeométrica pode ser aplicada em outros contextos?
  3. Qual é a diferença entre distribuição hipergeométrica e distribuição binomial?
  4. Como calcular coeficientes binomiais de maneira eficiente?
  5. Em que outros tipos de problemas a distribuição hipergeométrica pode ser aplicada?

Dica: Lembre-se de que a distribuição hipergeométrica é ideal para situações em que a amostragem é feita sem reposição.

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