Matemática · 10.ª–12.ª classe
Como calcular a probabilidade de um acontecimento?
Resposta curta
Numa experiência aleatória em que todos os resultados têm a mesma hipótese de sair, a probabilidade de um acontecimento A é P(A) = casos favoráveis ÷ casos possíveis (regra de Laplace). O resultado fica sempre entre 0 e 1. Exemplo: ao lançar um dado, P(sair número par) = 3 ÷ 6 = 1/2.
Fórmula e significado de cada termo
Para usar a fórmula sem hesitar, convém dominar o vocabulário:
- Experiência aleatória: experiência cujo resultado não se prevê com certeza, embora se conheçam os resultados possíveis (lançar um dado, tirar uma bola de um saco, sortear um bilhete).
- Espaço de resultados (Ω): o conjunto de todos os resultados possíveis. No dado, Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}.
- Acontecimento (A): um conjunto de resultados que nos interessam. «Sair número par» é A = {2, 4, 6}.
- Casos possíveis: o número de elementos de Ω, escrito n(Ω).
- Casos favoráveis: o número de elementos de A, escrito n(A).
Regra de Laplace
P(A) = n(A) ÷ n(Ω) = casos favoráveis ÷ casos possíveis
Condições de aplicação
A regra de Laplace só vale quando os resultados são equiprováveis, isto é, quando todos têm a mesma hipótese de sair. Isso acontece com um dado equilibrado, uma moeda não viciada ou um sorteio justo. Não serve para a pergunta «vai chover amanhã?», porque «chover» e «não chover» não têm igual hipótese. Também exige um número finito de resultados.
Propriedades que ajudam a verificar
Propriedades úteis
0 ≤ P(A) ≤ 1 P(acontecimento certo) = 1 · P(acontecimento impossível) = 0 P(contrário de A) = 1 − P(A) P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Se A e B são incompatíveis (não podem acontecer ao mesmo tempo), então P(A ∩ B) = 0 e basta somar: P(A ∪ B) = P(A) + P(B). Para passar a percentagem, multiplique por 100: 0,25 = 25 %.
Passo a passo
- Descreva a experiência e determine os resultados possíveis. Obtém n(Ω).
- Confirme que são equiprováveis (dado equilibrado, sorteio ao acaso). Sem isto, a fórmula não é válida.
- Traduza o acontecimento para o conjunto dos resultados favoráveis e conte-os. Obtém n(A).
- Divida: P(A) = n(A) ÷ n(Ω).
- Simplifique a fração e, se o enunciado pedir, escreva também em decimal ou em percentagem.
- Verifique: o valor está entre 0 e 1? Soma 1 com a probabilidade do acontecimento contrário?
Quando os casos são demasiados para listar, conte-os com o princípio da multiplicação ou com combinações. Por exemplo, o número de maneiras de escolher 2 alunos entre 8 é C(8, 2) = 8 × 7 ÷ 2 = 28.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Um dado
Enunciado: Lança-se um dado equilibrado, com faces numeradas de 1 a 6. Qual é a probabilidade de sair um número maior do que 4?
Resolução:
- Casos possíveis: Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, logo n(Ω) = 6.
- O dado é equilibrado, por isso os resultados são equiprováveis.
- «Maior do que 4» é A = {5, 6}, logo n(A) = 2.
- P(A) = 2 ÷ 6 = 1/3.
Resposta: P(A) = 1/3 ≈ 0,333, cerca de 33,3 %. Verificação: o valor está entre 0 e 1 e o contrário («4 ou menos») tem probabilidade 4/6 = 2/3; como 1/3 + 2/3 = 1, tudo bate certo.
Exemplo 2 — Uma rifa e a união de acontecimentos
Enunciado: Os bilhetes de uma rifa estão numerados de 1 a 20 e sai um ao acaso. Qual é a probabilidade de o número ser múltiplo de 3 ou múltiplo de 5?
Resolução:
- Casos possíveis: n(Ω) = 20.
- Múltiplos de 3: A = {3, 6, 9, 12, 15, 18}, logo n(A) = 6.
- Múltiplos de 5: B = {5, 10, 15, 20}, logo n(B) = 4.
- O 15 está nos dois conjuntos: A ∩ B = {15}, com 1 elemento. Se somássemos 6 + 4, contaríamos o 15 duas vezes.
- P(A ∪ B) = 6/20 + 4/20 − 1/20 = 9/20.
Resposta: 9/20 = 0,45 = 45 %. Verificação: a união é {3, 5, 6, 9, 10, 12, 15, 18, 20}, que tem exatamente 9 elementos.
Exemplo 3 — Dois dados e o acontecimento contrário
Enunciado: Lançam-se dois dados equilibrados. Qual é a probabilidade de sair pelo menos um 6?
Resolução:
- Resultados possíveis: pares (primeiro dado, segundo dado), 6 × 6 = 36.
- Contar «pelo menos um 6» diretamente é trabalhoso. Use o contrário: «nenhum 6».
- Em cada dado há 5 faces que não são 6, logo 5 × 5 = 25 pares sem nenhum 6.
- P(nenhum 6) = 25/36.
- P(pelo menos um 6) = 1 − 25/36 = 11/36.
Resposta: 11/36 ≈ 0,306. Verificação: contando diretamente, há 6 pares com 6 no primeiro dado e 6 pares com 6 no segundo, mas o par (6, 6) foi contado duas vezes: 6 + 6 − 1 = 11 pares.
Exemplo 4 — Nível de exame: escolher uma comissão
Enunciado: Um grupo tem 5 raparigas e 3 rapazes. Escolhem-se 2 pessoas ao acaso para formar uma comissão. Qual é a probabilidade de a comissão ter um rapaz e uma rapariga?
Resolução:
- Casos possíveis: escolher 2 entre 8 pessoas, C(8, 2) = 8 × 7 ÷ 2 = 28.
- Casos favoráveis: 1 rapaz entre 3 (3 maneiras) e 1 rapariga entre 5 (5 maneiras): 3 × 5 = 15.
- P = 15/28.
Resposta: 15/28 ≈ 0,536. Verificação: as três hipóteses completam o espaço de resultados. Duas raparigas: C(5, 2) = 10; dois rapazes: C(3, 2) = 3; um de cada: 15. Como 10 + 3 + 15 = 28, as três probabilidades somam 28/28 = 1.
Erros frequentes
- Aplicar a regra de Laplace sem equiprobabilidade. «Ou ganho ou perco, logo a probabilidade é 1/2» é falso se as hipóteses forem desiguais. Pergunte sempre: todos os resultados têm a mesma hipótese?
- Contar mal os casos possíveis. Com dois dados há 36 pares, e não 11 somas possíveis (de 2 a 12): as somas não são equiprováveis, porque a soma 7 sai de 6 pares e a soma 2 só de 1.
- Somar probabilidades de acontecimentos que se sobrepõem sem subtrair P(A ∩ B), como o bilhete 15 no Exemplo 2.
- Obter uma probabilidade maior do que 1 ou negativa. É sinal de erro de contagem; recomece.
- Confundir «pelo menos um» com «exatamente um». Para «pelo menos um», quase sempre compensa calcular o contrário («nenhum») e subtrair de 1.
- Inverter a fração (casos possíveis ÷ casos favoráveis), o que dá um valor superior a 1.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Lança-se um dado equilibrado. Qual é a probabilidade de sair um número primo?
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Lembre-se de que o 1 não é primo.
Ver solução
Os números primos de 1 a 6 são 2, 3 e 5, logo n(A) = 3. Como n(Ω) = 6, P(A) = 3/6 = 1/2.
2Exercício 2
Um saco tem 5 bolas vermelhas, 3 azuis e 2 brancas. Tira-se uma bola ao acaso. Calcule a probabilidade de ser azul e a de não ser vermelha.
Ver solução
Há 5 + 3 + 2 = 10 bolas. P(azul) = 3/10 = 0,3. Não vermelha significa azul ou branca: 3 + 2 = 5 bolas, logo P = 5/10 = 1/2. Confirmação pelo contrário: P(vermelha) = 5/10 e 1 − 5/10 = 5/10.
3Exercício 3
Lançam-se dois dados equilibrados. Calcule a probabilidade de a soma ser 8 e a de a soma ser 13.
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Liste os pares (a, b) com a + b = 8. A soma máxima possível é 12.
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Os pares com soma 8 são (2, 6), (3, 5), (4, 4), (5, 3) e (6, 2): 5 pares em 36. P(soma 8) = 5/36. A soma 13 é impossível (o máximo é 6 + 6 = 12), logo P(soma 13) = 0.
4Exercício 4
Numa turma de 30 alunos, 18 gostam de futebol, 12 gostam de basquetebol e 5 gostam dos dois desportos. Escolhe-se um aluno ao acaso. Qual é a probabilidade de gostar de pelo menos um dos dois? E de não gostar de nenhum?
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Use P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B).
Ver solução
P(futebol) = 18/30, P(basquetebol) = 12/30, P(ambos) = 5/30. Então P(pelo menos um) = 18/30 + 12/30 − 5/30 = 25/30 = 5/6. O contrário («nenhum») tem probabilidade 1 − 25/30 = 5/30 = 1/6. Confirmação: 30 − 25 = 5 alunos não gostam de nenhum.
5Exercício 5
Numa turma de 20 alunos, 8 são rapazes. Escolhem-se 2 alunos ao acaso. Calcule a probabilidade de serem ambos rapazes e a de haver pelo menos uma rapariga.
Ver dica
Use combinações para os casos possíveis e o acontecimento contrário na segunda pergunta.
Ver solução
Casos possíveis: C(20, 2) = 20 × 19 ÷ 2 = 190. Casos favoráveis a dois rapazes: C(8, 2) = 8 × 7 ÷ 2 = 28. Logo P(dois rapazes) = 28/190 = 14/95 ≈ 0,147. «Pelo menos uma rapariga» é o contrário de «dois rapazes»: 1 − 14/95 = 81/95 ≈ 0,853.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre probabilidade e percentagem?
A probabilidade é um número entre 0 e 1; a percentagem é essa mesma informação multiplicada por 100. Assim, P = 0,45 corresponde a 45 %. Em enunciados de exame, responda no formato que for pedido e, se tiver dúvida, escreva a fração e a percentagem.
Posso usar a regra de Laplace em qualquer problema?
Não. Só funciona com resultados em número finito e igualmente possíveis. Para um dado viciado ou para a pergunta «vai chover amanhã?», estima-se a probabilidade pela frequência relativa, isto é, pela proporção observada num grande número de repetições.
Como verificar se o resultado está correto?
Faça três testes: o valor está entre 0 e 1; a probabilidade do acontecimento e a do seu contrário somam 1; e, quando possível, a soma das probabilidades de todas as hipóteses disjuntas dá 1, como no Exemplo 4.
Quando compensa calcular o acontecimento contrário?
Sempre que o enunciado diz «pelo menos um», «nem todos» ou «algum». Contar o que não se pretende costuma ser mais curto e evita contar duas vezes os mesmos casos.
Resumo
- A probabilidade pela regra de Laplace é casos favoráveis ÷ casos possíveis, desde que os resultados sejam equiprováveis.
- Qualquer probabilidade está entre 0 e 1; o acontecimento certo vale 1 e o impossível vale 0.
- O acontecimento contrário tem probabilidade 1 − P(A), útil nos problemas com «pelo menos um».
- Para a união de acontecimentos, subtraia a interseção: P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B).
- Quando há muitos casos, use o princípio da multiplicação e as combinações para os contar.
Onde aprofundar
- O manual de Matemática da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor. Em Portugal, consulte as Aprendizagens Essenciais da DGE.
- OpenStax, Introductory Statistics (em inglês), nos capítulos sobre probabilidade.
- Khan Academy, em português, na secção de probabilidade.
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