Existe um teste de PCR preciso e extremamente sensível para amostras de sangue, produzindo um resultado claramente positivo/negativo, mas é muito demorado e caro.
Consequentemente, todos os 5 grupos podem ser avaliados com uma média de apenas US$1.480396016 × 5 = \mathbf{7.40198008}$ testes, o que representa uma grande economia de mais de 70%!
Embora o regime que acabamos de descrever pareça muito eficiente, ele ainda pode ser melhorado consideravelmente (partindo sempre do princípio de que o teste é suficientemente sensível e que não há efeitos adversos causados pela mistura de amostras diferentes). Ex:
- Podemos começar por fazer um teste com uma mistura de todas as 25 amostras. É possível verificar que em cerca de 60,35% dos casos este teste será negativo, pelo que não serão necessários mais testes. Só serão necessários mais testes para os 39,65% restantes dos casos.
- Se sabemos que pelo menos um animal em um grupo de 5 é infectado e que os 4 primeiros testes individuais são negativos, não há necessidade de realizar um ensaio no quinto animal (sabemos que deve ser infectado).
- Podemos tentar um número diferente de grupos/um número diferente de animais em cada grupo, ajustando esses números a cada nível para que o número total esperado de testes seja minimizado.
Para simplificar a vasta gama de possibilidades, há uma restrição que impomos ao criar o esquema de testes mais econômico: sempre que começamos com uma amostra mista, todas as ovelhas que contribuem para essa amostra devem ser totalmente testadas (ou seja, é preciso chegar a um veredito sobre ela estar infectada/sem vírus) antes de começarmos a examinar qualquer outro animal.
Para o exemplo atual, ocorre que o esquema de testes mais econômico (chamamos isso de estratégia ideal) requer uma média de apenas <strong>4,155452</strong> testes!
Usando a estratégia ideal, considere $T(s, p)$ como representando o número médio de testes necessários para analisar um rebanho de $s$ ovelhas para o vírus, com a probabilidade de $p$ de o vírus estar presente em qualquer indivíduo. Assim, arredondado para seis casas decimais, $T(25, 0,02) = 4,155452$ e $T(25, 0,10) = 12,702124$.
Encontre $\sum T(10.000, p)$ para $p = 0.01, 0.02, 0.03, \ldots 0.50$. Dê sua resposta arredondada para seis casas decimais.