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PROBLEMAS DE PROBABILIDAD 1. Se realiza el siguiente experimento aleatorio: Se introducen en una urna 4 bolas numeradas del 3 al 6, y se saca una bola al azar. A continuación, se tira un dado, y se suman los resultados. Se pide: a) Calcular todos los casos posibles y definir el Espacio muestral E. b) Definir el suceso B:” el resultado es primo” y calcular su probabilidad c) Definir el suceso A: “Sale múltiplo de 5” y calcular su probabilidad d) Definir el suceso C: A ∪ B (primo ó múltiplo de 5) y calcular su probabilidad e) Definir el suceso contrario de C: Cc y calcular su probabilidad. € SOLUCIÓN En primer lugar, dado que se trata de un experimento aleatorio compuesto, vamos a definir en una tabla los resultados de cada uno de los experimentos (urna y dado) y los cruzaremos, en este caso, sumando los resultados: 1 2 3 4 5 6 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10 11 6 7 8 9 10 11 12 Ahora, con esta tabla iremos contestando todos los apartados: a ) Los casos posibles son 24, aunque como se repiten algunos, se queda reducido a 9. El espacio muestral es E: {4,5,6,7,8,9,10,11,12} b) Definimos B, eligiendo del espacio muestral, los primos: B = {5,7,11} Para calcular su probabilidad, utilizamos la regla de Laplace, pero para ello hay que € contar en la tabla, donde están los 24 casos posibles (cada celda tiene la misma probabilidad que las demás) así: Casos Favorables N º de 5,7y11 en € la tabla 8 1 P ( B) = = = = Casos Posibles N º de celdas en la tabla 24 3 que multiplicado por 100 para expresarlo en porcentaje es 33,3% c) Ahora hacemos lo mismo que antes pero elegimos los múltiplos de 5. € 5 A= {5,10} P ( A) = multiplicamos por 100 y obtenemos la probabilidad en 24 porcentaje: 20,83% d) La unión de dos sucesos es otro suceso que tiene los elementos de ambos: € € C = A ∪ B = {5,7,10,11} y su probabilidad se calcula igual, contando los 5,7,10 y 11 que hay en la tabla y dividiéndolo entre las 24 celdas que hay: 11 P (C ) = en porcentaje: P(C) = 45,83% 24 € € e) El suceso contrario a uno dado es un suceso formado por todos los casos que no están en él, en este caso todos los resultados distintos de 5,7, 10 y 11, así: C c = {4,6,8,9,12} y su probabilidad se puede calcular de dos formas diferentes, aplicando la regla de Laplace y contando en la tabla los 4, 6, 8, 9 y 12 que hay , que son 13 y dividirlo por 24. Como ante, o podemos observar que por ser el suceso contrario a C, su probabilidad será 100‐ P(C), ya que ambas tienen que sumar 100%. € Así: P(C)= 100‐45,83=54,16% 2. Realizamos un determinado experimento aleatorio, y definimos dos sucesos A y B tal que A=Bc, es decir, son contrarios. Si sabemos que la probabilidad de A es 34 % ¿Cuál es la probabilidad de B? SOLUCIÓN: P(B) =100‐P(A) = 100‐34 =66% 3. Esta mañana el hombre del tiempo ha dicho que la probabilidad de lluvia hoy es del 35 %. En base a esa afirmación, ¿Cuál es la probabilidad de que no llueva hoy? 4. Tiramos dos monedas, ¿cuál es la probabilidad de que salga lo mismo en las dos monedas? ¿Y la probabilidad de que salgan dos caras? SOLUCIÓN: C X C C,C C,X X X,C X,X 2 1 “Lo Mismo en las dos”: {(C,C ), ( X, X )} P(Lo mismo)= = que es un 50% 4 2 1 “dos caras”: {(C,C )} P(dos caras)= que es un 25% 4 € € 5. Tenemos una urna llena de bolas de tres colores diferentes, azul, rojo y verde, pero no sabemos cuantas hay. Consideramos el experimento aleatorio € € consistente en sacar una bola y observar el color que sale. Como no sé cuántas bolas hay de cada color, estimaré la probabilidad realizando el experimento aleatorio 100 veces, obteniendo los resultados siguientes: Sale verde 45 veces, sale rojo 31 veces y sale azul 24 veces. a) Estima las probabilidades de los tres casos posibles utilizando esta experiencia b) Volvemos a realizar el experimento 100 veces más, obteniendo en total (las 200 veces) 78 veces verde, 68 veces rojo y 54 veces azul. ¿cuál sería ahora la estimación de las probabilidades? c) de las dos estimaciones, ¿con cuál nos quedaríamos y por qué? € € € SOLUCIÓN: a) En esta caso, la probabilidad no se puede calcular, pero la estimaremos con las frecuencias relativas: Fi FRi % Verde 78 39/100 39% Rojo 68 17/50 34% Azul 54 27/100 27% Totales 200 1 100 Así, Diremos P(Verde)= 45%; P (Rojo)= 31% y P(Azul)=24% b) Ahora la tabla de frecuencias es la siguiente: Fi FRi % Verde 45 9/20 45% Rojo 31 31/100 31% Azul 24 6/25 24% Totales 100 1 100 Así, la estimación ahora es: P(verde)=39%; P(Rojo)=34% y P(Azul) =27% c) Nos quedamos con la segunda porque hemos realizado el experimento más veces, y la Ley de los Grandes números nos indica que cuantas más veces mejor es la estimación. 6. Realizamos el experimento aleatorio siguiente: “Tiramos dos dados y multiplicamos los resultados de ambos dados” Se pide: a) Calcular todos los casos posibles y definir el Espacio muestral E. b) Definir el suceso B:” el resultado es mayor de 20” y calcular su probabilidad c) Definir el suceso A: “Sale múltiplo de 6” y calcular su probabilidad d) Definir el suceso C: A ∩ B (mayor de 20 y múltiplo de 6) y calcular su probabilidad e) Definir el suceso contrario de C: Cc y calcular su probabilidad. € RESPUESTAS: a) 36 casos posibles que se quedan en 18 porque se repiten resultados, el espacio muestral es E= {1,2,3,4,5,6,8,9,10,12,15,16,18,20,24,25,30,36} b) B: {24,25,30,36} P(B)= 16,6% c) A: {6,12,18,24,30,36} P(A)= 41,6% d) C: {24,30,36€} P(C)= 13,8% e)P(Cc) =86,1% 7. En una urna metemos 20 bolas numeradas con los 10 primeros números impares. De manera que repetimos cada uno dos veces (dos bolas con el 1, dos bolas con el 3, dos bolas con el 5, etc,…hasta dos bolas con el 19) A continuación introducimos10 bolas más con los 10 primeros pares (esta vez sólo una bola por cada número) De manera que al final nos quedan 30 bolas en la urna y 20 números (ya que los impares están repetidos). Si realizamos el experimento aleatorio “Sacar una bola y observar el número que sale”, se pide: a) Calcular todos los casos posibles y definir el Espacio muestral E. b) Definir el suceso B:” el número es par” y calcular su probabilidad c) Definir el suceso A: “el número es impar” y calcular su probabilidad d) Definir el suceso C: “El número es múltiplo de 3” y calcular su probabilidad e) Definir el suceso D=AUC y calcular su probabilidad SOLUCIÓN: a) los casos posibles son 30, que se quedan en 20 ya que hay 10 repetidos (los impares). El espacio muestral es E: {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20} b)B: {2,4,6,8,10,12,14,16,18,20} y su probabilidad se calcula considerando las 30 bolas, de 10 1 ellas sólo 10 son números pares, así que la probabilidad es : P(B) = = → 33,3% 30 3 € c) A: {1,3,5,7,9,11,13,15,17,19} y su probabilidad se calcula considerando las 30 bolas, de € ellas, 20 son impares ya que cada número impar está repetido así, la probabilidad es 20 2 € P(A) = = → 66,6% 30 3 € d) C: {3,6,9,12,15,18} y para su probabilidad hay que tener en cuanta que los impares están dos veces, así que los casos favorables serán 3 (6, 12 y 18) + 6 ( 2 treses, 2 nueves y 2 quinces) = 9 por lo que en la regla de Laplace, pondremos 9 en el numerador. € 9 3 = → 30% € P(C)= 30 10 e) El suceso D = A ∪ C es el suceso formado por los elementos de A y de C, es decir los que o son impares o son múltiplos de 3: D= {1,3,5,6,7,9,11,12,13,15,17,18,19} para calcular su probabilidad, hay que contar dos € veces cada impar, en D vemos que hay 3 pares (6,12 y 18) que sólo están una vez cada € uno en la urna ( 3 casos favorables) , y 10 impares, que en la urna están dos veces cada uno, (20 casos favorables). Por lo tanto hay en total 23 casos favorables. Por lo tanto: € 23 P(D)= → 76,6% 30 €