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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA DPTO DE ESTADÍSTICA Y ECONOMETRÍA TALLER DE VARIABLES ALEATORIAS DISCRETAS Y CONTINUAS 1.- Un experimento consiste en lanzar 2 dados y observar los números en las caras superiores. Se definen las siguientes variables aleatorias: X : Suma de los números que aparecen en las caras superiores Y : Diferencia (en valor absoluto) entre los números que aparecen en las caras superiores W : Mínimo valor entre los números que aparecen en las caras superiores. Para cada una de ellas se pide construir la función de cuantía de probabilidad. 2.- Una empresa computacional fabrica “ C.D.” de alta calidad para computadores. Según el departamento de control de calidad de la empresa, el número de fallas superficiales producidas en los discos durante el proceso de fabricación corresponde a una variable aleatoria X cuya distribución de probabilidades es: x 0 1 2 3 4 p(x) 0.37 0.37 0.16 0.09 0.01 2.1 ¿Cuál es la probabilidad que el número de fallas de un disco elegido al azar supere la cantidad esperada? 2.2 Si el disco tiene una o dos fallas, el costo de reparación es de $60. Si tiene 3 ó 4 fallas, el costo de reparación es de $100. Si se han detectado 4000 unidades que presentan fallas ¿Cuál es el costo esperado que se incurre en la 3.- La empresa de soporte informático INFOTEC dispone de la siguiente función de cuantía que modela la cantidad de clientes que solicitan asesorías cada semana. f(x)=P(X=x) = 0 10 x ... 4,3,2,1 lot x = 3.1 ¿Cuál es la probabilidad que en una semana los clientes soliciten 2 o más asesorías? 3.2 ¿Cuál es la probabilidad que en una semana los clientes soliciten más de una asesoría? 3.3 ¿Qué cantidad de asesorías se espera realizar en una semana? 3.4 ¿Qué probabilidad existe que en una semana no se soliciten 4 asesorías? 3.5 La empresa tiene una tarifa de 7 UF por asesoría más IVA ¿Cuál es la cantidad de dinero mensual que se espera recaudar por este concepto? 3.6 Encuentre el valor esperado de la variable Y si se sabe que Y = (X-1)(X+1) 4.- El número de unidades defectuosas que se elaboran diariamente en una empresa es una variable aleatoria discreta “D” cuya función de cuantía es: ≤≤ − = ..0 0 16 3 )( co nd d df 4.1 ¿Cuál es el máximo valor de la variable D? 4.2 ¿Cuál es la probabilidad que durante un día se elabore una cantidad inferior a la cantidad máxima de defectuosos? 4.3 Encontrar la probabilidad que durante un día la cantidad de defectuosos sobrepase lo esperado. 4.4 Si el costo de reparación C viene dada por C = d , encuentre el costo esperado de reparación con su respectiva desviación estándar. 5.- Sea D la variable aleatoria discreta que describe la diferencia entre el numero de computadores marca X que se venden diariamente respecto de los computadores marca Y. La función de cuantía queda definida por: p(d) = 34 12 +d ; -3 ≤ d ≤3 5.1 Encuentre la probabilidad que en un día se venda igual cantidad de computadores marca X e Y. 5.2 Encuentre la probabilidad que en un día, la cantidad de computadores marca X que se vendan difiera de la cantidad de computadores marca Y. 5.3 El precio de venta de un computador X es de 600 mil pesos y de 700 mil pesos para un computador Y. Si entre ambos modelos de computadores, la venta esperada total es de 5 millones doscientos mil pesos ¿Cuántas unidades de cada tipo se espera vender diariamente? 6.- La variable aleatoria X cuenta el número de operarios que diariamente faltan al trabajo la que de acuerdo a información histórica se puede representar aproximadamente por la siguiente función de cuantía: = =−⋅ = ..0 24.0 4,3,1,02 15 2 )( co x xx xf 6.1 Al seleccionar dos días ¿Cuál es la probabilidad que uno de ellos falten 2 operarios y el otro día falten 4? 6.2 Hallar la probabilidad que durante un día falle al menos un operario. 6.3 La producción total de artículos que elabora la empresa en un día viene dada por la expresión: 1 6000 )( + = x xN . Si el costo unitario de producción es de $2000, determine el costo total esperado para un día de producción: 7.- Él numero diario de personas que solicitan atención de urgencia innecesaria, en el servicio de urgencia de un cierto hospital es una variable aleatoria con la siguiente función de probabilidad: xi 0 1 2 3 4 5 P(xi) 0,02 0,2 p 2p 0,1 0,05 7.1 ¿Cuál es la probabilidad de que un día cualquiera el numero de personas que soliciten atención de urgencia innecesaria sea como máximo 3? 7.2 ¿Cuál es la esperanza o promedio de atenciones de urgencia innecesarias que tiene este hospital en una semana (7 días)? 8.- El número de clientes que llega a repactar sus deudas diariamente a la empresa de agua potable, es una variable aleatoria X cuya función de cuantía es: X 5 7 10 12 15 20 f(x) 0.03 0.17 2k+0.01 0.35 k 0.08 8.1 ¿Cuál es la probabilidad que en un día elegido al azar lleguen a repactar su deuda más de 8 clientes, pero menos de 16? 8.2 Si la recaudación total está dada por la función R=10.000 + X + 12X2, determine la recaudación total que se espera recibir en un día. 9.- Suponga que un equipo electrónico tiene 4 microchip. La distribución de probabilidades para el número de ellos que fallan durante dos años está definida por la siguiente función de cuantía: 4 3, 2, 1, 0, 9 2-x-3 )( == xxf 9.1 ¿Cuál es la probabilidad que en un equipo electrónico elegido al azar, 3 microchip presenten fallas en un período de 2 años? 9.2 ¿Cuál es la probabilidad que fallen al menos dos microchip? 9.3 ¿Cuál es la probabilidad que fallen a lo más dos microchip? 9.4 Si se sabe que en el equipo electrónico han fallado microchip ¿Cuál es la probabilidad que sean 2? 9.5 ¿Cuántos microchip se espera que fallen en un período de dos años? 9.6 Si el coeficiente de variación de una variable es inferior a 15% se dice que la variable es altamente homogénea. ¿Es esta variable altamente homogénea? 9.7 Si se eligen al azar tres equipos electrónicos ¿Cuál es la probabilidad que en los tres equipos fallen dos microchip? 9.8 Obtenga el valor esperado de la variable aleatoria Y definida por Y = 2 + X + X2 10.- El número de alumnos que diariamente falta a clases en un curso determinado es una variable aleatoria X cuya función de cuantía está definida por: 10 5 )( x xf −= 4,3,2,1=x 10.1 ¿Cuál es la probabilidad que falte a clases más de un alumno? 10.2 Si se sabe que en el curso hay más de un alumno ausente ¿Cuál es la probabilidad que estos sean menos de 4? 10.3 Suponga que el curso tiene 45 alumnos y que por concepto de subvención el colegio recibe $1.400 por alumno que asiste a clases. ¿Cuál es la cantidad mensual esperada y la desviación estándar que recibe el colegio por este curso si durante el mes se trabaja 21 días? 11.- El encargado de soporte de una compañía ha elaborado la cantidad de equipos que semanalmente presentan algún tipo de falla en su disco duro. De acuerdo a lo observado ha construido la siguiente función de cuantía: − = 0 16 29 )( x xp ... coc cuando 41 ≤≤ x 11.1 ¿Cuál es la cantidad esperada de equipos que semanalmente presentan fallas en su disco duro? 11.2 Cada equipo con fallas se repara inmediatamente con un costo de $ 25.000 más una cantidad constante de $ 12.000. Determine el costo esperado que semanalmente incurre la empresa por concepto de reparación. 12.- El monto (en millones de dólares) de las 2500 transacciones realizadas durante el mes de Junio por una empresa exportadora de celulosa es una variable aleatoria continua definida por la siguiente función de densidad: << = ..0 102 48)( co x x xf 12.1 De las transacciones realizadas en junio ¿Qué cantidad sobrepasan los 5 millones de dólares?12.2 Si una transacción es por menos de 5 millones de dólares, la probabilidad que sea cancelada al contado es 0.25, pero si el monto sobrepasa a 5 millones de dólares tal probabilidad es 0.15. ¿Cuál es la probabilidad que una transacción que ha sido cancelada al contado, sea por un monto superior a 5 millones? 13.- Al modelar el peso de los alumnos de 15 años de un colegio, se ha llegado a establecer la siguiente función de densidad: ≤≤= co kgxkg x xf .0 6030 63000)( 2 13.1 Un niño se considera con sobrepeso si su peso está 10 kg más sobre el promedio. ¿Qué porcentaje de alumnos de esta edad está con sobrepeso? 13.2 Si de manera independiente se selecciona al azar tres alumnos ¿Cuál es la probabilidad que cualquiera de ellos pese menos de 40 kilos? 14.- Sea X una variable aleatoria continua definida en el intervalo [0, α] con α > 0., cuya función de densidad es: ≤≤− = ..0 0 )(2 )( 2 co x x xf α α α 14.1 Verifique que f es una función de densidad 14.2 ¿Cuál es la probabilidad que X tome un valor inferior a 2 α ? 14.3 Al registrar el valor de tres observaciones de X ¿Cuál es la probabilidad que una de ellas sea inferior a 2 α ? 14.4 Suponga que un equipo electrónico tiene 4 microchip. La distribución de probabilidades 15.- El tiempo T (expresado en nanosegundos) que demora una señal en llegar a destino es una v.a.c. cuya función de densidad está por: 52 9 )2( )( 2 <<−= tttf 15.1 ¿Cuál es la probabilidad que la señal demore menos de 2.5 nanosegundos en llegar a destino? 15.2 ¿Cuál es la probabilidad que la señal demore más de 3.5 nanosegundos en llegar a destino? 15.3 ¿Cuál es la probabilidad que la señal demore entre 2.5 y 3.5 nanosegundos en llegar a destino? 15.4 ¿Cuál es el tiempo esperado que tarda la señal en llegar a destino? 15.5 ¿Cuál es la probabilidad que la señal demore un tiempo comprendido entre µ-σ y µ+σ? 15.6 La variable N está definida como N = 2T + T2 ¿Cuál es valor esperado de la variable N? 15.7 Se envían 5 señales independientes ¿Cuál es la probabilidad que dos señales demoren menos del tiempo esperado? 15.8 Un experimento de prueba consiste en enviar señales sucesivas hasta que una de demore menos de 3 nanosegundos. ¿Cuál es la probabilidad que la quinta señal enviada sea la primera que cumple la norma? 16.- Un test de conocimientos matemáticos se ha diseñado para que los alumnos logren como mínimo 100 puntos. La variable aleatoria D denota la diferencia entre el puntaje real y el puntaje mínimo establecido (expresada en cientos de puntos), cuya función de densidad está definida por: ≤≤−+= ..0 11 8 )1(3 )( 2 co d d df 16.1 ¿Qué proporción de alumnos obtiene un puntaje inferior al puntaje mínimo? 16.2 ¿Qué proporción de alumnos tiene 50 puntos más del puntaje mínimo establecido? 16.3 ¿Qué proporción de alumnos menos de 80 puntos en la prueba? 16.4 ¿Qué proporción de alumnos tiene una diferencia inferior a 20 puntos respecto del puntaje mínimo establecido? 16.5 ¿Qué proporción de alumnos obtiene una diferencia superior a la diferencia esperada? 16.6 De los alumnos que obtienen menos de 100 puntos en la prueba, un 90% proviene de hogares monoparentales, mientras que de aquellos que tienen más de 100 puntos el 52% proviene de hogares con las mismas características. Si se elige al azar un alumno de este grupo 16.6.1 ¿cuál es la probabilidad que provenga de un hogar monoparental? 16.6.2 ¿cuál es la probabilidad que su puntaje supere los 100 puntos si el alumno proviene de un hogar monoparental? 17.- Un fabricante de pilas para reloj ha modelado la vida útil de ellas (expresada en años) cuya función de densidad está definida como: tetf 5,05,0)( −⋅= 0≥t (donde T está expresada en años) 17.1 ¿Cuál es la probabilidad que una pila dure más de un año? 17.2 Si una pila ya lleva funcionando 6 meses ¿cuál es la probabilidad que dure al menos un año más? 17.3 ¿Cuál es la duración esperada de una pila? 17.4 Fabricar una pila tiene un costo de $600, la que se vende en $2500. El fabricante entrega una garantía de 6 meses, devolviendo el dinero al cliente. ¿Cuál es la utilidad esperada al vender una pila? y ¿Al vender 100 pilas? 18.- Un vendedor de seguros debe mensualmente cumplir la meta que le exige la compañía. El departamento de estudio de la compañía ha descubierto que la cantidad de dinero que se aleja de dicha cantidad (en millones de pesos) sigue un comportamiento aleatorio modelado por la siguiente función de densidad. [ ] −∈= ...0 1;1 2 3 )( 2 lot xcuando x xf 18.1 Determine la probabilidad que para un mes cualquiera, el vendedor sobrepase la meta en más de medio millón de pesos. 18.2 Si la variable mes a mes presenta comportamientos independientes, hallar la probabilidad que para los próximos cinco meses, en tan solo uno de ellos el vendedor no sobrepase la meta. 19.- Se midió el tiempo que demora un operario en terminar un producto. La variable aleatoria continua T ( en minutos ) presenta la siguiente función de densidad: 5,37 )( t tf = ; 105 ≤≤ t 19.1 Si el operario demora menos de 7 minutos en elaborar el producto se gana un premio de $ 1.500. Si demora 7 minutos o más ganará $ 1000. Encuentre la probabilidad que gane un premio de $ 1000. 19.2 El tiempo esperado óptimo que un operario debe demorar en elaborar un artículo es de 8 minutos como máximo. Señale Ud. si para este operario su tiempo esperado de elaboración se puede considerar como tal. 19.3 Si Ud. sabe que el operario lleva trabajando al menos 7 minutos en elaborar el artículo, encuentre la probabilidad que dentro de los próximos 2 minutos termine su tarea. 20.- La cantidad de combustible que compran los clientes que llegan a la estación es una variable aleatoria cuya distribución es modelada por la función de densidad: [ ] ] ] ∈− ∈ = 4.0;2.0 250 )4.0( 2.0;0 125)( 2 2 xcuando x xcuando x xf Donde x está expresada en cientos de litros 20.1 ¿Cuál es la cantidad esperada de combustible que compra un cliente? 20.2 ¿Cuál es la probabilidad que un cliente compre más de 20 litros de combustible? 20.3 Si llegan 12 clientes durante un período ¿Cuál es la probabilidad que 10 o más compren más de 20 litros de combustible? 21.- La asignación del porcentaje de crédito universitario que reciben los alumnos, se puede modelar por la siguiente función de densidad: 80 1 )( =xf 10020 ≤≤ x 21.1 ¿Cuál es el porcentaje de crédito promedio que se le asigna a los estudiantes? 21.2 ¿Cuál es la probabilidad que un estudiante elegido al azar se le asigne más de 50% de crédito? 21.3 Si un alumno señala que ha recibido más de 50% de crédito, determine la probabilidad que tal porcentaje no sobrepase el 90%. 21.4 Al elegir un estudiante al azar, determine la probabilidad que el porcentaje de crédito asignado se encuentre en un rango que va desde una desviación estándar bajo el promedio hasta una desviación estándar sobre el promedio. 21.5 La universidad conforma tres grupos de estudiantes, bajo el siguiente criterio: Los que reciben bajo 50% (grupo 1), los que reciben entre 50% y 80% (grupo 2) y los que reciben al menos 80% (grupo 3). Si se eligen al azar tres estudiantes, ¿cuál es la probabilidad de elegir uno de cada grupo?. 21.6 La universidad ha construido un indicador socioeconómico I definido por: I = x . Encuentre el valor medio del indicador
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