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CASO: B&C Electrónica Como gerente de marketing de B&C Electrónica, usted está considerando vender un nuevo modelo de televisor. En el pasado, 40% de los nuevos modelos de televisores han tenido éxito, en tanto que 60% no lo han tenido. Antes de introducir el nuevo modelo de televisor, el departamento de investigación de mercados realiza un amplio estudio y entrega un informe, ya sea favorable o desfavorable. En el pasado, 80% de los nuevos modelos de televisores que tuvieron éxito recibieron informes de investigación de mercados favorables, en tanto que 30% de los nuevos modelos de televisores que no tuvieron éxito recibieron informes favorables. Para el nuevo modelo de televisor que se está considerando vender, el departamento de investigación de mercados entregó un informe favorable, ¿cuál es la probabilidad de que el televisor tenga éxito? Aplicaciones TEOREMA DE BAYES Y PROBABILIDAD TOTAL LOGRO DE APRENDIZAJE Al término de la sesión, el estudiante resuelve ejercicios de Teorema de Bayes y Probabilidad Total, así como también distribución de variable aleatoria, función de probabilidad usando las propiedades de las desigualdades y las leyes de probabilidades, utilizando el procedimiento adecuado en el tiempo establecido. TEOREMA DE BAYES Y PROBABILIDAD TOTAL 1 1 2 2( ) ( ) ( / ) ( ) ( / ) ... ( ) ( / )n nP B P A P B A P A P B A P A P B A P(B) = P(B A1) + P(B A2) + P( B A3) + …. + P( B An) Si conocemos la probabilidad de B en cada uno de los componentes de un sistema exhaustivo y excluyente de sucesos, entonces podemos calcular la probabilidad de B como la suma: PROBABILIDAD TOTAL Ω Si conocemos la probabilidad de B en cada uno de los n componentes de un sistema exhaustivo y excluyente de sucesos, entonces… …si ocurre B, podemos calcular la probabilidad (a posteriori) de ocurrencia de cada Ai, (i = 1, 2, ... , n): P(B) ) AP(B |B) P(A ii TEOREMA DE BAYES TEOREMA DE BAYES 1 1 1 1 1 2 2 ( ) ( / ) ( / ) ( ) ( / ) ( ) ( / ) ... ( ) ( / )n n P A P B A P A B P A P B A P A P B A P A P B A El gerente de la empresa «SAGA PLUS», sabe que el 75% de los productos que exporta son para varones. De ellos el 20% son para niños. El 30% del producto de damas son para niñas. ¿Cuál es la probabilidad que al seleccionar un producto , ésta sea para niños? Producto Varones Adulto Niño Adulta Niña 0,75 0,2 0,3 0,25 0,7 0,8 Damas P(F) = P(N∩V) + P(N∩D) = P(N|V) P(V) + P(N|D) P(D) = 0,75 · 0,2 + 0,25 · 0,3 = 0,225 PROBABILIDAD TOTAL Eventos: V: Varones D: Damas N: Niños Ejemplo En el problema anterior: Se elige a un producto al azar y resulta que es para niños (niño o niña). ¿Cuál es la probabilidad que sea para damas? P(D) = 0,25; P(N) = 0,225 P(D|N) = P(N ∩ D)/P(N) = P(N|D) P(D) / P(N) P(D|N) = 0,25·0,3 / 0,225 = 0,33 TEOREMA DE BAYES Producto Varones Adulto Niño Adulta Niña 0,75 0,2 0,3 0,25 0,7 0,8 Damas Ejemplo ¿ QUÉ HEMOS APRENDIDO HASTA EL MOMENTO? DEFINIR: PROBABILIDAD TOTAL. TEOREMA DE BAYES AHORA, FRENTE AL CASO INICIAL DE “B&C ELECTRÓNICA” PODEMOS AYUDAR AL GERENTE CON SU PROBLEMA. CASO: EMPRESA ELECTRONIC S.A. Calos Antonio es dueño de la empresa Electronic S.A., que se dedica a la venta de chips para computadoras. Últimamente ha notado que existe muchos reclamos de sus clientes por fallas en los chips. Entonces toma diez chips al azar de su almacén, los analiza, y sus resultados son: W={bbbbbbbbbb, bdbbbbbbbb, …, dddddddddd} Donde: b: chip bueno, d: chip defectuoso a. Carlos Antonio no sabe mucho de estadística, pero piensa que para espacios muestrales como el anterior, cuyos puntos de muestra son grandes, debe existir un proceso más simple (que posiblemente involucre funciones matemáticas) para calcular probabilidades. ¿Qué le dirías? b. Supón, además, que Carlos esté considerando la posibilidad de comprar una póliza de seguros. x (pérdidas anuales) P(x) 0 0.93 10000 0.02 25000 0.015 30000 0.015 50000 0.01 100000 0.01 Total 1 Para ello ha hecho una evaluación de los posibles riesgos de la pérdida de su almacén debido a una catástrofe (robo, incendios, etc.) aunque las pérdidas anuales en nuevos soles se pueden deber a muchas causas, Carlos ha resumido las pérdidas anuales (x) en la siguiente tabla: c. Si Carlos va a contratar una póliza de seguros contra cualquier catástrofe para su almacén, ¿Qué valor aproximadamente le convendría pagar? Ayudemos a Carlos a encontrar este valor. VARIABLE ALEATORIA 12 Variable aleatoria Una variable aleatoria X es una función que asocia a cada suceso del espacio muestral Ω de un experimento aleatorio un valor numérico real: X: Ω IR w X(w) VARIABLE ALEATORIA (V.A.) W: El tiempo de espera para ser atendido en un banco X: La suma que aparece al lanzar un par de dados. Y: Peso de 20 animales después de 30 días de alimentarlos de la misma manera. Z: El número de errores que se encuentran en la página de un libro contable. TIPOS DE VARIABLE V.A. DISCRETA Es aquella que solo puede tomar un número finito o infinito numerable de valores. X : Ω IN V.A CONTINUA Es la que puede tomar un número infinito no numerable de valores. X : Ω IR VARIABLES ALEATORIAS Ejemplos de variables aleatorias DISCRETAS: Experimento Variable aleatoria Valores posibles V.A Llamar a cinco clientes W: Cantidad de clientes 0, 1,2,3,4,5 Inspeccionar un embarque de 40 chips X: Cantidad de chips defectuosos 0,1,2,….,40 Funcionamient o de un restaurante durante un día Y: Cantidad de clientes 0,1,2,3……. Vender un automóvil Z: Sexo Cliente 0: hombre y 1: mujer Ejemplos de variables aleatorias CONTINUAS: Experimento Variable aleatoria Valores posibles V.A Funcionamiento de un banco Tiempo en minuto, entre llegadas de clientes X>=0 Llenar una lata de bebida (máx =12.1 onzas) Cantidad de onzas 0<=x<=12.1 Proyecto para construir un biblioteca Porcentaje de terminado del proyecto 0<=x<=100 Ensayar un nuevo proceso químico Temperatura cuando se lleva a cabo la reacción deseada (min 150º F; máx 212ºF) 150<=x<=212 Inspeccionar 50 autos Funcionamiento de una bombilla eléctrica ¿En los siguientes experimentos que v.a. podría definirse y cuales serían sus posibles valores? 17 Ejemplo de variable aleatoria discreta: Número de caras al lanzar 2 monedas. Elementos del espacio muestral SS CS SC CC Nº reales (# de caras) 0 1 2 caras Ley de correspondencia Establecer una variable aleatoria para un experimento aleatorio no es más que una manera de asignar de "manera natural" números a los eventos. Función de probabilidad o distribución Una vez definida una variable aleatoria X, podemos definir una función de probabilidad o distribución de probabilidad asociada a X, de la siguiente forma: )()( ]1,0[: xXPxpx p La función de probabilidad debe cumplir: x xpii xxpi 1)()( 1)(0)( (Suma sobre todos los posibles valores que puede tomar la variable aleatoria). Función de probabilidad discreta Valores Probabilidad 0 1/4 = 0.25 1 2/4 = 0.50 2 1/4 = 0.25 SS S S Ejemplo: Lanzamos dos monedas y definimos la variable aleatoria X, número de caras obtenidas. La función de probabilidad de X es Es habitual expresar la función de probabilidad en una tabla de la forma: xi 0 1 2 fX (xi) 1 4 2 4 1 4 La función de probabilidad se puede expresar también: fX (x) = 1 4 si x = 0 o 2 1 2 si x = 1 0 en otro caso 1 1)()2 ,0)1 i i xf ixf ii xXPxf Observa que se tiene que cumplir 21 Función de distribución (acumulada) Dada una variable aleatoria discreta X se llama función de distribución a la función F definida como: )()( ]1,0[: xXPxFx F En nuestro ejemplode las dos monedas: F(1) = P(X 1) = P(x = 0 ó x = 1) F(1) = 1/4 + 2/4 = 3/4 xi 0 1 2 F(xi) 1 4 3 4 1 Función de Distribución (Acumulada) Ejemplo : Sea X La función de probabilidad de la variable aleatoria X viene dada por la tabla. xi 0 1 2 3 fX (xi) 0,2 0,3 0,1 0,4 Representar la función de probabilidad y la función de distribución de X Función de Distribución (Acumulada) Juntamos en una tabla la función de probabilidad y la función de distribución de X xi 0 1 2 3 fX (xi) 0,2 0,3 0,1 0,4 FX (xi) 0,2 0,5 0,6 1 Función de probabilidad Función de distribución (Acumulada) ESPERANZA MATEMATICA Y VARIANZA PARA V.A DISCRETAS Media aritmética: i ii i ii fx N nx x Varianza: 222 2 2 xfxx N nx s i ii i ii i ii i ii fxx N nxx s 2 2 2 Desviación típica: 2ss Media aritmética o esperanza: i ii xfx Varianza: 222 i ii xfx i ii xfx 22 Desviación típica: 2 o bien: o bien: Variable estadística X que toma valores x1, …, xi, … Variable aleatoria X que toma valores x1, …, xi, … Hallar la esperanza, la varianza y la desviación típica de la variable aleatoria X, dada por la función de probabilidad. Primero se calcula la esperanza matemática=E(X)= E(X)= = x1·p(x1) + x2·p(x2) + x3·p(x3) + x4·p(x4) = = 0 · 0,1 + 1 · 0,2 + 2 · 0,4 + 3 · 0,3 = 1,9 La varianza: 2 = 02 · 0,1 + 12 · 0,2 + 22 · 0,4 + 32 · 0,3 − 1,92 = 0.89 La desviación típica es la raíz cuadrada de la varianza: 94,089,0 2 4 2 43 2 32 2 21 2 1 2 )()()()( xpxxpxxpxxpx xi 0 1 2 3 pX (xi) 0,1 0,2 0,4 0,3 EJEMPLO Una pizzería que atiende pedidos por correo tiene cinco líneas telefónicas. Sea X la variable aleatoria que representa el número de líneas en uso en un momento específico. Supongamos que la función de probabilidad f de X está dada en la siguiente tabla: x 0 1 2 3 4 5 f(x) 0,2 0,25 0,1 0,15 0,09 0,21 Calcule la probabilidad de cada uno de los siguientes eventos: a) Menos de 4 líneas estén en uso. b) Por lo menos 3 líneas están en uso. c) Entre 2 y 4 (ambas inclusive) líneas estén en uso. d) Determine el número medio de líneas en uso y su desviación estándar. Interprete. Ejercicio ¿ QUÉ HEMOS APRENDIDO HOY? DEFINIR E IDENTIFICAR: VARIABLE ALEATORIA Y SU CLASIFICACION CALCULAR E INTERPRETAR PROBABILIDADES DE UNA VARIABLE ALEATORIA DISCRETA. CALCULAR E INTERPRETAR EL VALOR ESPERADO Y VARIANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA DISCRETA. AHORA, PODEMOS AYUDAR A CARLOS ANTONIO CON SU PROBLEMA. BIBLIOGRAFIA BASICA: Nro. CODIG O AUTOR TITULO AÑO 1 519.2 SCHE SCHEAFFER Mc. CLAVE PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENIERÍA 2005 2 519.5 LEVI/P LEVINE-KREHBIEL- BERENSON ESTADÍSTICA PARA ADMINISTRACIÓN. 2006 3 519.2 HINE WILLIAM W. HINES DOUGLAS C. MONTGOMERY DAVID M. GOLDSMAN CONNIE M. BORROR PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA PARA INGENÍERIA 2011 Estimado estudiante, puedes revisar los siguientes textos que se encuentran en tu biblioteca: «El conocimiento es una cuesta que pocos pueden subir, mientras que el deber es una senda que todos pueden seguir» Morris
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