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ARITMÉTICA CICLO 2020 - II PROBABILIDADES La palabra azar etimológicamente la empezaron a utilizar los árabes (AZ-ZAHR) para denominar a una cara de un dado dibujado con una flor. DEFINICIONES Experimento aleatorio (): Es un experimento que consiste en la realización de una o más pruebas, cuyo resultado (en cada uno) depende del azar, por tanto, no se puede anticipar el resultado. Espacio Muestral ( ): Es el conjunto formado por todos los posibles resultados de un experimento aleatorio. Ejemplo: Experimento aleatorio : Se lanzan un par de monedas Espacio muestral: = 𝒄𝒄 , 𝒄𝒔 , 𝒔𝒄 , 𝒔𝒔 Donde 𝑐 ∶ 𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎 𝑦 𝑠 ∶ 𝑒𝑠 𝑠𝑒𝑙𝑙𝑜 Evento o Suceso (A): Es un subconjunto del espacio muestral, es decir esta conformado por uno o más resultados de un experimento aleatorio. Ejemplo: Experimento aleatorio : Se lanza un par de dados Espacio muestral : En el cuadro se muestran todos los posibles resultados. Evento (A): Al lanzar un par de dados se obtiene 6 como la suma de los resultados observados en las caras superiores de los dados 𝐴 = 5,1 , 4,2 , 3,3 , 2,4 , 1,5 CLASIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS MUESTRALES (Ω) 𝛀 DEFINICIÓN EJEMPLOS DISCRETO FINITO NÚMERO FINITO DE ELEMENTOS Ω1 = 𝐿𝑎𝑛𝑧𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑑𝑎𝑑𝑜 = 1, 2, 3, 4, 5, 6 Ω2 = 𝐿𝑎𝑛𝑧𝑎𝑟 𝑡𝑟𝑒𝑠 𝑣𝑒𝑐𝑒𝑠 𝑢𝑛𝑎 𝑚𝑜𝑛𝑒𝑑𝑎 = {𝐶𝐶𝐶, 𝐶𝐶𝑆, 𝐶𝑆𝐶, 𝑆𝐶𝐶, 𝐶𝑆𝑆, 𝑆𝐶𝑆, 𝑆𝑆𝐶, 𝑆𝑆𝑆} DISCRETO INFINITO NÚMERO INFINITO NUMERABLE Ω3 = 𝐿𝑎𝑛𝑧𝑎𝑟 𝑢𝑛𝑎 𝑚𝑜𝑛𝑒𝑑𝑎 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑔𝑎 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎 = {𝐶, 𝑆𝐶, 𝑆𝑆𝐶, 𝑆𝑆𝑆𝐶, … } Ω4 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑢𝑜𝑠𝑜𝑠 = {0, 1, 2, 3, … } CONTINUO INFINITO NO NUMERABLE DE ELEMENTOS Ω5 = 𝑉𝑖𝑑𝑎 ú𝑡𝑖𝑙, 𝑒𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠, 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑟𝑡𝑒𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 = {𝑡 ∈ ℝ 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑡 ≥ 0} Ω6 = 𝐿𝑎𝑛𝑧𝑎𝑟 𝑢𝑛 𝑑𝑎𝑟𝑑𝑜 𝑦 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎í𝑑𝑎 ℎ𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑢𝑛 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑑𝑒 5 𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 = {(𝑥, 𝑦) ∈ ℝ2 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑥2 + 𝑦2 ≤ 25} Ejemplo: Los artículos provenientes de una línea de producción se han clasificado por el departamento de control de calidad en : defectuosos (D) y no defectuosos (N). El personal que registra los artículos que salen de producción, hace un control riguroso, el proceso se detiene hasta observar dos artículos defectuosos consecutivos o hasta que se observen tres artículos no defectuosos .Indique el espacio muestral asociado a este experimento. 𝛀 = {𝑫𝑫,𝑫𝑵𝑫𝑫,𝑫𝑵𝑫𝑵𝑫𝑫,𝑫𝑵𝑫𝑵𝑫𝑵,𝑫𝑵𝑫𝑵𝑵,𝑫𝑵𝑵𝑫𝑫,𝑫𝑵𝑵𝑫𝑵,𝑫𝑵𝑵𝑵, 𝑵𝑫𝑫,𝑵𝑫𝑵𝑫𝑫,𝑵𝑫𝑵𝑫𝑵,𝑵𝑫𝑵𝑵,𝑵𝑵𝑫𝑫,𝑵𝑵𝑺𝑵,𝑵𝑵𝑵} RESOLUCION: El siguiente conjunto muestra todos los casos que se pueden presentar .teniendo en cuenta las condiciones ( Espacio muestral discreto finito). Ejemplo: Lanzar una moneda hasta que salga cara. Resolución: 𝛀 = { 𝑪, 𝑺𝑪, 𝑺𝑺𝑪, 𝑺𝑺𝑺𝑪, 𝑺𝑺𝑺𝑺𝑪, 𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑪,… } Se lanza moneda , pero cuando se obtiene CARA (C) no se pude predecir cuando , se trata de un espacio muestral discreto infinito. 1. Sean 𝐴1, 𝐴1, … , 𝐴𝑛 eventos del espacio muestral , se cumple que: • : Evento donde ocurre al menos uno de los eventos 𝐴1, 𝐴1, … , 𝐴𝑛. En particular 𝐴 ∪ 𝐵 es el evento donde ocurre sólo 𝐴 ó sólo 𝐵 ó ambas a la vez. • : Evento donde todos los eventos 𝐴1, 𝐴1, … , 𝐴𝑛 ocurren a la vez. Evento seguro: Evento Imposible: ∅ En particular, llamemos: n i iA 1 Observaciones: n i iA 1 2. El número de eventos diferentes que se puede encontrar en un espacio muestral es: 2𝑛() . Definición: Sea el espacio muestral asociado a un experimento aleatorio. La probabilidad de cualquier evento 𝐴 de , es el número real 𝑃(𝐴) que satisface los siguientes axiomas: P1) 𝟎 ≤ 𝑷 𝑨 , ∀ 𝑨 ⊂ Teorema 1: Si ∅ es el evento imposible, entonces P ∅ = 0. Probabilidad de un evento P2) 𝑷 = 𝟏 P3) Si 𝐴 y 𝐵 son dos eventos mutuamente excluyentes, entonces: 𝑷 𝑨 ∪ 𝑩 = 𝑷 𝑨 + 𝑷(𝑩) De los axiomas de probabilidad resultan los siguientes teoremas: Prueba Como y ∅ son eventos disjuntos y = ∪ ∅, por el axioma P3 se tiene P()=P()+P(∅) → P(∅)=0 Teorema 2: Si 𝐴𝐶 es el evento complementario de 𝐴 entonces 𝑃 𝐴 = 1 − 𝑃(𝐴𝐶) o 𝑃 𝐴𝐶 = 1 − 𝑃(𝐴) Prueba Como 𝐴 y 𝐴𝐶son eventos disjuntos y =𝐴 ∪ 𝐴𝐶, por el axioma P3) se tiene P()=P(𝐴)+P(𝐴𝐶) Luego, por el axioma P2) se tiene 1 = 𝑃 𝐴 + 𝑃(𝐴𝐶) Al despejar un sumando se obtiene los resultados deseados. Teorema 3: Si 𝐴 y 𝐵 son dos eventos de un mismo espacio muestral tales que 𝐴 ⊂ 𝐵, entonces 𝑃(𝐴) ≤ 𝑃(𝐵). 𝑷 𝑨 ∪ 𝑩 = 𝑷 𝑨 + 𝑷 𝑩 − 𝑷 𝑨 ∩ 𝑩 Teorema 4: Si 𝐴 y 𝐵 son dos eventos de un mismo espacio muestral entonces Es más, para tres eventos 𝐴, 𝐵 y 𝐶 de un mismo espacio muestral se verifica que: 𝑷 𝑨 ∪ 𝑩 ∪ 𝑪 = 𝑷 𝑨 + 𝑷 𝑩 + 𝑷 𝑪 − 𝑷 𝑨 ∩ 𝑩 − 𝑷 𝑨 ∩ 𝑪 − 𝑷 𝑩 ∩ 𝑪 + 𝑷 𝑨 ∩ 𝑩 ∩ 𝑪 Sea = 𝒘𝟏, 𝒘𝟐, … ,𝒘𝒏 , un espacio muestral finito, si 𝐴 es un evento del espacio equiprobable que consta de 𝑘 puntos muestrales (0 ≤ 𝑘 ≤ 𝑛) entonces la probabilidad de 𝐴 es el número: Probabilidad de un evento en un espacio muestral finito 𝑷 𝑨 = 𝒏(𝑨) 𝒏() = 𝑪𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓𝒂𝒃𝒍𝒆𝒔 𝒂 𝑨 𝑪𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒑𝒐𝒔𝒊𝒃𝒍𝒆𝒔 Observación: Se puede verificar que 𝑷 𝑨 = 𝒏(𝑨) 𝒏() cumple con los 3 axiomas antes mencionado. 𝑷 𝑨 = 𝟏 𝒏 + 𝟏 𝒏 +⋯+ 𝟏 𝒏 = 𝒌 𝒏 Es decir, 𝑘 veces Aplicación 1: Una urna contiene 20 fichas de las cuales : 10 son de color rojo, 6 son azules y 4 son verdes. Si se extraen 3 fichas al azar (a la vez) ¿Cuál es la probabilidad de que las 3 fichas sean de colores diferentes? A) 4/19 B) 5/19 C) 6/19 D) 11/19 E) 15/19 RESOLUCION : De la urna que contiene 20 fichas se van a extraer 3 fichas Casos totales: 𝐶3 20 = 1140 Sea 𝐴 el evento s Casos favorables: 𝐶1 10 𝐶1 6 𝐶1 4 = 10𝑥6𝑥4 = 240 e extrae una ficha de cada color𝑃(𝐴) = 240 1140 = 4 19 RPTA. A Un jurado formado por 7 jueces deben decidir sobre la inocencia o culpabilidad de un reo. Supongamos que 4 piensan votar por su inocencia y los otros 3 por ser culpabilidad. Si se selecciona al azar 3 jueces y si les preguntan cómo votaran ¿Cuál es la probabilidad de que la mayoría en esa muestra estén a favor de la inocencia del reo? A) 3/10 B) 2/5 C) 22/35 D) 5/7 E) 24/3 Aplicación 2: RESOLUCION Total de jueces 7 ⇒ 4 𝑣𝑜𝑡𝑎𝑛 𝑎 𝑓𝑎𝑣𝑜𝑟 3 𝑣𝑜𝑡𝑎𝑛 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎 Para tener mayoría : De los 4 votan a favor 2 y de los 3 vota en contra 1, O de los 4 votan a favor 3. 𝑃 = 𝐶 4 2 𝐶 3 1 +𝐶 4 3 𝐶 7 3 = 22 35 RPTA. C En una sección de 50 alumnos se desea formar una comisión de 3 miembros ¿Cuál es la probabilidad de que el alumno José siempre integre la comisión, si dicho alumno pertenece a la sección indicada? a) 0,03 b) 0,04 c) 0,05 d) 0,06 e) 0,07 Aplicación 3: RESOLUCION De los 50 alumnos se elige la comisión de 3 alumnos , donde siempre esta presente José. 𝑃 = 𝐶 49 2 𝐶 50 3 = 1176 19600 = 3 50 = 0,06 RPTA.D En una reunión hay 12 hombres y 8 mujeres de los cuales 6 estudian ciencias y 14 estudian letras. Si 2 personas son mujeres que estudian ciencias. ¿Cuál es la probabilidad de que al escoger 2 personas al azar estas sean mujeres o estudian letras ? A) 52/95 B) 53/95 C) 54/95 D) 56/95 E) 57/95 Aplicación 4: 𝑃 𝑀 ∪ 𝐿 = 𝑃 𝑀 + 𝑃 𝐿 − 𝑃(𝑀 ∩ 𝐿) 𝑃 𝑀 ∪ 𝐿 = 𝐶2 8 𝐶2 20 + 𝐶2 14 𝐶2 20 − 𝐶2 6 𝐶2 20 = 104 190 = 52 95 De los datos se forma el siguiente cuadro H M TOTA L Ciencias 4 2 6 Letras 8 6 14 12 8 20 RPTA. A RESOLUCION En un colegio los alumnos pueden optar por estudiar los idiomas ingles o francés ( pero no ambos a la vez), si el 90% de los alumnos estudia ingles y el resto francés , el 30% de los que estudian ingles son varones y de los que estudian francés son varones el 40% .Si se elige, cual es la probabilidad de que sea: i) una dama. ii) varón que estudia francés De como respuesta la suma de dichas probabilidades.a) 0,69 b) 0,73 c) 0,75 d) 0,79 e) 0,83 RESOLUCION 𝑃 𝑑𝑎𝑚𝑎 = 0,69Del enunciado INGLES FRANCES TOTA L VARON 27% 4% 31% DAMA 63% 6% 69% 90% 10% 100% 𝑃 𝑣𝑎𝑟𝑜𝑛 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑑𝑖𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 = 0,04 Aplicación 5: 𝑆𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠: 0,73 RPTA. B De 100 personas , 49 no compran el producto A, 53 no compran el producto B y 27 no compran ni A ni B .Calcule la probabilidad que al elegir una persona esta solo compra uno de los productos. Aplicación 6 A) 1 6 B) 13 60 𝐶) 1 4 D) 12 25 E) 11 25 RESOLUCI ON Del enunciado A B 26 25 22 27 P(solo consumen un producto) = 26+22 100 = 12 25 Rpta. D De una baraja de 52 cartas se extraen al azar 5 cartas ¿Cuál es la probabilidad de obtener “flor” ( 5 cartas del mismo grupo)? Considere que en la baraja de 52 cartas hay 4 grupos ( espada, diamante, trébol, corazón) y en cada grupo se hace la numeración de la carta del 1 al 13. APLICACIÓN 7 RESOLUCION Sea el evento A : Obtener “ flor” Hay 4 formas de obtener uno de estos grupos y de estas hay 13 5 formas de extraer 5 cartas del mismo grupo 𝑃 𝐴 = 4 1 13 5 52 5 = 33 16 660 A ) 33 15 650 B) 11 16 700 C) 33 16 660 D) 22 16 800 E) 22 17 669 RPTA. C Definición de Probabilidad en forma Frecuencial Ley de los grandes números. En un experimento se determina el espacio muestral y se elige un evento cualquiera A, luego se efectúa el experimento una cantidad de veces y se calcula: El resultado obtenido se denomina la frecuencia relativa del evento A. A medida que el experimento se repite los resultados del experimento pueden ocurrir en forma aleatoria, la frecuencia relativa del evento A cambia en forma aleatoria pero cuando el experimento se repite un gran número de veces, aparece un modelo definido de regularidad: la frecuencia relativa de A tiende a un número fijo el cual es llamado la probabilidad de A, esto hace posible la construcción de un modelo matemático para analizar el experimento. Se han hecho estudios observando la vida de la nutria en las riveras de los riachuelos que desembocan en el rio amazonas , se indico que el 98% sobrevive los 200 días después de nacer, 83% sobrevive los 400 días, 40% sobrevive los 600 días, 8% sobrevive los 800 días y no sobreviven los 1 000 días. Calcule la probabilidad de que mueran entre 200 y 400 días RESOLUCION Sea el evento A : El numero de nutrias muertas entre 200 y 400 días : 98𝑥 − 83𝑥 = 15𝑥 𝑃 𝐴 = 15𝑥 100𝑥 = 0,15 A) 0,15 B) 0,18 C) 0,22 D) 0,25 E) 0,28 RPTA. A APLICACIÓN 8 Eventos mutuamente excluyentes: Dos eventos A y B de un mismo de un mismo espacio muestral ≠ ∅ son mutuamente excluyentes si no pueden ocurrir en forma simultánea, esto implica que 𝐴 ∩ 𝐵 = ∅. Es decir 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 0 Ejemplo: Se lanza un dado y registra el número obtenido, también se definen los siguientes dos eventos: A: Es el evento sale un número impar B: Es el evento sale un número par entonces los evento A y B son dos eventos mutuamente excluyentes. Se cumple que : 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 0 Eventos independientes: Dos Eventos A y B de un mismo espacio muestral ≠ ∅ asociado a un experimento E se dice que son independientes sí y solo si 𝑷 𝑨 ∩ 𝑩 = 𝑷 𝑨 .𝑷(𝑩) Esto quiere decir que los eventos A y B no están relacionados, por lo tanto la ocurrencia de uno de ellos no influye en la ocurrencia del otro. Ejemplo. Supongamos que se lanza un dado normal dos veces, definamos los eventos A y B como sigue: A: El primer resultado muestra un número par: B: El segundo resultado muestra un 5 ó un 6: La ocurrencia del evento A no influye en la ocurrencia del evento B. 𝑷 𝑨 ∩ 𝑩 = 𝑷 𝑨 . 𝑷 𝑩 = 𝟏𝟖 𝟑𝟔 𝒙 𝟏𝟐 𝟑𝟔 = 𝟏 𝟔 (1,1) (1,2) (1,3) (1,4) (1,5) (1,6) (2,1) (2,2) (2,3) (2,4) (2,5) (2,6) (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) (3,6) (4,1) (4,2) (4,3) (4,4) (4,5) (4,6) (5,1) (5,2) (5,3) (5,4) (5,5) (5,6) (6,1) (6,2) (6,3) (6,4) (6,5) (6,6) 𝑃 𝐴 = 18 36 𝑃 𝐵 = 12 36 PROBABILIDAD CONDICIONAL Sean 𝑨 y 𝑩 dos eventos de un mismo espacio muestral ≠ ∅, se define la probabilidad condicional del evento 𝑩 dado que ha ocurrido el evento 𝑨 , de la siguiente forma: Los estudiantes de una clase se han clasificado según el siguiente cuadro Masculino Femenino TOTAL Lima 9 1 10 Otros Departamentos 36 4 40 TOTAL 45 5 50 Calcular la probabilidad de que I. Sea mujer dado que es de Lima II. Sea hombre dado que es de otros departamentos RESOLUCION I. Definimos los eventos 𝑨: Es de Lima 𝑩: Es mujer 𝑷(𝑩 𝑨 ) = 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨) 𝑷(𝑨) = 𝟏 𝟓𝟎 𝟏𝟎 𝟓𝟎 = 𝟏 𝟏𝟎 II. Definimos los eventos 𝑪: Es hombre 𝑫: Es de otros departamentos 𝑷(𝑪 𝑫 ) = 𝑷(𝑪 ∩ 𝑫) 𝑷(𝑫) = 𝟑𝟔 𝟓𝟎 𝟒𝟎 𝟓𝟎 = 𝟗 𝟏𝟎 Ejemplo Un hombre tiene dos automóviles 𝐴 y 𝐵 , la probabilidad que ambos arranquen es 0,1; la probabilidad de que arranque 𝐵 y 𝐴 no arranca es 0,2; la probabilidad de que ninguno de ellos arranquen es 0,4. Calcular la probabilidad de que: 1. Arranca 𝐴 2. Arranca 𝐴, dado que arranca 𝐵 3. Arranca 𝐵, dado que 𝐴 no arranca RESOLUCION Definimos 𝑨 ∶ 𝑬𝒍 𝒂𝒖𝒕𝒐𝒎𝒐𝒗𝒊𝒍 𝑨 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒄𝒂 , 𝑨𝑪: 𝑬𝒍 𝒂𝒖𝒕𝒐𝒎𝒐𝒗𝒊𝒍 𝑨 𝒏𝒐 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒄𝒂 𝑩:𝑬𝒍 𝒂𝒖𝒕𝒐𝒎𝒐𝒗𝒊𝒍 𝑩 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒄𝒂 ;𝑩𝑪: 𝑬𝒍 𝒂𝒖𝒕𝒐𝒎𝒐𝒗𝒊𝒍 𝑩 𝒏𝒐 𝒂𝒓𝒓𝒂𝒏𝒄𝒂 𝑷(𝑨 ∩ 𝑩) = 𝟎, 𝟏 ; 𝑷 𝑩 ∩ 𝑨𝑪 = 𝟎, 𝟐 , 𝑷 𝑩𝑪 ∩ 𝑨𝑪 = 𝟎, 𝟒 Observación: 𝑨 ∪ 𝑩 ∩ 𝑪 = 𝑨 ∪ 𝑩 ∩ 𝑨 ∩ 𝑪 𝑨 ∩ 𝑩 ∪ 𝑪 = 𝑨 ∩ 𝑩 ∪ 𝑨 ∩ 𝑪 APLICACIÓN 9 1. 𝑨𝒄 = (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∪ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩∪= 𝑨𝒄 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩) + 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) − 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∩ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄 ∩ ∅) = 𝑷(∅) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎,𝟐 + 𝟎,𝟒 + 𝟎 = 𝟎,𝟔 𝑷(𝑨) = 𝟎,𝟒 2. 𝑷(𝑨 𝑩 ) = 𝑷(𝑨∩𝑩) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝟎,𝟑 = 𝟏 𝟑 OBSERVACIÓN: 𝑩 = (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) ⇒ 𝑩 = 𝑩 ∩ (𝑨 ∪ 𝑨𝒄) = 𝑩 ∩ 𝑼 𝑷(𝑩) = 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨) + 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨𝒄) − 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∩ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 + 𝟎,𝟐 − 𝟎 = 𝟎,𝟑 3. 𝑷(𝑩 𝑨𝒄 ) = 𝑷(𝑩∩𝑨𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎.𝟐 𝟎,𝟔 = 𝟐 𝟔 = 𝟏 𝟑 1. 𝑨𝒄 = (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∪ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩∪= 𝑨𝒄 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩) + 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) − 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∩ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄 ∩ ∅) = 𝑷(∅) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎,𝟐 + 𝟎,𝟒 + 𝟎 = 𝟎,𝟔 𝑷(𝑨) = 𝟎,𝟒 2. 𝑷(𝑨 𝑩 ) = 𝑷(𝑨∩𝑩) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝟎,𝟑 = 𝟏 𝟑 OBSERVACIÓN: 𝑩 = (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) ⇒ 𝑩 = 𝑩 ∩ (𝑨 ∪ 𝑨𝒄) = 𝑩 ∩ 𝑼 𝑷(𝑩) = 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨) + 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨𝒄) − 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∩ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 + 𝟎,𝟐 − 𝟎 = 𝟎,𝟑 3. 𝑷(𝑩 𝑨𝒄 ) = 𝑷(𝑩∩𝑨𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎.𝟐 𝟎,𝟔 = 𝟐 𝟔 = 𝟏 𝟑 1. 𝑨𝒄 = (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∪ 𝑩𝒄) = 𝑨𝒄 ∩∪= 𝑨𝒄 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∪ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩) + 𝑷(𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) − 𝑷 (𝑨𝒄 ∩ 𝑩) ∩ (𝑨𝒄 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷 𝑨𝒄 ∩ (𝑩 ∩ 𝑩𝒄) 𝑷(𝑨𝒄 ∩ ∅) = 𝑷(∅) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎,𝟐 + 𝟎,𝟒 + 𝟎 = 𝟎,𝟔 𝑷(𝑨) = 𝟎,𝟒 2. 𝑷(𝑨 𝑩 ) = 𝑷(𝑨∩𝑩) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 𝟎,𝟑 = 𝟏 𝟑 OBSERVACIÓN: 𝑩 = (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) ⇒ 𝑩 = 𝑩 ∩ (𝑨 ∪ 𝑨𝒄) = 𝑩 ∩ 𝑼 𝑷(𝑩) = 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∪ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨) + 𝑷(𝑩 ∩ 𝑨𝒄) − 𝑷 (𝑩 ∩ 𝑨) ∩ (𝑩 ∩ 𝑨𝒄) 𝑷(𝑩) = 𝟎,𝟏 + 𝟎,𝟐 − 𝟎 = 𝟎,𝟑 3. 𝑷(𝑩 𝑨𝒄 ) = 𝑷(𝑩∩𝑨𝒄) 𝑷(𝑨𝒄) = 𝟎.𝟐 𝟎,𝟔 = 𝟐 𝟔 = 𝟏 𝟑 Distribución de Probabilidad Discreta: Sea la variable aleatoria discreta 𝑋 con: 𝑋: 𝑥1, 𝑥2, … , 𝑥𝑘 (Valores de la variable) 𝑃: 𝑃1, 𝑃2, … , 𝑃𝑘 (Respectivas probabilidades) tal que 𝑃1 + 𝑃2 +⋯+ 𝑃𝑘 = 1 Es más, sea 𝐴 el conjunto de valores de la variable 𝑋, es posible asociar una función de probabilidad: 𝑓: 𝐴 → 0,1 𝑥𝑖 → 𝑃𝑖 Para todo 𝑖 = 1,2, … , 𝑘 Observación:Esta función no es inyectiva y tampoco sobreyectiva Ejemplo. Sea el siguiente experimento aleatorio: Se enciende el motor de un carro y la probabilidad que funcione a 750 RPM sin apagarse es del 80%, si este experimento se realiza 4 veces en las mismas condiciones. Cual es la probabilidad que siempre se encienda el motor? RESOLUCION Definimos la variable aleatoria X: número de veces que funciona bien el motor; determinar la función de probabilidad. Los valores que puede tomar 𝒙 𝒔𝒐𝒏 ∶ 𝟎, 𝟏, 𝟐 , 𝟑 , 𝟒 𝒙 Funciona el motor 𝑷(𝒙) 0 No funciono 𝑷(𝒙 = 𝟎) 𝑪 𝟒 𝟎 𝟎, 𝟖 𝟎 𝟎, 𝟐 𝟒 0,0016 = 0,16% 1 Funciono una vez 𝑷(𝒙 = 𝟏) 𝑪 𝟒 𝟏 𝟎, 𝟖 𝟏 𝟎, 𝟐 𝟑 0,0256=2,56% 2 Funciono dos veces 𝑷(𝒙 = 𝟐) 𝑪 𝟒 𝟐 𝟎, 𝟖 𝟐 𝟎, 𝟐 𝟐𝟐 0,1536=15,36% 3 Funciono tres veces 𝑷(𝒙 = 𝟑) 𝑪 𝟒 𝟑 𝟎, 𝟖 𝟑 𝟎, 𝟐 𝟏 0,4096=40,96% 4 Funciono cuatro veces 𝑷(𝒙 = 𝟒) 𝑪 𝟒 𝟒 𝟎, 𝟖 𝟒 𝟎, 𝟐 𝟎 0,4096=40,96% Sea = 𝒘𝟏, 𝒘𝟐, … ,𝒘𝒏, … , un espacio muestral infinito numerable, es decir: Probabilidad de un evento en un espacio muestral infinito numerable 1i iw 11 1)( i i i i wPwP Luego, si 𝐴 es un evento de , se tiene que: Aw i i wPAP )()( Un dado se lanza sucesivamente hasta que aparezca el primer uno. a) Describe el espacio muestral del experimento y determine la probabilidad de cada elemento. b) Verificar que 𝑃 = 1. c) Si dos personas 𝐴 y 𝐵 juegan a lanzar el dado uno después del otro y si gana el que obtiene el primer uno, calcule la probabilidad de que gane 𝐴, si él comienza primero. Aplicación 10: RESOLUCIÓN a) Sea E: Sale uno en la tirada 𝑖. F: No sale uno en la tirada 𝑖. = 𝑬,𝑭𝑬, 𝑭𝑭𝑬,… 6 1 6 5 )( 1i iwP Luego b) 1 1 1 6 5 1 1 6 1 6 5 6 1 i i P c) ... 6 5 6 1 6 5 6 1 6 1 )( 42 GaneAP 11 6 6 5 1 1 6 1 2 con 𝑖 ∈ ℕ Luis y Miguel juegan alternativamente sacando una ficha con reposición de una urna que contiene 3 fichas de color rojo y una de color azul, si gana el primero que obtiene la ficha azul, calcule la probabilidad de que gane Luis, si él inicia el juego. A) 3/5 B) 3/13 C) 7/11 D)5/9 E) 4/7 Aplicación 11: RESOLUCIÓN Sea E: Sale la ficha azul en la extracción 𝑖. F: No sale la ficha azul en la extracción 𝑖. = 𝑬,𝑭𝑬, 𝑭𝑭𝑬,… El espacio muestral que resulta de extraer una ficha hasta obtener una azul es: ... 4 3 4 1 4 3 4 1 4 1 )( 42 XP 7 4 4 3 1 1 . 4 1 2 X: Evento de que resulta ganador Luis X= 𝑬, 𝑭𝑭𝑬, 𝑭𝑭𝑭𝑭𝑬,… ... 4 3 4 3 1 4 1 42 CLAVE E Si tres personas 𝐴,𝐵 y 𝐶 juegan a lanzar una moneda uno después del otro y si gana el que obtiene la primera cara, calcule la probabilidad de que gane 𝐵, si 𝐴 inicia el juego seguido de 𝐵 y después 𝐶 y así sucesivamente. A) 3/5 B) 2/9 C) 7/11 D)2/7 E) 1 Aplicación 12: RESOLUCIÓN Sea E: Sale cara en la tirada 𝑖. F: No sale cara en la tirada 𝑖. = 𝑬,𝑭𝑬, 𝑭𝑭𝑬,… El espacio muestral que resulta de lanzar una moneda hasta obtener una cara s: ... 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )( 74 XP 7 2 2 1 1 1 . 4 1 3 X: Evento de que resulta ganador 𝐵 X= 𝑭𝑬,𝑭𝑭𝑭𝑭𝑬, 𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑬,… ... 2 1 2 1 1 4 1 63 CLAVE D Sea 𝐴 cualquier evento de un espacio muestral continuo , tal que la medida (longitud o área) de 𝐴 exista, denotado por 𝑚(𝐴). Definamos la probabilidad de 𝐴 como: Probabilidad de un evento en un espacio muestral continuo )( )( )( m Am AP Observación: En el caso continuo la probabilidad de un punto en es cero, por lo tanto, si 𝑃 𝐴 = 0 no implica que 𝐴 = ∅. La demanda de lo productos 𝐴 y 𝐵 varía aleatoriamente en un rango de 1000 a 5000 kg. El distribuidor decide bajar el precio de venta de ambos productos si la suma de sus demandas varía de 3000 a 5000 kg. Calcule la probabilidad de que el precio de venta de ambos productos baje. Aplicación 13: RESOLUCIÓN Sean 𝑥: Demanda del producto 𝐴. 𝑦: Demanda del producto 𝐵. Ambos en miles de soles = 𝒙, 𝒚 ∈ ℝ𝟐: 𝟏 ≤ 𝒙 ≤ 𝟓 𝒚 𝟏 ≤ 𝒚 ≤ 𝟓 El espacio muestral es: Si 𝐷 es el evento “el precio de ambos productos baja”: D= 𝒙, 𝒚 ∈ ∶ 𝟑 ≤ 𝒙 + 𝒚 ≤ 𝟓 1 2 4 5 1 2 4 5 Área sombreada: 3×3 2 − 1×1 2 =4 𝑃 𝐴 = 4 42 = 1 4 Un centro de esparcimiento en forma de hexágono regular de 30𝑚 de lado, en cuyos vértices existen piscinas en forma de sector circular de 10𝑚 de radio. Si un paracaidista cae dentro del centro de esparcimiento. ¿Cuál es la probabilidad de que no caiga en el agua? A) 0,29 B) 0,57 C) 0,73 D) 0,81 E) 0,93 Aplicación 14: RESOLUCIÓN El espacio muestral es el conjunto de puntos de la siguiente región : 𝑚 =6 302 3 4 𝑚2=1350 3𝑚2 CLAVE C 𝐦() 30𝑚 Sea el evento 𝐴 el conjunto de puntos que estan dentro de las 6 regiones de cada sector circular con medida de angulo central 1200: 𝑚 A =6 2𝜋 3 ×102 2 𝑚2 =200𝜋 𝑚2 Luego nos piden, la probabilidad del complemento de 𝐴: 𝑃 𝐴𝑐 = 1350 3 − 200𝜋 1350 3 = 0,73 Dos ingenieros deciden encontrarse en cierto lugar para cerrar un negocio entre las 7:00pm y 8:00pm. Si convienen que cada uno de ellos debe esperar al otro a lo más 20 minutos. ¿Cuál es la probabilidad de que se encuentren? A) 1/11 B) 3/11 C) 5/11 D) 5/9 E) 7/9 Aplicación 15: RESOLUCIÓN Sean 𝑥: Hora de llegada de 𝐴. 𝑦: Hora de llegada de 𝐵. = 𝒙, 𝒚 ∈ ℝ𝟐: 𝟕 ≤ 𝒙 ≤ 𝟖, 𝟕 ≤ 𝒚 ≤ 𝟖 El espacio muestral es: E= 𝒙, 𝒚 ∈ : 𝒙 − 𝒚 ≤ 𝟏 𝟑 El evento es: 7 1/3 7 8 Área sombreada: 12 − 2 3 × 2 3 = 5 9 𝑃 𝐸 = 5 9 12 = 5 9 8 1/3 1/3 1/3 CLAVE D Se extraen dos cartas una por una sin reposición de una baraja de 52 cartas, calcule la probabilidad de que la primera sea un diamante y la segunda carta sea un trébol. A) 1/17 B) 2/19 C) 3/23 D) 4/51 E) 4/53 1 RESOLUCION Se tienen 52 cartas , dividido en 4 grupos de 13 cartas cada grupo ( espada , trébol , diamante , corazón ) 𝑃 = 13 52 𝑥 12 51 = 1 17 RPTA. A Siete atletas: A; B: C; D; E; F; G participan en una carrera ¿Cuál es la probabilidad que el atleta A llegue a la meta antes que el atleta B? A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 D) 0,4 E) 0,5 Casos Totales: 𝑃7 = 7! Casos favorables: Si A llega primero, B puede llegar en alguno de los siguientes lugares 2º, 3º, 4º, 5º, 6º, 7º, es decir B tiene 6 posibilidades , luego ubicados A y B , los otros atletas pueden llegar de 5! formas diferentes , entonces se tiene : 6 x 5! formas. Si A llega segundo, B puede llegar 3º, 4º, 5º, 6º, 7º, se observa que B tiene ahora 5 posibilidades y los otros atletas pueden llegar de 5! formas diferentes, entonces se tiene 5 x 5! formas. Se continua con un análisis similar hasta cuando A llega sexto, se entiende que B llegaría séptimo y los otros atletas tendrían 5! formas diferentes de poder ubicarse. 𝑷 = 𝟔𝒙𝟓!+𝟓𝒙𝟓!+𝟒𝒙𝟓!+⋯+𝟏𝒙𝟓! 𝟕! = 𝟏 𝟐 = 𝟎, 𝟓 RPTA. E 2 RESOLUCION Una carta es extraída de un mazo de 52 naipes y se ubica a un lado sin observar la denominación. ¿Cuál es la probabilidad de que en una segunda extracción de las cartas restantes esta sea as? A) 1/13 B) 3/13 C) 4/13 D) 7/52 E) 9/52 3 RESOLUCION Sale AS 4 52 No sale AS 48 52 Sale AS 3 51 No sale AS 48 51 Sale AS 4 51 No sale AS 47 51 Utilizando el diagrama del árbol Consideramos ( La primera extracción es AS y la segunda también es AS ) o ( la primera extracción no es AS y la segunda si es AS) 𝑃 = 4 52 𝑥 3 51 + 48 52 𝑥 451 = 1 13 RPTA. A Un vendedor tiene para vender 10 automóviles nuevos: 3 del modelo A; 3 del modelo B y 4 del modelo C. a) Calcule la probabilidad de vender uno de cada modelo b) Calcule la probabilidad de vender dos de un mismo modelo? A) 3/10 y 4/17 B) 3/10 y 4/15 C) 1/25 y 3/10 D) 1/20 E) 1/15 Vende uno de cada modelo (vende uno de A y uno de B y uno de C, la letra): 𝑃 = 𝑐1 3 𝑐1 3 𝑐1 4 𝑐3 10 = 36 120 = 3 10 Vende dos de un mismo modelo (vende dos de A o dos de B o dos de C 𝑃 = 𝐶2 3+𝐶2 3+𝐶2 4 𝐶2 10 = 12 45 = 4 15 4 RESOLUCION A B C 3 3 4 RPTA. B Tres turistas llegan a un pueblo y deciden alojarse en un hotel en habitaciones individuales. ¿Cuál es la probabilidad de que ellos se hospeden en un mismo piso, si dicho hotel tiene 4 pisos; sabiendo que en el primer piso hay 2 habitaciones ocupadas, en el segundo una y cada piso consta de 5 habitaciones? A) 4/523 B) 7/242 C) 8/235 D) 6/137 E) 5/136 5 → 4 𝑃𝐼𝑆𝑂 → 3 𝑃𝐼𝑆𝑂 → 2 𝑃𝐼𝑆𝑂 → 1 𝑃𝐼𝑆𝑂 RESOLUCION Casos posibles: 1º Piso: 3! =6 2ºPiso: 𝑝3 4 = 4! =24 3º piso: 𝑝3 5 = 60 4º piso: 𝑝3 5 = 60 La probabilidad de que los 3 se hospeden en un mismo piso es : P = 6+24+2 𝑥 60 17 𝑥 16 𝑥 15 = 5 136 Numero total de habitaciones : 4 x 5 = 20 RPTA. E Backus está lanzando una promoción al mercado, debido a que por la cuarentena las ventas han bajado notablemente y para asegurar sus ventas ha distribuido a las tiendas dicha bebidas alcohólicas de tal manera que de cada 12 botellas una tiene premio (este premio consiste en un vale de 20 soles).Cuatro amigos se dirigen a una tienda en la que hay 60 botellas de dicha bebida y compran un par de cervezas heladas . ¿Cuál es la probabilidad de que al menos una de las botellas compradas tenga premio? A) 9/118 B) 17/128 C) 19/118 D) 21/118 E) 23/118 66 RESOLUCION Numero de botellas 60 Botellas premiadas 5 Botellas no premiadas 55 Sean los eventos A : Al menos 1 con premio 𝐴𝐶: Ninguna con premio 𝑃 = 1 − 𝐶 55 2 𝐶 60 2 = 19 118 RPTA C 7 77 A y B son dos adictos al cigarro , en el año 2020, la probabilidad que A de 50 años llegue a los 70 es de 1/5 y que B de 40 años llegue a los 60 años es 1/3 ¿Cuál es la probabilidad de que al menos uno de ellos este vivo para el campeonato mundial de futbol 2040? A) 6/15 B) 7/15 C) 8/15 D) 9/15 E) 2/3 RESOLUCION Sean los eventos : A : A llega a los 70 años B: B llega a los 60 años 𝑃 𝐴 = 1 5 ; 𝑃 𝐵 = 1 3 𝑃 𝐴 ∪ 𝐵 = 𝑃 𝐴 + 𝑃 𝐵 − 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 …(1) Los eventos son independientes 𝑃 𝐴 ∩ 𝐵 = 𝑃 𝐴 𝑥𝑃 𝐵 … (2) (2) en (1) : 𝑃 𝐴 ∪ 𝐵 = 𝑃 𝐴 + 𝑃 𝐵 − 𝑃 𝐴 𝑥 𝑃(𝐵) 𝑃 𝐴 ∪ 𝐵 = 1 5 + 1 3 − 1 5 𝑥 1 3 = 7 15 RPTA. B Se tiene un dado cargado en el que todos los pares tienen la misma probabilidad de obtenerse. Si el obtener un dos es el doble de la posibilidades que obtener un tres ¿Cuál es la probabilidad de obtener un número primo? A) 1 6 B) 1 3 C) 1 2 D) 2 9 E) 4 9 8 RESOLUCION Probabilidad de obtener un valor par es el doble de la probabilidad de obtener un valor impar Valor obtenido Probabilida d 1 P 2 2P 3 P 4 2P 5 P 6 2P Suma de las probabilidades =1 P+2P+P+2P+P+2P=1 P = 1 9 Probabilidad de obtener un número primo P(2) + P(3) + P(5) = 2P + P + P = 4P = 4 9 RPTA. E Se tienen dos urnas , en la primera hay 4 bolas rojas y 6 azules , en la segunda hay 5 bolas rojas y 5 bolas azules .Se extrae una bola al azar de la primera urna y se coloca en la segunda urna ¿Cuál es la probabilidad de que esta ultima sea una bola roja? A) 0,4 12 B) 𝑂, 4 27 C) 0,45 3 D) 0, 47 6 E) 0,4 90 RESOLUCION Se extrae una bola al azar de la primera urna y se coloca en la segunda urna y luego se extrae de una bola de la segunda urna. URNA 1 URNA 2 R 4 A 6 Formando el diagrama del árbol R 5 A 5 4 10 6 10 6 11 5 11 5 11 6 11 𝑃 = 4 10 6 11 + 6 10 5 11 = 0.4 90 9 RPTA. E En un intento por burlar la vigilancia en la aduana , un viajero colocó 5 pastillas de narcótico en un frasco que contiene 10 pastillas de vitaminas de apariencia semejante .Si el inspector de la aduana selecciona al azar 3 pastillas del frasco ¿Cuál es la probabilidad de que un viajero no sea arrestado por posesión ilegal de narcóticos ? ( considere una muestra sin reemplazo) A) 0,2417 B) 0,2637 C) 0,2854 D) 0,541 E) 0,581 RESOLUCION Del enunciado se tienen 5 pastillas de narcóticos y 10 pastillas de vitamina Para que no sea arrestado debe sacar 3 vitaminas 𝑃 = 10 15 𝑥 9 14 𝑥 8 13 = 0,2637 Otro método : 𝑃 = 𝐶 10 3 𝐶 15 3 = 0,2637 RPTA. B 10 De una baraja de 52 cartas se extraen tres naipes de uno en uno y sin reposición. Calcular la probabilidad de que todos sean ases. A) 1 550 B) 1 950 C) 1 1250 D) 1 1525 E) 1 1750 RESOLUCI ON En el mazo se tienen 52 cartas Se extraen 3 cartas de uno en uno Se debe calcular la probabilidad de que todos son as 𝑃 = 4 52 3 51 2 50 = 24 132600 = 1 1525 11 RPTA. D Diez alumnos de diferentes estaturas forman cola para tomar el ómnibus, calcular la probabilidad que: i) El más alto se ubica al inicio ii) El más alto y el más bajo estén en extremos opuestos iii) El más alto y el más bajos estén juntos en la cola Dar como respuesta la suma de las tres probabilidades A) 29/90 B) 17/80 C) 41/ 100 D) 23/70 E) 21/ 80 RESOLUCION Del enunciado i) 𝑃 = 9! 10! = 1 10 ii) 𝑃 = 2! 𝑥 8! 10! = 1 45 iii) 𝑃 = 2 𝑥 9! 10! = 1 5 RPTA. A 12 ESPERANZA MATEMÁTICA También llamada valor esperado , esperanza , media poblacional o media de una variable aleatoria , es el número que formaliza la idea de valor medio de un fenómeno aleatorio DEFINICION Si una variable aleatoria puede tomar 𝑥1 , 𝑥2, … , 𝑥𝑛 𝑦 𝑠𝑢𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑛 𝑃 (𝑥1) , 𝑃 (𝑥2) , … , 𝑃 (𝑥𝑛) , entonces el valor esperado de 𝑥 esta dado por: 𝐸 𝑥 = 𝑥1 𝑃 (𝑥1) + 𝑥2𝑃 (𝑥2) + … .+ 𝑥𝑛 𝑃 (𝑥𝑛) Se tiene una ruleta divida en cuatro sectores circulares de 900 cada uno , hay dos sectores de color rojo , uno blanco y uno verde , si se gira la rueda tres veces , se define la variable aleatoria "𝑥“ como el numero de veces que se obtiene el sector rojo , calcule 𝐸(𝑥). A) 0,5 B) 1/3 C) 3/2 D) 5/2 E) 7/5 RESOLUCION La probabilidad de que salga rojo es 1 2 𝑥 (numero de veces que se obtiene el color rojo ) :0,1,2,y3 X 0 1 2 3 probabilidad 1 8 3 8 3 8 1 8 𝐸 𝑥 = 0 1 8 + 1 3 8 + 2 3 8 + 3 1 8 = 3 2 14 RPTA. C Una persona compra una rifa en la que puede ganar un primer premio de 5000 soles o un segundo premio de 2000 soles con probabilidades de 0,001 𝑦 0,003 respectivamente ¿Cuál es el precio justo (en soles) a pagar por el boleto de la rifa? A) 11 B) 13 C) 17 D) 19 E) 23 RESOLUCION Se define la variable aleatoria 𝑥 ∶ cantidad obtenida en soles al comprar la rifa , siendo 𝑥 el valor de un boleto de la rifa. 𝑥 5000 − 𝑃 2000 − 𝑃 −𝑃 probabilida d 0,001 0,003 0,996 𝐸 𝑥 = 5000 − 𝑃 0,001 + 2000 − 𝑃 0,003 + ( −𝑃 0,996 = 0 𝑃 = 11 15 RPTA. A Un juego consiste en lanzar 4 monedas y las reglas del juego son: a. Si salen 4 caras se gana S/.20 b. Si salen exactamente 3 caras se gana S/.10 c. Si salen exactamente 2 caras se gana S/.5 d. Si sale una sola cara se pierde S/.10 e. Si salen 4 sellos se pierden S/. N Calcule el valor esperado de N para que el juego sea equitativo. A) 40 B) 42 C) 45 D) 49 E) 50 RESOLUCI ON CARAS SELLOS CARAS 0 1 2 3 4 PROBABILIDA D 1 16 4 16 6 16 4 16 1 16 𝐸 𝑥 = 1 16 −𝑁 + 4 16 −10 + 6 16 5 + 4 16 10 + 1 16 20 = 0 ⇒ 𝑁 = 50 16 RPTA. E La empresa “PESCADITO FRITO” compra diariamente pescados en un puerto a 3 soles el Kg , para comercializar en los mercados de Lima Norte . La venta se realiza de 07:00 am a 03:00 pm , pero el pescado no vendidoen dichas horas se remata de 03:00 pm a 04:00 pm , El pescado no vendido se vende en 1 sol el Kg . Calcular el valor esperado de la ganancia diaria de la empresa “PESCADITO FRITO” , Sabiendo que diariamente compra 1600 Kg de pescado para vender en 4,5 soles el Kg. , además se sabe que para mantener la empresa en el mercado debe superar los 700 soles diarios de ganancia en promedio , indique también si la empresa se mantendrá o no en el mercado. x :Demanda diaria en Kg. 900 1200 1500 Probabilidad 0,5 k k k RESOLUCI ON Suma de las probabilidades 0,5k+k+k=1 ⇒ 𝑘 = 0,4 Compra diaria en Kg(oferta) 1600 1600 1600 Demanda (Kg) 900 1200 1500 Queda( Kg) 700 400 100 Probabilidad 0,20 0,40 0,40 𝑈1 = 900 4,5 + 700 1 − 1600 3 = −50 𝑈2 = 1200 4,5 + 400 1 − 1600 3 = 1000 𝑈3 = 1500 4,5 + 100 1 − 1600 3 = 2050 𝐸 𝑈 = −50 0,20 + 1000 0,4 + 2050 0,4 =1210 El valor esperado de la Utilidad es 1210 soles , este supera los 700 soles diarios que se estiman para mantenerse en el mercado. 17 A) 1200 B) 1210 C) 1250 D) 1300 E) 1350 RPTA. B En el Cuzco, un hotel de turistas clasifica sus clientes en tres categorías: I.Los clientes que viajan en tours organizados por agencias de viaje. II. Los clientes independientes que viajan por su cuenta. III. Los hombres de negocios. La gerencia desea determinar la relación entre el tipo de cliente y el tipo de pago para esto ha seleccionado 230 clientes de los que hospedó durante el mes de febrero del 2020 y los ha clasificado en la siguiente tabla. ¿Cuál es la probabilidad de que, si se selecciona un cliente al azar de esta muestra, este sea hombre de negocios dado que pago con tarjeta? A) 5/12 B) 7/12 C) 15/23 D) 10/29 E) 19/43 Cliente Pago con tarjeta de crédito Pago en efectivo Agencia de viaje 65 45 Independiente 30 30 Hombre de negocios 50 10 RESOLUCIO NSe definen los eventos A: Es un hombre de negocios B: Pago con tarjeta 𝑃 𝐴 𝐵 = 𝑃(𝐴 ∩ 𝐵) 𝑃(𝐵) = 50 230 145 230 = 50 145 = 10 29 18 RPTA. D En una feria se debe pagar 5 soles por participar en un juego que consiste en tirar anillos. Se dan tres anillos a una persona, la cual trata de lanzarlos una por una hacia una clavija .Se da un premio de 10 soles, si se logra insertar un anillo en la clavija, si se logra insertar 2 anillos, el premio es de S/15, si se insertan los tres, entonces se otorga un premio de S/20 .Suponiendo que la probabilidad de insertar en la clavija es de 0,10 en cada lanzamiento, ¿cuál es la utilidad esperada si se juega una vez? A) 2,15 B) 1,25 C) -2,14 D) -5,17 E) -7,18 RESOLUCI ON Sea el evento A el anillo inserta en la clavija Sea 𝑥 los valores que toma la variable aleatoria ; 𝑥 = 0,1,2 , 3 𝑥 0 1 2 3 𝑃(𝑥) 𝐶 3 0 𝑜, 9 3 𝐶 3 1 (0,9)2 0,1 𝐶 3 2 (0,9)(0,1)2 𝐶 3 3 0,9 0 0,1 3 Gananci a -5 10-5 15-5 20-5 𝐸 𝑥 = −5 0,729 + (5)3 0,081 + (10)3 0,009 + (20)0,001 = −2,14 RPTA. C 19 Sea el espacio muestral: = 𝒙𝟏, 𝒙𝟐, 𝒙𝟑, 𝒙𝟒 ∈ ℤ 𝟒: 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 = 10, 𝑥1 ≥ −2, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0, 𝑥4 ≥ 0 y sea el evento A= 𝒙𝟏, 𝒙𝟐, 𝒙𝟑, 𝒙𝟒 ∈ : 𝑥1 > 𝟐, 𝑥3 ≥ 𝟑 Calcule la probabilidad 𝑃(𝐴) A) 1/7 B) 2/9 C) 3/7 D) 1/13 E) 5/17 Hacemos: 𝑥1 + 2 = 𝑦1 Luego 𝑦1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 = 12, , 𝑦1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑥3 ≥ 0, 𝑥4 ≥ 0 Número de soluciones enteras 20 PR 15 3,12 = 15! 3!.12! =455 RPTA. D n()=455 Hacemos: 𝑥1 − 3 = 𝑧1 , 𝑥3 − 3 = 𝑧3 Luego 𝑧1 + 𝑥2 + 𝑧3 + 𝑥4 = 4, 𝑧1 ≥ 0, 𝑥2 ≥ 0, 𝑧3 ≥ 0, 𝑥4 ≥ 0 Número de soluciones enteras PR 7 3,4 = 7! 3!.4! =35 P(A)= 35 455 = 1 13
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