Probabilidad
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PROBABILIDADES PROBABILIDADES
APRENDIZAJES ESPERADOS
• Definir el concepto de probabilidad
• Resolver problemas que involucren probabilidad “clásica” , total o condicionada.
• Aplicar las propiedades de las probabilidades en la resolución de problemas.
Contenidos
1.1 Definición
1. Probabilidades
1.2 Espacio muestral
1.3 Evento o suceso
2. Probabilidad clásica
3. Propiedades3.1 Tipos de sucesos
• Sucesos contrarios
• Suceso seguro
• Suceso imposible
4. Probabilidad total
5. Probabilidad compuesta
1. Probabilidades
El concepto de probabilidad se encuentra con frecuencia en la comunicación entre las personas. Por ejemplo:
1) El paciente tiene un 50% de probabilidad desobrevivir a una operación determinada.
2) Los alumnos del colegio Leonardo Da Vinci School tienen un 95% de probabilidades de ingresar a la universidad.
1.1 Definición
En los ejemplos, se da la “medida” de la ocurrencia de un evento que es incierto (sobrevivir a la operación, o ingresar a la universidad), y ésta se expresa mediante un número entre 0 y 1, o en porcentaje.
Intuitivamente podemos observar que cuanto más probable es que ocurra el evento, su medida de ocurrencia estará más próximo a “1” o al 100%, y cuando menos probable, más se aproximará a “0”.
De aquí se deduce que un hecho o evento que NO puede ocurrir tendrá probabilidad cero y uno cuya probabilidad es segura tendrá probabilidad uno.
0 P(A) 1
Luego, si A representa un evento o suceso, se cumple que:
Es el conjunto formado por todos los resultados posibles de un experimento.
1.2 Espacio muestral (E) o (Ω):
Ejemplo:En el lanzamiento de monedas, la cantidad de resultados posibles se determina por el principio multiplicativo:
1 moneda
2 monedas
3 monedas
n monedas
2 posibilidades
2·2 = 4 posibilidades
2·2·2 = 8 posibilidades
2·2·2·2···2= 2n posibilidades
Si un conjunto “A” tiene “m” elementos y un conjunto “B” tiene “n” elementos, entonces existenm·n elementos.
Corresponde a un subconjunto de un espacio muestral, asociado a un experimento aleatorio.
Ejemplo:Al lanzar 2 monedas, ¿cuál es la probabilidad de que las dos sean caras?
1.3 Evento o Suceso
El espacio muestral (E) corresponde a:CC – CS – SC – SS (2 • 2 = 4 elementos)
Solución:
El suceso o evento pedido es que sean dos caras, entonces:CC (1 elemento)
2. Probabilidad clásica
Casos posibles
Casos favorablesP(A) =
Ejemplo1:
¿Cuál es la probabilidad de que al lanzar un dado común salga un número primo?
Solución:El espacio muestral E, está dado por:E={1, 2, 3, 4, 5, 6}, por lo tanto posee 6 elementos, es decir, 6 casos posibles.
Sea A, el evento o suceso:A: que salga un número primo, entonces se tiene que: A={2, 3, 5}, por lo tanto posee 3 elementos, es decir, 3 casos favorables.
La probabilidad de un evento A: P(A), es un NÚMERO, que mide el grado de certeza en el que un evento A ocurre, y se obtiene con la formula conocida como REGLA DE LAPLACE:
P(A) =3
6
Entonces:
Casos favorables (números primos): 3 (2, 3, y 5)
Casos posibles: 6 (1, 2, 3, 4, 5 y 6)
Por lo tanto:
1
2
Ejemplo2:
Al lanzar 2 monedas, ¿cuál es la probabilidad de que las dos sean caras?
Casos posibles: 4
Casos favorables (2 caras): 1
Entonces:
P(2 caras) = 1
4
=
Ejemplo 1 : En la gran final del concurso por TV, la concursante elige un sobre.
Solución:
EA = La concursante elige un sobre
Ω = {sobre A, sobre B}
A = elegir el sobre A (para ganar el auto) P(A)=1/2
B = elegir el sobre B (para ganar la casa) P(B)=1/2
La probabilidad de que un suceso NO ocurra, o “probabilidad de un suceso contrario”, se obtiene a través de:
Probabilidad de un suceso contrario (A):
P(A) = 1 - P(A)
A
E
A
3. Propiedades3.1 Tipos de sucesos
Ejemplo:
Si La probabilidad de que llueva es , ¿cuál es la probabilidad de que NO llueva?
2
5
Solución:
P(no llueva) = 1 - P(llueva)
P(no llueva) = 1 - 2
53
5P(no llueva) =
Si se tiene certeza absoluta de que un evento A ocurrirá:
P(A) = 1
Ejemplo:
La probabilidad de obtener un número natural al lanzar un dado común es 1 (6 de 6).
6
6P(natural) = = 1
Casos posibles: 6 (1,2,3,4,5,6)
Casos favorables: 6 (1,2,3,4,5,6)
Probabilidad de un suceso seguro:
Ejemplo:
La probabilidad de obtener un número mayor que 6 al lanzar un dado común es 0 (0 de 6).
P(A) = 0
Casos posibles: 6 (1,2,3,4,5,6)
Casos favorables: 0
0
6P(mayor que 6) = = 0
Probabilidad de un suceso imposible:
Si se tiene certeza absoluta de que un evento A NO ocurrirá:
P(cara) ó P(sello) = P(cara) P(sello) U
4. Probabilidad total
Corresponde a la probabilidad de que ocurra el suceso A ó el suceso B, siendo éstos mutuamente excluyentes (NO PUEDEN OCURRIR JUNTOS ):
P(A B) = P(A) + P(B)
Ejemplo:
Al lanzar una moneda, ¿cuál es la probabilidad de que salga cara o sello?
Solución: P(cara) = 1 2
1P(sello) = 2
= P(cara) P(sello) +
= 1
y
1 2
= + 1 2
Eventos excluyentes
EVENTOS NO EXCLUYENTES:
P(A B) = P(A) + P(B) – P(A B)
U
Ejemplo:
Al lanzar un dado, ¿cuál es la probabilidad de que salga un número menor que 5 ó un número par?
Solución:
4
6P (menor que 5) =
Casos posibles 6 (1,2,3,4,5,6)
Casos favorables (menor que 5): 4 (1,2,3,4)
3
6P (número par) =
Casos favorables (número par): 3 (2,4,6)
Dos eventos A y B no son excluyentes si pueden ocurrir juntos.Es decir la ocurrencia de uno no excluye la ocurrencia del otro.
En símbolos (A ∩ B) ≠ Ø
Como 2 y 4 son menores que 5, y al mismo tiempo son pares, se estarían considerando como casos favorables dos veces.
Por lo tanto:
La probabilidad de que salga un número menor que 5 ó un número par, al lanzar un dado se expresa como:
P (< 5) ó P(par) = P(<5) P(par) – P(<5 par) U
U= P(< 5) + P(par) – P(<5 y par)
= + - 4 6
3 6
2 6
5 6
=
U
A BP( ) = P(A) · P(B)
En este caso, ambos sucesos ocurren simultáneamente, A y B.
A B
U
5. Probabilidad compuesta
Corresponde a la probabilidad de que ocurra el suceso A y el suceso B, siendo éstos dependientes o independientes.
Caso 1: Cuando A y B son eventos independientes, se cumple que:
Ejemplo:
¿Cuál es la probabilidad de que al lanzar dos veces un dado se obtengan dos números pares?
Solución:
Casos posibles: 6 (1,2,3,4,5,6)
Casos favorables: 3 (2,4,6)
Entonces:
P(dos pares) = P(par) y P(par)
= P(par) · P(par)
= 3
6·
3
6
= 1
4
Corresponde a la probabilidad de B tomando como espacio muestral a A, es decir, la probabilidad de que ocurra B dado que ha sucedido A.
U
P(A B)
P(A)P (B/A) =
Solución:
B: Sacar 4
A: Número par = { 2,4,6 }
Ejemplo1:
Al lanzar un dado, ¿cuál es la probabilidad de obtener un 4 sabiendo que ha salido par?
P (B/A) = 1
3
Caso 2: Cuando A y B son eventos dependientes corresponde
a la Probabilidad Condicionada.
Los resultados de una encuesta sobre la actitud política de 334 personas es el siguiente:
HOMBRES MUJERES TOTAL
DERECHA 145 42 187IZQUIERDA 51 96 147TOTAL 196 138 334
Sea A:’ser hombre’ y B:’ser de derechas’Se elige una persona al azar, ¿Cual es la probabilidad de que sea de derechassabiendo que es hombre?. Evidentemente la probabilidad pedida es: 145
196
pues hay 196 varones de los cuales 145 son de derechas.
Esta probabilidad es la que llamamos Probabilidad condicionada del suceso B respecto al suceso A. Dicho de otro modo, la probabilidad condicionada de un suceso B respecto de otro A es la probabilidad del suceso B sabiendo que previamente ha ocurrido el suceso A.
Definición: Se llama probabilidad condicionada del suceso B respecto del suceso A, y lo denotamos por
/P B A , al cociente:
Análogamente se define /P A B
.
De lo anterior se deducen claramente las relaciones siguientes:
/
/
P A B P A P B A
P A B P B P A B
Ejemplo: De una urna que contiene 9 bolas rojas y 5 negras, se extraen sucesivamente 2 bolas. Calcular la probabilidad de los siguientes sucesos: Que las dos sean negrasQue las dos sean rojasQue la segunda sea roja sabiendo que la primera fue negra.
Concepto de sucesos independientes. Definición: Dos sucesos A y B se dicen independientes si Ejemplo: Consideremos el experimento de extraer cartas de una baraja. ¿Cuál es la probabilidad de extraer dos reyes?
a) sin devolver la 1ª carta.b) Con devolución
Sol. a) :”conseguir rey en la 1ª extracción” :”conseguir rey en la 2ª extracción”
b)
En un colegio hay 60 alumnos de Bachillerato. De ellos 40 estudian inglés, 24 estudian francés y 12 los dos idiomas.Se elige al azar un alumno. Determinar las probabilidades de los siguientes sucesos: a) Estudia al menos un idioma. b) No estudia inglés o estudia francés. c) Estudia francés sabiendo que también estudia inglés. d) Estudia francés sabiendo que estudia algún idioma. e) Estudia inglés sabiendo que no estudia francés.
Ejemplo 2:
Se tiene una bolsa con 30 pelotitas entre blancas y rojas, de las cuales 12 son blancas, todas de igual peso y tamaño. Si se extraen 2 pelotitas al azar, sin reposición, ¿cuál es la probabilidad de que ambas sean blancas?
Solución:
Casos posibles: 30
Casos favorables: 12
Entonces:
P(dos blancas) = P(blanca) y P(blanca)
= P(blanca) · P(blanca)
30 29= 12
·11
Casos posibles: 29
Casos favorables: 11
Primera extracción Segunda extracción (Sin reposición)
Los contenidos revisados anteriormente los puedes encontrar en tu libro, desde la página 159 a la 165.