Matemáticas IIMedioProblema · 2,5 pts

Probabilidad

Castilla-La Mancha · 2019 · Julio · Opción A
Enunciado
a) Sean A y B dos sucesos de un experimento aleatorio cuyas probabilidades son P(A)=0,75P(A) = 0{,}75 y P(B)=0,35P(B) = 0{,}35. Calcula razonadamente las probabilidades que deben asignarse a los sucesos A∪BA \cup B y A∩BA \cap B en cada uno de los siguientes casos:

a1) (0,75 puntos) Si A y B fuesen independientes.

a2) (0,5 puntos) Si P(A∣B)=0,6P(A \mid B) = 0{,}6.

Nota: P(A∣B)P(A \mid B) denota la probabilidad condicionada.

b) El 1 %1\,\% de los cheques que recibe un banco no tienen fondos. Razona la respuesta de las siguientes preguntas:

b1) (0,75 puntos) Si en una hora recibe cinco cheques, ¿cuál es la probabilidad de que tenga algún cheque sin fondos? Redondea el resultado a la centésima.

b2) (0,5 puntos) El banco dispone de cinco sucursales en una ciudad, ¿cuál es la probabilidad de que al menos tres sucursales de esa ciudad reciban algún cheque sin fondos?

(Se adjunta la tabla de la distribución binomial para n=5n = 5)
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Resultado
a1) P(A∩B)=0,2625, P(A∪B)=0,8375a2) P(A∩B)=0,21, P(A∪B)=0,89\boxed{\text{a1) } P(A\cap B) = 0{,}2625,\ P(A\cup B) = 0{,}8375 \qquad \text{a2) } P(A\cap B) = 0{,}21,\ P(A\cup B) = 0{,}89}b1) P(X≥1)=1−0,995≈0,05b2) P(Y≥3)≈0,0011\boxed{\text{b1) } P(X \geq 1) = 1 - 0{,}99^5 \approx 0{,}05 \qquad \text{b2) } P(Y \geq 3) \approx 0{,}0011}
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Estrategia

En a) todo gira alrededor de P(A∩B)P(A \cap B): una vez conocida, la unión sale de la fórmula P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B). Si los sucesos son independientes, P(A∩B)=P(A) P(B)P(A \cap B) = P(A)\,P(B); si nos dan la condicionada, P(A∩B)=P(A∣B) P(B)P(A \cap B) = P(A \mid B)\,P(B).

En b) cada cheque es «sin fondos» o no, con probabilidad fija 0,010{,}01 e independientemente de los demás: es una binomial. «Algún cheque» significa «al menos uno», que se calcula por el contrario: 1−P(ninguno)1 - P(\text{ninguno}). En b2) repetimos la idea a otra escala: cada sucursal (que recibe, como en b1, cinco cheques en la hora) «recibe algún cheque sin fondos» con la probabilidad de b1, y contamos cuántas de las cinco lo hacen: otra binomial.
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Desarrollo

a1) Si A y B son independientes:P(A∩B)=P(A) P(B)=0,75⋅0,35=0,2625P(A \cap B) = P(A)\,P(B) = 0{,}75 \cdot 0{,}35 = 0{,}2625P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)=0,75+0,35−0,2625=0,8375P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) = 0{,}75 + 0{,}35 - 0{,}2625 = 0{,}8375a2) Por la definición de probabilidad condicionada, P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}, luegoP(A∩B)=P(A∣B) P(B)=0,6⋅0,35=0,21P(A \cap B) = P(A \mid B)\,P(B) = 0{,}6 \cdot 0{,}35 = 0{,}21P(A∪B)=0,75+0,35−0,21=0,89P(A \cup B) = 0{,}75 + 0{,}35 - 0{,}21 = 0{,}89(En este caso A y B no son independientes, porque P(A∣B)=0,6≠P(A)=0,75P(A \mid B) = 0{,}6 \neq P(A) = 0{,}75.)

b1) Sea XX = número de cheques sin fondos entre los cinco recibidos en una hora. Cada cheque es un ensayo independiente con dos resultados y probabilidad de «sin fondos» constante, así queX∼B(n=5, p=0,01)X \sim B(n = 5,\ p = 0{,}01)«Algún cheque sin fondos» es X≥1X \geq 1, el contrario de X=0X = 0:P(X≥1)=1−P(X=0)=1−0,995=1−0,9510=0,0490≈0,05P(X \geq 1) = 1 - P(X = 0) = 1 - 0{,}99^5 = 1 - 0{,}9510 = 0{,}0490 \approx 0{,}05(P(X=0)=0,9510P(X = 0) = 0{,}9510 es también el valor de la tabla para n=5n = 5, k=0k = 0, p=0,01p = 0{,}01.)

b2) Suponemos, como en b1, que cada sucursal recibe cinco cheques en esa hora y que las sucursales son independientes. Entonces cada sucursal «recibe algún cheque sin fondos» con probabilidad 0,050{,}05 (el resultado de b1 redondeado). Sea YY = número de sucursales, de las cinco, que reciben algún cheque sin fondos:Y∼B(n=5, p=0,05)Y \sim B(n = 5,\ p = 0{,}05)P(Y≥3)=P(Y=3)+P(Y=4)+P(Y=5)P(Y \geq 3) = P(Y = 3) + P(Y = 4) + P(Y = 5)Con la tabla (n=5n = 5, p=0,05p = 0{,}05):P(Y≥3)=0,0011+0,0000+0,0000=0,0011P(Y \geq 3) = 0{,}0011 + 0{,}0000 + 0{,}0000 = 0{,}0011Calculándolo con la fórmula, P(Y=3)=(53) 0,053 0,952=10⋅0,000125⋅0,9025≈0,00113P(Y = 3) = \binom{5}{3}\,0{,}05^3\,0{,}95^2 = 10 \cdot 0{,}000125 \cdot 0{,}9025 \approx 0{,}00113, y los otros dos términos son del orden de 3⋅10−53 \cdot 10^{-5} y 3⋅10−73 \cdot 10^{-7}: el total es ≈0,0012\approx 0{,}0012. La pequeña diferencia con la tabla se debe al redondeo de sus valores a cuatro decimales. En cualquier caso, es un suceso muy poco probable (alrededor de un 0,1 %).
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Consejo

«Algún» significa «al menos uno»: calcula siempre 1−P(ninguno)1 - P(\text{ninguno}), es una sola cuenta. Y define la variable con sus parámetros, X∼B(5; 0,01)X \sim B(5;\ 0{,}01): es lo que puntúa el planteamiento.

En b2) lo difícil es ver la segunda binomial: el «éxito» ya no es un cheque, sino una sucursal que recibe algún cheque sin fondos, con la probabilidad que has calculado en b1).
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