Matemáticas IIFácilProblema · 2,5 pts

Probabilidad

Comunidad de Madrid · 2020 · Julio
Enunciado
Un arquero aficionado dispone de 4 flechas y dispara a un globo colocado en el centro de una diana. La probabilidad de alcanzar el blanco en el primer tiro es del 30%. En los lanzamientos sucesivos la puntería se va afinando, de manera que en el segundo es del 40%, en el tercero del 50% y en el cuarto del 60%. Se pide:

a) (1 punto) Calcular la probabilidad de que el globo haya explotado sin necesidad de hacer el cuarto disparo.

b) (0,5 puntos) Calcular la probabilidad de que el globo siga intacto tras el cuarto disparo.

c) (1 punto) En una exhibición participan diez arqueros profesionales, que aciertan un 85% de sus lanzamientos. Calcular la probabilidad de que entre los 10 hayan explotado exactamente 6 globos al primer disparo.
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Resultado
a) 1−0,7⋅0,6⋅0,5=0,79\boxed{\text{a)}\ 1 - 0{,}7\cdot 0{,}6\cdot 0{,}5 = 0{,}79}b) 0,7⋅0,6⋅0,5⋅0,4=0,084\boxed{\text{b)}\ 0{,}7\cdot 0{,}6\cdot 0{,}5\cdot 0{,}4 = 0{,}084}c) X∼B(10; 0,85): P(X=6)=(106) 0,856 0,154≈0,0401\boxed{\text{c)}\ X \sim B(10;\ 0{,}85):\ P(X = 6) = \binom{10}{6}\,0{,}85^{6}\,0{,}15^{4} \approx 0{,}0401}
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Estrategia

En cuanto el arquero acierta, el globo explota y ya no dispara más. Por eso el experimento es una secuencia: solo se hace el disparo kk-ésimo si han fallado todos los anteriores, y la probabilidad de cada disparo (30 %, 40 %…) es la de acertar en ese disparo, sabiendo que se ha llegado a él. Un diagrama de árbol con una sola rama "que sigue" (la de los fallos) lo ordena todo.

En a) y b) lo cómodo es pensar en los fallos: "no hace falta el cuarto disparo" es lo contrario de "falla los tres primeros", y "el globo sigue intacto" es "falla los cuatro".

En c) cambia la situación: diez arqueros independientes, cada uno con la misma probabilidad de explotar su globo al primer disparo, y se cuentan los éxitos. Eso es una binomial.
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Desarrollo

Llamamos FkF_k al suceso "falla el disparo kk" (habiendo llegado a él). Las probabilidades de fallo sonP(F1)=0,7,P(F2∣F1)=0,6,P(F3∣F1∩F2)=0,5,P(F4∣F1∩F2∩F3)=0,4P(F_1) = 0{,}7, \qquad P(F_2 \mid F_1) = 0{,}6, \qquad P(F_3 \mid F_1 \cap F_2) = 0{,}5, \qquad P(F_4 \mid F_1 \cap F_2 \cap F_3) = 0{,}4a) El globo explota sin necesitar el cuarto disparo si acierta en el primero, en el segundo o en el tercero. Su contrario es "falla los tres primeros":P(F1∩F2∩F3)=0,7⋅0,6⋅0,5=0,21P(F_1 \cap F_2 \cap F_3) = 0{,}7 \cdot 0{,}6 \cdot 0{,}5 = 0{,}21P(explota antes del cuarto)=1−0,21=0,79P(\text{explota antes del cuarto}) = 1 - 0{,}21 = 0{,}79Comprobación sumando las tres ramas de acierto:0,3+0,7⋅0,4+0,7⋅0,6⋅0,5=0,3+0,28+0,21=0,79  ✓0{,}3 + 0{,}7\cdot 0{,}4 + 0{,}7\cdot 0{,}6\cdot 0{,}5 = 0{,}3 + 0{,}28 + 0{,}21 = 0{,}79 \;\checkmarkb) El globo sigue intacto si falla los cuatro disparos:P(F1∩F2∩F3∩F4)=0,7⋅0,6⋅0,5⋅0,4=0,084P(F_1 \cap F_2 \cap F_3 \cap F_4) = 0{,}7 \cdot 0{,}6 \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}4 = 0{,}084c) Sea XX el número de globos que explotan al primer disparo entre los 10 arqueros profesionales. Cada arquero es un ensayo con dos resultados (acierta o no al primer disparo), los ensayos son independientes y la probabilidad de éxito es la misma en todos, p=0,85p = 0{,}85. Por tanto,X∼B(10; 0,85)X \sim B(10;\ 0{,}85)P(X=6)=(106) 0,856 0,154=210⋅0,3771495⋅0,00050625≈0,0401P(X = 6) = \binom{10}{6}\,0{,}85^{6}\,0{,}15^{4} = 210 \cdot 0{,}3771495 \cdot 0{,}00050625 \approx 0{,}0401(el producto exacto da 0,040096…0{,}040096\ldots; conviene no redondear 0,1540{,}15^4 antes de multiplicar, porque es un número muy pequeño y se pierde precisión).

Es una probabilidad pequeña, como cabía esperar: el número medio de aciertos es np=8,5np = 8{,}5, y 6 queda bastante por debajo.
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Consejo

El error típico en a) es sumar 0,3+0,4+0,50{,}3 + 0{,}4 + 0{,}5: esas probabilidades solo valen si se llega a ese disparo, así que cada acierto va multiplicado por los fallos previos. Pasar al contrario (fallar los tres primeros) evita el lío.

En c) la corrección da medio punto solo por identificar la binomial: escribe nn, pp y por qué los ensayos son independientes antes de sustituir en la fórmula.
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