Matemáticas IIMedioProblema · 2,5 pts

Probabilidad

También trata: Distribución normal
Comunidad de Madrid · 2022 · Junio
Enunciado
Según el Instituto Nacional de Estadística, durante el último trimestre de 2020, el porcentaje de mujeres que pertenecía al conjunto de Consejos de Administración de las empresas que componen el Ibex-35 fue del 27,7 %. Se reunieron 10 de estos consejeros.

a) (0,75 puntos) Halle la probabilidad de que la mitad fueran mujeres.

b) (0,75 puntos) Calcule la probabilidad de que hubiese al menos un hombre.

c) (1 punto) Determine, aproximando mediante una distribución normal, la probabilidad de que en un congreso de doscientos consejeros de estas empresas hubiera como mínimo un 35 % de representación femenina.
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Resultado
a) P(X=5)≈0,0812\boxed{\text{a)}\ P(X = 5) \approx 0{,}0812}b) 1−0,27710≈0,999997\boxed{\text{b)}\ 1 - 0{,}277^{10} \approx 0{,}999997}c) N(55,4; 6,33): P(Y≥70)≈P(Z≥2,23)=0,0129\boxed{\text{c)}\ N(55{,}4;\ 6{,}33):\ P(Y \geq 70) \approx P(Z \geq 2{,}23) = 0{,}0129}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Cada consejero elegido es mujer con probabilidad 0,2770{,}277, independientemente de los demás, y contamos cuántas mujeres hay en un grupo de tamaño fijo: es una binomial. En a) y b) el grupo es de 10 y se calcula con la fórmula de la binomial; en b) conviene pasar al suceso contrario ("ningún hombre" = "todas mujeres").

En c) el grupo es de 200 y la fórmula sería inmanejable, así que se aproxima la binomial por una normal con la misma media y desviación típica, tras comprobar que se puede (npnp y nqnq mayores que 5). Un 35 % de 200 son 70 mujeres, y al pasar de una variable discreta a una continua se aplica la corrección por continuidad.
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Desarrollo

a) Sea XX = "número de mujeres entre los 10 consejeros". Con p=0,277p = 0{,}277 y q=1−p=0,723q = 1 - p = 0{,}723,X∼B(10; 0,277),P(X=k)=(10k)pkq10−kX \sim B(10;\ 0{,}277), \qquad P(X = k) = \binom{10}{k} p^k q^{10-k}La mitad son 5 mujeres:P(X=5)=(105) 0,2775⋅0,7235=252⋅0,0016308⋅0,19756≈0,0812P(X = 5) = \binom{10}{5}\, 0{,}277^5 \cdot 0{,}723^5 = 252 \cdot 0{,}0016308 \cdot 0{,}19756 \approx 0{,}0812b) "Al menos un hombre" es el contrario de "ningún hombre", es decir, de "las 10 son mujeres":P(al menos un hombre)=1−P(X=10)=1−0,27710≈1−0,0000027≈0,999997P(\text{al menos un hombre}) = 1 - P(X = 10) = 1 - 0{,}277^{10} \approx 1 - 0{,}0000027 \approx 0{,}999997Prácticamente seguro, como cabía esperar con menos de un 28 % de mujeres.

c) Ahora YY = "número de mujeres entre 200 consejeros", Y∼B(200; 0,277)Y \sim B(200;\ 0{,}277). Comonp=200⋅0,277=55,4>5ynq=200⋅0,723=144,6>5,np = 200 \cdot 0{,}277 = 55{,}4 > 5 \qquad\text{y}\qquad nq = 200 \cdot 0{,}723 = 144{,}6 > 5,se puede aproximar por una normal conμ=np=55,4,σ=npq=200⋅0,277⋅0,723=40,0542≈6,33\mu = np = 55{,}4, \qquad \sigma = \sqrt{npq} = \sqrt{200 \cdot 0{,}277 \cdot 0{,}723} = \sqrt{40{,}0542} \approx 6{,}33Y′∼N(55,4; 6,33)Y' \sim N(55{,}4;\ 6{,}33). Un 35 % de 200 son 0,35⋅200=700{,}35 \cdot 200 = 70 mujeres. "Como mínimo 70" es Y≥70Y \geq 70, y con la corrección por continuidad el valor 70 abarca el intervalo [69,5; 70,5][69{,}5;\ 70{,}5]:P(Y≥70)≈P(Y′≥69,5)=P(Z≥69,5−55,46,33)=P(Z≥2,23)P(Y \geq 70) \approx P(Y' \geq 69{,}5) = P\left(Z \geq \frac{69{,}5 - 55{,}4}{6{,}33}\right) = P(Z \geq 2{,}23)=1−P(Z<2,23)=1−0,9871=0,0129= 1 - P(Z < 2{,}23) = 1 - 0{,}9871 = 0{,}0129Es decir, alrededor de un 1,3 %: con la proporción real del 27,7 %, sería raro que un congreso de 200 consejeros alcanzara un 35 % de mujeres.

(Sin la corrección por continuidad saldría P(Z≥2,31)=1−0,9896=0,0104P(Z \geq 2{,}31) = 1 - 0{,}9896 = 0{,}0104; el valor con corrección es el más ajustado.)
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

Antes de aproximar por la normal, escribe la comprobación np>5np > 5 y nq>5nq > 5: la corrección valora que justifiques que la aproximación es válida.

Recuerda que σ=npq\sigma = \sqrt{npq}, no npqnpq (esto último es la varianza). Y en c) traduce bien el porcentaje: "un 35 % de 200" son 70 personas, y "como mínimo" incluye el 70, de ahí el 69,569{,}5 de la corrección por continuidad.
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