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Azar y probabilidad · Probabilidad

Probabilidad total

Te conviene dominar: Árboles (II medio)

Una tienda de celulares de Santiago recibe equipos de dos proveedores, y cada uno tiene su propia tasa de fallas. Si te preguntan «¿qué probabilidad hay de que un celular cualquiera de la tienda falle?», no alcanza con mirar un solo proveedor: tienes que recorrer todos los caminos que llevan a «falla» y sumarlos. Eso es la probabilidad total. Ya sabes multiplicar ramas de un árbol; aquí le ponemos nombre y fórmula.

Sistema completo de eventos

Partición del espacio muestral E en tres eventos mutuamente excluyentes B1, B2 y B3 que forman un sistema completo. espacio muestral E B₁ B₂ B₃ no se solapan ni dejan huecos: cubren todo E
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En una estantería de una habitación juvenil hay dos cajas de videojuegos. La Caja A contiene 3 juegos de acción y 2 de estrategia. La Caja B contiene 2 juegos de acción…

En una estantería de una habitación juvenil hay dos cajas de videojuegos. La Caja A contiene 3 juegos de acción y 2 de estrategia. La Caja B contiene 2 juegos de acción y 4 de estrategia. Si elegimos una caja al azar lanzando una moneda y extraemos un juego sin mirar, calcula la probabilidad de que el videojuego elegido sea de acción.

1/2 1/2 3/5 2/5 2/6 4/6 Inicio Caja A Caja B Acción Estrategia Acción Estrategia
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Para ir al colegio, un alumno puede ir en micro o caminando. El $70 \%$ de los días utiliza la micro y el $30 \%$ va a pie. Cuando va en micro, llega tarde el $5 \%$ de…

Para ir al colegio, un alumno puede ir en micro o caminando. El $70 \%$ de los días utiliza la micro y el $30 \%$ va a pie. Cuando va en micro, llega tarde el $5 \%$ de las veces, mientras que si va caminando, llega tarde solo el $2 \%$ de los días. Calcula la probabilidad de que un día cualquiera el alumno llegue tarde a clases.

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El teorema de la probabilidad total

Antes de la fórmula, mira el árbol: cada camino que llega a $A$ pasa por una rama $B_i$ y por una rama condicional $P(A|B_i)$. Multiplicas a lo largo de cada camino y luego sumas los caminos que terminan en $A$.

Diagrama de árbol que representa el teorema de la probabilidad total sumando las ramas que desembocan en el evento A P(B₁)P(B₂)P(B₃) P(A|B₁)P(A|B₂)P(A|B₃) P(A) = suma de las tres ramas que llegan a A
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Una tienda de ropa deportiva recibe sus zapatillas de dos fábricas. La Fábrica 1 aporta el $40 \%$ de la mercancía y la Fábrica 2 el $60 \%$ restante. Se sabe que el…

Una tienda de ropa deportiva recibe sus zapatillas de dos fábricas. La Fábrica 1 aporta el $40 \%$ de la mercancía y la Fábrica 2 el $60 \%$ restante. Se sabe que el $1 \%$ de las zapatillas de la Fábrica 1 tienen algún defecto de costura, mientras que en la Fábrica 2 este porcentaje es del $3 \%$. En el diagrama de árbol se resumen los datos del enunciado.

Si se elige un par de zapatillas al azar del almacén, ¿cuál es la probabilidad de que sean defectuosas?

Diagrama de árbol con las fábricas F1 y F2 y las probabilidades de zapatilla defectuosa o correcta en cada una F₁ F₂ Defectuosa Correcta Defectuosa Correcta 0,40 0,60 0,01 0,99 0,03 0,97
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Tenemos dos urnas con poleras de una marca de ropa urbana. La Urna 1 contiene 6 poleras blancas y 4 negras. La Urna 2 contiene 3 poleras blancas y 7 negras. Lanzamos un…

Tenemos dos urnas con poleras de una marca de ropa urbana. La Urna 1 contiene 6 poleras blancas y 4 negras. La Urna 2 contiene 3 poleras blancas y 7 negras. Lanzamos un dado equilibrado: si sale un número menor que 3, extraemos una polera de la Urna 1; en caso contrario, la extraemos de la Urna 2. Halla la probabilidad de que la polera extraída sea blanca.

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Se dispone de tres máquinas, $M_1, M_2$ y $M_3$, que fabrican piezas para scooters eléctricos. $M_1$ produce el $45\ \%$ de las piezas, $M_2$ el $30\ \%$ y $M_3$ el…

Se dispone de tres máquinas, $M_1, M_2$ y $M_3$, que fabrican piezas para scooters eléctricos. $M_1$ produce el $45\ \%$ de las piezas, $M_2$ el $30\ \%$ y $M_3$ el $25\ \%$. Los porcentajes de piezas defectuosas producidas por cada máquina son, respectivamente, del $3\ \%$, $4\ \%$ y $5\ \%$. Si se mezclan todas las piezas en una bodega, calcula la probabilidad de que una pieza elegida al azar sea defectuosa.

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Tres o más ramas y eventos complementarios

Comparación entre sumar todas las ramas que componen un suceso y calcular su complementario restando a 1. P(A) = suma de todas las ramas que llegan a A P(no A) = 1 − P(A) casi siempre más rápido que armar el árbol del contrario
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En una plataforma de streaming, el contenido se divide en tres géneros: Acción (45 %), Comedia (35 %) y Documentales (20 %). Se sabe que la probabilidad de que un…

En una plataforma de streaming, el contenido se divide en tres géneros: Acción (45 %), Comedia (35 %) y Documentales (20 %). Se sabe que la probabilidad de que un usuario termine de ver una película completa si es de Acción es de $0,7$; si es de Comedia es de $0,85$, y si es un Documental es de $0,5$. Elegida una película al azar de la plataforma, calcula la probabilidad de que un usuario la vea hasta el final.

0,45 0,35 0,20 0,70 0,30 0,85 0,15 0,50 0,50 Acción Comedia Documental Termina No termina Termina No termina Termina No termina 0,45 × 0,70 = 0,315 0,35 × 0,85 = 0,2975 0,20 × 0,50 = 0,100
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En un festival de música, el $70\ \%$ de los asistentes son locales y el $30\ \%$ son turistas. Se sabe que el $20\ \%$ de los locales compra merchandising del evento,…

En un festival de música, el $70\ \%$ de los asistentes son locales y el $30\ \%$ son turistas. Se sabe que el $20\ \%$ de los locales compra merchandising del evento, mientras que entre los turistas ese porcentaje sube al $60\ \%$. Si seleccionamos a una persona del festival al azar, ¿cuál es la probabilidad de que no compre merchandising?

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En una fábrica de componentes para smartphones, el $5\,\%$ de las pantallas producidas por la mañana son defectuosas, mientras que por la tarde el porcentaje de defectos…

En una fábrica de componentes para smartphones, el $5\,\%$ de las pantallas producidas por la mañana son defectuosas, mientras que por la tarde el porcentaje de defectos sube al $8\,\%$. El volumen de producción es constante durante toda la jornada, pero debido a un fallo en el sistema de almacenamiento, se mezclan los lotes de tres días consecutivos. El tercer día, una máquina nueva mejoró el rendimiento, haciendo que solo el $2\,\%$ de las pantallas de ese día fueran defectuosas. Si se elige una pantalla al azar del almacén (que contiene la producción total de los tres días), calcula la probabilidad de que la pantalla no sea defectuosa.

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Experimentos en dos etapas

A veces la primera etapa cambia lo que hay en la segunda, por ejemplo cuando pasas una bolita de una urna a otra. Entonces las probabilidades condicionales se calculan con la composición nueva de la urna, y el resultado de la primera etapa define cada rama.

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Un estudio sobre hábitos de sueño en adolescentes revela que el $40\ \%$ duerme menos de 7 horas, el $50\ \%$ entre 7 y 9 horas, y el $10\ \%$ más de 9 horas. La…

Un estudio sobre hábitos de sueño en adolescentes revela que el $40\ \%$ duerme menos de 7 horas, el $50\ \%$ entre 7 y 9 horas, y el $10\ \%$ más de 9 horas. La probabilidad de tener dificultades de concentración durante el día es de $0,8$ para los que duermen menos de 7 horas, $0,2$ para el grupo intermedio y $0,1$ para los que duermen más de 9 horas. En el diagrama se resumen estos datos. Determina la probabilidad de que un adolescente elegido al azar tenga dificultades de concentración.

Diagrama de árbol: horas de sueño (menos de 7, entre 7 y 9, más de 9) con probabilidades 0,4; 0,5 y 0,1, y en cada rama dificultades de concentración (C) o no (C′)Menos de 7 hEntre 7 y 9 hMás de 9 h0,40,50,10,80,20,20,80,10,9Dificultad (C)Sin dificultad (C′)Dificultad (C)Sin dificultad (C′)Dificultad (C)Sin dificultad (C′)
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Tenemos dos urnas con composiciones diferentes. La Urna 1 contiene 4 bolas rojas y 6 azules. La Urna 2 contiene 7 bolas rojas y 3 azules. Se lanza un dado equilibrado:…

Tenemos dos urnas con composiciones diferentes. La Urna 1 contiene 4 bolas rojas y 6 azules. La Urna 2 contiene 7 bolas rojas y 3 azules. Se lanza un dado equilibrado: si sale un número primo, se extrae una bola de la Urna 1 y se introduce en la Urna 2, para luego extraer una bola definitiva de esta segunda urna. Si sale un número no primo, se extrae una bola de la Urna 2 y se introduce en la Urna 1, para luego extraer la bola definitiva de la Urna 1. Calcula la probabilidad de que la bola extraída al final de todo el proceso sea de color rojo.

Lanza un dado Sale PRIMO (2, 3, 5) P = 1/2 ? Sale NO PRIMO (1, 4, 6) P = 1/2 ? Urna 1 4 Rojas, 6 Azules Extracción ? P(Roja) Urna 2 7 Rojas, 3 Azules Extracción ? P(Roja)
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Cuando falta un dato

Planteo de la probabilidad total con una probabilidad desconocida x dentro de una rama. P(A) = P(B₁)·P(A|B₁) + P(B₂)·P(A|B₂) + P(B₃)·x dato conocido = P(A) → despeja la única incógnita x el resto de la ecuación son datos del enunciado
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En un laboratorio de biotecnología se están estudiando tres cepas bacterianas diferentes: $A$, $B$ y $C$. Se sabe que el $40\,\%$ de las muestras contienen la cepa $A$,…

En un laboratorio de biotecnología se están estudiando tres cepas bacterianas diferentes: $A$, $B$ y $C$. Se sabe que el $40\,\%$ de las muestras contienen la cepa $A$, el $35\,\%$ la cepa $B$ y el resto la cepa $C$. La probabilidad de que un antibiótico específico elimine la bacteria es de $0,8$ para la cepa $A$ y de $0,5$ para la cepa $B$. Si se sabe que la probabilidad total de que el antibiótico elimine una bacteria elegida al azar es del $62\,\%$, calcula razonadamente la probabilidad de que el antibiótico sea eficaz contra la cepa $C$.

Cepa Bacteriana Eficacia Antibiótico Prob. Total 0,40 0,35 0,25 (resto) A B C 0,8 0,2 0,5 0,5 x 1-x E E' E E' E E' P(E)=0,62 E: Eliminada E': No eliminada
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Una empresa de logística utiliza tres rutas para repartir paquetes en una gran ciudad: Norte ($R_1$), Centro ($R_2$) y Sur ($R_3$). El $30\,\%$ de los envíos van por…

Una empresa de logística utiliza tres rutas para repartir paquetes en una gran ciudad: Norte ($R_1$), Centro ($R_2$) y Sur ($R_3$). El $30\,\%$ de los envíos van por $R_1$, el $50\,\%$ por $R_2$ y el $20\,\%$ por $R_3$. Los retrasos son habituales debido al tráfico: en $R_1$ hay retraso el $15\,\%$ de las veces y en $R_3$ el $25\,\%$. Se sabe que la probabilidad de que un paquete llegue a tiempo es de $0,82$. Determina el porcentaje de paquetes que sufren retrasos cuando circulan por la ruta del Centro ($R_2$).

D: Retraso T: A tiempo 0,30 0,50 0,20 0,15 0,85 ? 1 - ? 0,25 0,75 R₁ (Norte) R₂ (Centro) R₃ (Sur) D T D T D T P(T) = 0,82 (Dato global) P(D|R₂) = ? (Incógnita)
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Vuelve al principio: la probabilidad de que falle un celular cualquiera de la tienda es la suma, sobre cada proveedor, de su peso por su tasa de fallas.

Resumen

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