Conceptos de probabilidad

Clasifica los siguientes experimentos como aleatorios o deterministas, justificando brevemente tu respuesta en cada caso:

1. a) Observar si el próximo autobús que pase por la parada frente a la escuela secundaria es de la línea 5.
2. b) Medir el tiempo que tarda un objeto en caer al suelo desde una altura de 2 pies en condiciones de vacío.
3. c) Predecir el ganador del próximo sorteo de la lotería.
4. d) Calcular el costo de 3 libras de manzanas si sabemos que el precio es de $1,50 \text{ \$/kg}$.

Estamos jugando con una ruleta dividida en ocho sectores iguales, numerados del 1 al 8. Escribe el espacio muestral $E$ de este experimento y describe los elementos de los siguientes sucesos:

1. a) $A =$ "Obtener un número mayor que 5".
2. b) $B =$ "Obtener un número par".
3. c) $C =$ "Obtener un múltiplo de 3".

En un bombo de lotería hay bolas numeradas del 1 al 20. Si extraemos una bola al azar, clasifica los siguientes sucesos en elementales o compuestos:

1. a) $S_1 =$ {obtener el número 13}.
2. b) $S_2 =$ {obtener un número primo menor que 10}.
3. c) $S_3 =$ {obtener un múltiplo de 7}.
4. d) $S_4 =$ {obtener el mayor número par de la bolsa}.

En tu teléfono celular tienes instaladas 3 apps de redes sociales, 2 de juegos y 1 de música. Al recibir una notificación, esta puede provenir de cualquiera de estas apps con la misma probabilidad.

1. a) Define el espacio muestral $E$ de este experimento aleatorio.
2. b) Describe el suceso $A$ = "La notificación no es de una red social".
3. c) Escribe un suceso imposible relacionado con este contexto.

En una bolsa de deporte hay 4 camisetas rojas, 3 azules y 1 blanca. Si extraemos una camiseta sin mirar, indica cuál de las siguientes opciones describe mejor la probabilidad de cada suceso (usa los términos: muy probable, poco probable, imposible, seguro):

1. a) Sacar una camiseta de color verde.
2. b) Sacar una camiseta que no sea blanca.
3. c) Sacar una camiseta roja, azul o blanca.
4. d) Sacar una camiseta azul.

En un juego de cartas coleccionables de fantasía, un mazo contiene las siguientes cartas: 8 de tipo "Guerrero", 6 de tipo "Mago", 4 de tipo "Elfo" y 2 de tipo "Dragón". Si sacas una carta al azar, calcula la probabilidad de que:

1. a) Sea un "Mago".
2. b) Sea un "Guerrero" o un "Elfo".
3. c) No sea un "Dragón".

En una feria tecnológica hay una ruleta dividida en 12 sectores iguales numerados del 1 al 12. El juego consiste en hacer girar la ruleta y observar el número premiado.

1. a) Halla la probabilidad de obtener un número primo.
2. b) Halla la probabilidad de obtener un número mayor que 4 y menor que 9.
3. c) Si ganamos un premio si sale un múltiplo de 3 o un número impar, ¿cuál es la probabilidad de ganar?

Consideramos el experimento aleatorio de elegir al azar una letra de la palabra MATEMATICAS. Define los siguientes conceptos asociados a este experimento:

1. a) El espacio muestral $E$.
2. b) El suceso $V =$ "Elegir una vocal".
3. c) El suceso $C =$ "Elegir una consonante".
4. d) Comprueba si $V$ y $C$ son sucesos contrarios.

Un dado tiene sus caras pintadas de colores: 3 caras son rojas, 2 son verdes y 1 es amarilla. Si lanzamos el dado al aire:

1. a) ¿Cuál es la probabilidad de "obtener color rojo"? Expresa el resultado como fracción.
2. b) ¿Cuál es la probabilidad de "no obtener color rojo"?
3. c) ¿Cómo se llama técnicamente al suceso del apartado b) respecto al del apartado a)?

De una baraja española de 40 cartas se extrae una carta al azar. Dados los sucesos $A =$ "Sacar un Rey" y $B =$ "Sacar una carta de Oros", indica:

1. a) ¿Son $A$ y $B$ sucesos compatibles o incompatibles? ¿Por qué?
2. b) ¿Cuál es el suceso intersección $A \cap B$?
3. c) Describe con palabras el suceso unión $A \cup B$.

Se realiza una encuesta a los 30 alumnos de una clase sobre sus preferencias de streaming. Se sabe que 18 alumnos ven Netflix ($N$), 12 ven Disney+ ($D$) y 5 alumnos ven ambas plataformas. Si elegimos un alumno al azar:

1. a) Utiliza un diagrama de Venn para representar la situación.
2. b) Calcula la probabilidad de que el alumno vea solo Netflix.
3. c) Calcula la probabilidad de que el alumno no vea ninguna de las dos plataformas (suceso contrario a la unión).

Consideramos el experimento aleatorio de lanzar dos dados cúbicos y sumar sus puntuaciones. Sean los sucesos:

• $A$ = "La suma es un número par".

• $B$ = "La suma es un múltiplo de 5".

1. a) Calcula $P(A)$ y $P(B)$.
2. b) ¿Son los sucesos $A$ y $B$ compatibles o incompatibles? Justifica tu respuesta encontrando los elementos de $A \cap B$.
3. c) Calcula la probabilidad de la unión $P(A \cup B)$.

En una escuela secundaria de Houston, el $60\%$ de los alumnos de 8.º grado utiliza la plataforma Twitch, el $50\%$ utiliza TikTok y el $20\%$ no utiliza ninguna de las dos. Si elegimos un alumno al azar, calcula la probabilidad de los siguientes sucesos:

1. a) Que utilice ambas plataformas.

1. b) Que utilice TikTok pero no Twitch.

1. c) ¿Son los sucesos "Usar Twitch" y "Usar TikTok" incompatibles? Justifica tu respuesta utilizando los valores de las probabilidades.

Se lanzan dos monedas al aire y se anota el resultado (C para Cara, X para Cruz).

1. a) Utiliza un diagrama de árbol para hallar todos los resultados posibles.
2. b) Escribe el espacio muestral del experimento.
3. c) ¿Cuál es el suceso elemental "sacar dos caras"?

Para ir a un festival, Lucía tiene en su armario 3 sudaderas (negra, blanca y roja) y 2 pantalones (jeans y deportivo).

1. a) Dibuja el diagrama de árbol que represente todas las combinaciones posibles de vestimenta (sudaderas y pantalones).
2. b) ¿Cuál es la probabilidad de que Lucía elija la sudadera roja?
3. c) ¿Cuál es la probabilidad de que no elija el pantalón deportivo?

Un grupo de amigos crea una clave de seguridad para su servidor de videojuegos. La clave debe tener 3 caracteres distintos elegidos entre las letras $\{A, B, C\}$ y los números $\{1, 2, 3\}$.

1. a) Describe el espacio muestral $\Omega$ si el primer carácter debe ser obligatoriamente una letra y el último un número.

1. b) Si se elige una clave al azar de entre todas las posibles (sin las restricciones del apartado anterior, pero manteniendo que los 3 caracteres sean distintos), ¿cuál es la probabilidad de que la clave esté formada solo por números?

Un creador de contenido ha lanzado un dado de 8 caras ($octaedro$) 500 veces para comprobar si está trucado. Los resultados obtenidos para la cara con el número "8" se muestran en la siguiente tabla:

1. a) Calcula las frecuencias relativas para cada etapa del experimento.
2. b) ¿Hacia qué valor parece estabilizarse la probabilidad de obtener un "8"?
3. c) Si el dado fuera perfecto (regular), ¿cuál debería ser su probabilidad teórica según la Ley de Laplace?

Lanzamos un dado de seis caras que sospechamos que está trucado. Tras lanzarlo 500 veces, hemos obtenido las siguientes frecuencias: el número 6 ha salido 125 veces, el número 1 ha salido 40 veces, y los números 2, 3, 4 y 5 han salido con la misma frecuencia entre ellos.

1. a) Calcula la frecuencia relativa del suceso "Obtener un 6".

1. b) Según la Ley de los Grandes Números, ¿qué probabilidad le asignarías al suceso "Obtener un número menor que 6"?

1. c) Si el dado no estuviera trucado, ¿cuál sería la probabilidad teórica de obtener un 6? Compara ambos resultados.

En una convención de videojuegos, se clasificó a 200 asistentes según su edad y su consola preferida, obteniendo la siguiente tabla de contingencia:

Si seleccionamos un asistente al azar, halla la probabilidad de que:

1. a) Prefiera Nintendo.
2. b) Sea mayor de 14 años.
3. c) Sea menor de 14 años y prefiera PlayStation.
4. d) Sabiendo que prefiere Nintendo, sea menor de 14 años.

En un campeonato de E-sports, se analizan los periféricos que usan 120 participantes. Se sabe que 75 usan teclado mecánico y el resto de membrana. De los que usan teclado mecánico, 45 usan también mouse inalámbrico. En total, hay 65 participantes que usan mouse inalámbrico.

1. a) Organiza estos datos en una tabla de contingencia.

1. b) Si elegimos un participante al azar, ¿cuál es la probabilidad de que use teclado de membrana y mouse con cable?

1. c) Si sabemos que un participante usa mouse inalámbrico, ¿cuál es la probabilidad de que su teclado sea de membrana?

Un dron de entrega debe aterrizar en una parcela cuadrada de $10$ pies de lado. Dentro de la parcela hay una zona circular de seguridad (donde no debe aterrizar) con un radio de $2$ pies, y una zona de aterrizaje óptimo que es un pequeño cuadrado central de $1$ pie de lado.

Suponiendo que el dron aterriza en cualquier punto de la parcela con la misma probabilidad:

1. a) ¿Cuál es la probabilidad de que el dron aterrice en la zona de aterrizaje óptimo?

1. b) ¿Cuál es la probabilidad de que aterrice fuera de la zona circular de seguridad? (Usa $\pi \approx 3,14$).

Dos populares streamers, Alba y Brais, van a realizar una colaboración. Tienen una urna con 4 tarjetas de retos físicos y 6 tarjetas de retos mentales. Deciden sacar dos tarjetas sucesivamente y sin devolución.

1. a) Dibuja el diagrama de árbol que represente todas las posibilidades y asigna la probabilidad a cada rama.

1. b) Calcula la probabilidad de que el segundo reto extraído sea mental, sabiendo que el primero fue físico.

1. c) ¿Cuál es la probabilidad de que realicen un reto de cada tipo?

Un juego de mesa consiste en lanzar una moneda y, según el resultado, hacer lo siguiente:

• Si sale cara, se lanza un dado de 4 caras (numeradas del 1 al 4).

• Si sale cruz, se extrae una bola de una urna que contiene 2 bolas rojas y 3 bolas verdes.

1. a) Representa el experimento mediante un diagrama de árbol.

1. b) Calcula la probabilidad de obtener un número par en el dado si la moneda salió cara.

1. c) ¿Cuál es la probabilidad total de que el resultado final del experimento sea una bola roja?

En una final de un torneo de tenis entre Carlos y Rafa, gana el primero que consiga vencer en 3 sets. El torneo se interrumpe por lluvia cuando Carlos va ganando 2 sets a 1. Sabiendo que ambos tienen la misma probabilidad de ganar cada set restante:

1. a) Utiliza un diagrama de árbol para calcular la probabilidad que tiene cada uno de ganar el torneo si se hubiera seguido jugando.

1. b) Si el premio total es de $\$12.000$, ¿cómo debería repartirse de forma justa según las probabilidades de victoria de cada uno en el momento de la interrupción?