Matemáticas, PAU y EBAU

Ejercicios resueltos probabilidad bayes sucesos distribucion normal

Estudiante estudiando en verano

Biblioteca Marlu Educativa® · 2.º Bachillerato y PAU

Probabilidad, Bayes, binomial y distribución normalProbabilidad y distribuciones · 2.º Bachillerato

Aprende a elegir el suceso, reconocer la condición y justificar cada cálculo. El cuaderno reúne ejercicios de Ciencias y Ciencias Sociales, con el desarrollo y la comprobación junto a cada enunciado.

  • 84 ejercicios resueltos
  • 76 modelos paso a paso
  • 8 ejercicios finales
  • Formulario en 2 folios

84 ejercicios con solución y comprobación · Elaboración propia de Marlu Educativa. El formulario se imprime aparte.

Ficha de clase · 6 actividades · Nombre __________________ Grupo ______ Fecha ______

Formulario esencial · Sucesos, Bayes, binomial y normal · Dos folios de consulta

Ir a los ejerciciosConsultar el formulario8 ejercicios finales

Elige qué necesitas practicar

Antes de sustituir los datos

  1. Escribe el suceso. «Al menos uno» es una unión; «ambos», una intersección; «sabiendo que» introduce una condición.
  2. Elige el modelo. Comprueba independencia, reposición y qué significa cada parámetro.
  3. Calcula e interpreta. Conserva decimales intermedios, redondea al final y responde a lo que se pregunta.

Formulario esencial de probabilidad

Las fórmulas de consulta ocupan dos folios al imprimir. Cada una indica qué permite calcular. La tabla completa de la normal queda como consulta aparte en esta página.

Ver el formulario: fórmulas esenciales y uso de la tabla normal

Sucesos, probabilidad total, Bayes y binomial

\(A^c\) significa que no ocurre \(A\). \(A\cap B\), que ocurren ambos. \(A\cup B\), que ocurre al menos uno.

1. Sucesos y complementarios

Traduce la pregunta antes de sustituir los datos
Qué se pideFórmula
Casos equiprobables\(P(A)=\text{casos favorables}/\text{casos posibles}\). Solo si todos los resultados tienen la misma probabilidad.
No ocurre A\(P(A^c)=1-P(A)\)
A o B, incluidos ambos\(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\)
Solo A / solo B\(P(A\cap B^c)=P(A)-P(A\cap B)\)
\(P(A^c\cap B)=P(B)-P(A\cap B)\)
Ninguno\(P(A^c\cap B^c)=1-P(A\cup B)\)
Exactamente uno\(P(A)+P(B)-2P(A\cap B)\)
No ocurren ambos a la vez\(P(A^c\cup B^c)=1-P(A\cap B)\)

De Morgan. \((A\cup B)^c=A^c\cap B^c\) y \((A\cap B)^c=A^c\cup B^c\). No es lo mismo ninguno que no ambos.

2. Condicionada, intersección e independencia

El suceso situado después de la barra es la información conocida
Sabiendo que ha ocurrido B\(P(A\mid B)=P(A\cap B)/P(B)\), con \(P(B)>0\)
Complementario con la misma condición\(P(A^c\mid B)=1-P(A\mid B)\), con \(P(B)>0\)
Sabiendo que no ocurre B\(P(A\mid B^c)=\dfrac{P(A)-P(A\cap B)}{1-P(B)}\), con \(P(B)<1\)
Multiplicar por un camino\(P(A\cap B)=P(A)P(B\mid A)=P(B)P(A\mid B)\). Las condicionadas requieren \(P(A)>0\) y \(P(B)>0\), respectivamente.
Independientes\(P(A\cap B)=P(A)P(B)\). Saber uno no cambia la probabilidad del otro, cuando la condición tiene probabilidad positiva.
Incompatibles\(A\cap B=\varnothing\). Si ambos tienen probabilidad positiva, no son independientes.

3. Probabilidad total y Bayes

Los grupos no se solapan y abarcan toda la población. Con dos grupos \(A,B\) y un resultado \(R\), escribimos

\[P(R)=P(A)P(R\mid A)+P(B)P(R\mid B).\]

Si la población se reparte entre tres grupos \(A,B,C\), se añade \(P(C)P(R\mid C)\). Total reúne todos los caminos que terminan en \(R\).

\[P(A\mid R)=\frac{P(A)P(R\mid A)}{P(R)},\qquad P(R)>0.\]

Bayes pregunta por el grupo cuando ya conocemos el resultado. Si se conoce el resultado contrario, usa \(P(R^c\mid A)=1-P(R\mid A)\) en todos los grupos.

4. Binomial

\(X\sim B(n,p)\) cuenta éxitos en \(n\) ensayos independientes, con dos resultados y la misma probabilidad \(p\) en cada ensayo.

\[P(X=k)=\binom nk p^k(1-p)^{n-k},\qquad \binom nk=\frac{n!}{k!(n-k)!}.\]

\(k=0,1,\ldots,n\), \(0!=1\). El coeficiente cuenta en qué ensayos aparecen los éxitos. Por ejemplo, \(\binom52=10\).

Casos habituales de la binomial
Como máximo 2\(P(X\le2)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)\)
Al menos 1 / al menos k\(P(X\ge1)=1-(1-p)^n\)
\(P(X\ge k)=1-P(X\le k-1)\)
Media, varianza y desviación\(\mu=np,\quad \sigma^2=np(1-p),\quad \sigma=\sqrt{np(1-p)}\)

Distribución normal y consulta de la tabla

Escribimos \(X\sim N(\mu,\sigma)\), con \(\sigma>0\): el segundo parámetro es la desviación típica. Para usar la tabla, tipifica primero

\[Z=\frac{X-\mu}{\sigma}\sim N(0,1),\qquad \Phi(z)=P(Z\le z).\]

5. Probabilidades directas

La tabla acumulada izquierda da Φ(z)
Por debajo de a\(P(X\le a)=\Phi((a-\mu)/\sigma)\)
Por encima de a\(P(X\ge a)=1-\Phi((a-\mu)/\sigma)\)
Entre a y b, con a < b\(P(a\le X\le b)=\Phi((b-\mu)/\sigma)-\Phi((a-\mu)/\sigma)\)
Valor negativo / punto aislado\(\Phi(-z)=1-\Phi(z)\). En una normal, \(P(X=a)=0\); incluir el extremo no cambia el área.

6. Buscar un valor, un percentil o un parámetro

Si \(P(X\le x)=p\), busca \(z_p\) con \(\Phi(z_p)=p\). Después, \(x=\mu+\sigma z_p\).

Convierte primero el dato en una acumulada izquierda
Queda un q por encimaBusca \(p=1-q\). Por ejemplo, si queda un 5 % por encima, busca \(p=0{,}95\).
Intervalo central de probabilidad cBusca \(p=(1+c)/2\). Los extremos son \(\mu-\sigma z_p\) y \(\mu+\sigma z_p\).
Media o desviación desconocidaDe \(x=\mu+\sigma z_p\): \(\mu=x-\sigma z_p\); \(\sigma=(x-\mu)/z_p\) si \(z_p\ne0\). Con dos datos, plantea las dos ecuaciones.

7. Cómo se busca en la tabla

Lectura directa. Para \(z=1{,}23\), fila 1,2 y columna 0,03: \(\Phi(1{,}23)\approx0{,}8907\). Para \(-1{,}23\), resta a uno: \(0{,}1093\). Para una cola derecha, también se resta a uno.

Lectura inversa. Busca la probabilidad dentro de la tabla y recupera fila y columna. Para \(p=0{,}95\), interpolando entre 1,64 y 1,65 o con calculadora, \(z\approx1{,}645\); para \(p=0{,}05\), \(z\approx-1{,}645\). Usa la precisión y el procedimiento admitidos en tu prueba.

Comprueba el encabezado. Si la tabla da el área de 0 a z, para \(z\ge0\) se suma 0,5. Si da cola derecha, se resta a uno. En este cuaderno la tabla es acumulada izquierda.

8. De binomial a normal: corrección de continuidad

Para aproximar \(B(n,p)\), usa \(Y\sim N(np,\sqrt{np(1-p)})\). Comprueba el modelo y el criterio de tu convocatoria; un control habitual es \(np\ge5\) y \(n(1-p)\ge5\).

k, a y b son enteros; ajusta primero el primer y el último valor admitidos
BinomialNormal aproximadaBinomialNormal aproximada
\(X\le k\)\(Y\le k+0{,}5\)\(X\lt k\)\(Y\le k-0{,}5\)
\(X\ge k\)\(Y\ge k-0{,}5\)\(X\gt k\)\(Y\ge k+0{,}5\)
\(X=k\)\(k-0{,}5\le Y\le k+0{,}5\)
\(a\le X\le b\)\(a-0{,}5\le Y\le b+0{,}5\)

Las fórmulas de continuidad se aplican a valores del recorrido binomial. Si el suceso ya es imposible o seguro, su probabilidad exacta es 0 o 1. No se corrige la continuidad cuando X ya es normal.

Sucesos: unión, contrarios e independencia

Distingue «ninguno», «solo uno» y «no ambos», completa las cuatro regiones y comprueba si los datos permiten responder.

Ejercicio 1 · Aprobar al menos una asignatura

La probabilidad de aprobar Matemáticas es \(0{,}74\); la de aprobar Física, \(0{,}58\), y la de aprobar ambas, \(0{,}42\). Calcula la probabilidad de aprobar al menos una, de no aprobar ninguna y de aprobar solo Matemáticas.

Ver solución y comprobación
Identificar las regiones.

Sean \(M\) y \(F\) los sucesos de aprobar cada asignatura. Al menos una es \(M\cup F\); solo Matemáticas es \(M\cap F^c\).

Calcular la unión y su complementario. \[P(M\cup F)=0{,}74+0{,}58-0{,}42=0{,}90.\]\[P(M^c\cap F^c)=1-0{,}90=0{,}10.\]
Separar solo Matemáticas. \[P(M\cap F^c)=0{,}74-0{,}42=0{,}32.\]
Comprobación.

Las cuatro regiones valen \(0{,}42\), \(0{,}32\), \(0{,}16\) y \(0{,}10\): son no negativas y suman uno.

Diagrama de Venn de los sucesos aprobar Matemáticas y aprobar Física Dos círculos que se solapan. La intersección representa al alumnado que aprueba ambas asignaturas. MF M ∩ F0,42 solo Msolo F
Las cuatro regiones son disjuntas y suman uno. El dibujo representa las relaciones entre sucesos; las áreas no están a escala de sus probabilidades.

Ejercicio 2 · Recuperar la intersección a partir de la unión

Sean \(P(A)=0{,}62\), \(P(B)=0{,}48\) y \(P(A\cup B)=0{,}82\). Calcula la probabilidad de ambos, de solo \(B\) y de que ocurra exactamente uno de los dos.

Ver solución y comprobación
Despejar la intersección. \[P(A\cap B)=0{,}62+0{,}48-0{,}82=0{,}28.\]
Obtener las dos partes exclusivas. \[P(A\cap B^c)=0{,}62-0{,}28=0{,}34,\qquad P(A^c\cap B)=0{,}48-0{,}28=0{,}20.\]
Sumar exactamente uno.

Las dos partes anteriores no pueden ocurrir a la vez:

\[P(\text{exactamente uno})=0{,}34+0{,}20=0{,}54.\]
Comprobación.

También \(P(\text{exactamente uno})=P(A\cup B)-P(A\cap B)=0{,}82-0{,}28=0{,}54\).

Ejercicio 3 · Independientes, pero compatibles

Se sabe que \(P(A)=0{,}35\), \(P(B)=0{,}40\) y \(P(A\cap B)=0{,}14\). Decide si son independientes, si son incompatibles y calcula la probabilidad de que no ocurra ninguno.

Ver solución y comprobación
Comprobar la independencia. \[P(A)P(B)=0{,}35\cdot0{,}40=0{,}14=P(A\cap B).\]

Son independientes.

Distinguir la incompatibilidad.

No son incompatibles, porque \(P(A\cap B)=0{,}14>0\): pueden ocurrir ambos.

Calcular ninguno. \[P(A^c\cap B^c)=1-\bigl(0{,}35+0{,}40-0{,}14\bigr)=0{,}39.\]
Comprobación.

La independencia de los complementarios da el mismo valor: \((1-0{,}35)(1-0{,}40)=0{,}65\cdot0{,}60=0{,}39\).

Ejercicio 4 · Cuatro regiones a partir de la independencia

Los sucesos \(A\) y \(B\) son independientes, con \(P(A)=0{,}60\) y \(P(B)=0{,}25\). Calcula la probabilidad de ambos, de solo \(A\), de ninguno y de exactamente uno.

Ver solución y comprobación
Usar el producto para ambos. \[P(A\cap B)=0{,}60\cdot0{,}25=0{,}15.\]
Obtener las regiones restantes. \[P(A\cap B^c)=0{,}60-0{,}15=0{,}45.\]\[P(A^c\cap B)=0{,}25-0{,}15=0{,}10,\qquad P(A^c\cap B^c)=0{,}40\cdot0{,}75=0{,}30.\]
Sumar las alternativas exclusivas. \[P(\text{exactamente uno})=0{,}45+0{,}10=0{,}55.\]
Comprobación.

Las cuatro regiones suman \(0{,}15+0{,}45+0{,}10+0{,}30=1\).

Ejercicio 5 · Incompatibles no significa complementarios

Los sucesos \(A\) y \(B\) son incompatibles y tienen probabilidades \(0{,}35\) y \(0{,}25\). Calcula la unión y la probabilidad de ninguno. Decide si son independientes y si son complementarios.

Ver solución y comprobación
Aplicar la incompatibilidad.

Como \(A\cap B=\varnothing\), no hay intersección que restar:

\[P(A\cup B)=0{,}35+0{,}25=0{,}60.\]
Calcular lo que queda fuera. \[P(A^c\cap B^c)=1-0{,}60=0{,}40.\]

No son complementarios: no cubren todo el espacio.

Contrastar la independencia. \[P(A\cap B)=0\ne0{,}35\cdot0{,}25=0{,}0875.\]

No son independientes.

Comprobación.

Se puede repartir el espacio en tres regiones disjuntas de probabilidades \(0{,}35\), \(0{,}25\) y \(0{,}40\).

Ejercicio 6 · Un suceso y su contrario

Un suceso \(A\) tiene probabilidad \(0{,}36\) y \(B=A^c\). Halla \(P(B)\), \(P(A\cap B)\) y \(P(A\cup B)\). ¿Son independientes?

Ver solución y comprobación
Usar el complementario. \[P(B)=P(A^c)=1-0{,}36=0{,}64.\]
Identificar las operaciones.

Un suceso y su contrario no ocurren juntos y entre ambos cubren todos los resultados:

\[A\cap B=\varnothing,\qquad A\cup B=\Omega.\]

Sus probabilidades son, respectivamente, \(0\) y \(1\).

Comprobar la independencia. \[P(A)P(B)=0{,}36\cdot0{,}64=0{,}2304\ne0=P(A\cap B).\]

No son independientes.

Comprobación.

Los sucesos son complementarios e incompatibles, pero sus probabilidades positivas impiden la independencia.

Ejercicio 7 · Cuando un suceso está incluido en otro

Se cumple \(B\subseteq A\), \(P(A)=0{,}72\) y \(P(B)=0{,}28\). Calcula \(P(A\cup B)\), \(P(A\cap B^c)\) y \(P(A^c\cap B)\). Decide si \(A\) y \(B\) son independientes.

Ver solución y comprobación
Traducir la inclusión.

Si ocurre \(B\), también ocurre \(A\). Por ello, \(A\cup B=A\) y \(A\cap B=B\):

\[P(A\cup B)=0{,}72,\qquad P(A\cap B)=0{,}28.\]
Separar las diferencias. \[P(A\cap B^c)=0{,}72-0{,}28=0{,}44,\qquad P(A^c\cap B)=0.\]
Comprobar el producto. \[P(A)P(B)=0{,}72\cdot0{,}28=0{,}2016\ne0{,}28.\]

No son independientes.

Comprobación.

Las regiones posibles tienen probabilidades \(0{,}28\), \(0{,}44\) y \(0{,}28\), que suman uno.

Ejercicio 8 · De Morgan con una unión de contrarios

Sean \(P(A)=0{,}62\), \(P(B)=0{,}44\) y \(P(A^c\cup B^c)=0{,}78\). Calcula la intersección, la unión y la probabilidad de ninguno.

Ver solución y comprobación
Reconocer el complementario.

Por De Morgan, \(A^c\cup B^c=(A\cap B)^c\):

\[P(A\cap B)=1-0{,}78=0{,}22.\]
Calcular al menos uno. \[P(A\cup B)=0{,}62+0{,}44-0{,}22=0{,}84.\]
Obtener ninguno. \[P(A^c\cap B^c)=1-0{,}84=0{,}16.\]
Comprobación.

Las regiones de solo \(A\), solo \(B\), ambos y ninguno valen \(0{,}40\), \(0{,}22\), \(0{,}22\) y \(0{,}16\).

Ejercicio 9 · De ninguno a ambos

En una población, \(P(A)=0{,}58\), \(P(B)=0{,}47\) y \(P(A^c\cap B^c)=0{,}14\). Calcula la probabilidad de al menos uno, de ambos y de solo \(A\).

Ver solución y comprobación
Tomar el complementario de ninguno. \[P(A\cup B)=1-0{,}14=0{,}86.\]
Despejar ambos. \[P(A\cap B)=0{,}58+0{,}47-0{,}86=0{,}19.\]
Restar la parte común. \[P(A\cap B^c)=0{,}58-0{,}19=0{,}39.\]
Comprobación.

Solo \(B\) vale \(0{,}28\); así, \(0{,}39+0{,}28+0{,}19+0{,}14=1\).

Ejercicio 10 · Distinguir solo A de solo B

Se sabe que \(P(A)=0{,}61\), \(P(B^c)=0{,}48\) y \(P(A\cap B^c)=0{,}26\). Calcula \(P(A\cap B)\), \(P(A^c\cap B)\) y \(P(A\cup B)\).

Ver solución y comprobación
Recuperar B y la intersección. \[P(B)=1-0{,}48=0{,}52,\qquad P(A\cap B)=0{,}61-0{,}26=0{,}35.\]
Calcular solo B.

Ahora se resta la intersección de \(B\), no de \(A\):

\[P(A^c\cap B)=0{,}52-0{,}35=0{,}17.\]
Reunir las regiones de la unión. \[P(A\cup B)=0{,}26+0{,}35+0{,}17=0{,}78.\]
Comprobación.

La región de ninguno vale \(0{,}22\) y recupera \(P(B^c)=0{,}26+0{,}22=0{,}48\).

Ejercicio 11 · Leer una tabla de grupo y opinión

De \(200\) personas, \(80\) pertenecen al grupo \(G\); entre ellas, \(56\) están a favor de una propuesta. Entre las otras \(120\), hay \(54\) a favor. Sea \(F\) el suceso «estar a favor». Completa la tabla y calcula \(P(G\cup F)\), \(P(G^c\cap F)\) y si \(G\) y \(F\) son independientes.

Ver solución y comprobación
Completar la tabla.
Grupo y opinión de las 200 personas
GrupoFF contrarioTotal
G562480
G contrario5466120
Total11090200
Elegir las celdas favorables. \[P(G\cup F)=\frac{80+54}{200}=0{,}67,\qquad P(G^c\cap F)=\frac{54}{200}=0{,}27.\]
Contrastar la independencia. \[P(G\cap F)=\frac{56}{200}=0{,}28\ne\frac{80}{200}\cdot\frac{110}{200}=0{,}22.\]

No son independientes.

Comprobación.

La unión excluye solo las \(66\) personas que no pertenecen a \(G\) ni están a favor: \(1-66/200=0{,}67\).

Ejercicio 12 · Completar una tabla con porcentajes

El \(64\%\) de una población estudia inglés, el \(30\%\) practica deporte y el \(22\%\) no hace ninguna de las dos actividades. Completa las cuatro regiones y calcula la probabilidad de hacer exactamente una. ¿Son independientes estudiar inglés y practicar deporte?

Ver solución y comprobación
Hallar la parte común.

Sean \(I\) y \(D\) los dos sucesos. La unión vale \(1-0{,}22=0{,}78\):

\[P(I\cap D)=0{,}64+0{,}30-0{,}78=0{,}16.\]
Completar las cuatro regiones.
Reparto de la población en porcentajes
RegiónAmbasSolo inglésSolo deporteNinguna
Porcentaje16 %48 %14 %22 %
\[P(\text{exactamente una})=0{,}48+0{,}14=0{,}62.\]
Comprobar la independencia. \[P(I)P(D)=0{,}64\cdot0{,}30=0{,}192\ne0{,}16.\]

No son independientes.

Comprobación.

Los porcentajes suman \(16+48+14+22=100\) y recuperan los dos datos iniciales.

Ejercicio 13 · Pasar de probabilidades a recuentos

Un grupo tiene \(240\) integrantes. El \(50\%\) pertenece a \(A\), el \(40\%\) a \(B\) y el \(25\%\) a ambos. Calcula cuántos pertenecen a cada una de las cuatro regiones y la probabilidad de pertenecer exactamente a uno.

Ver solución y comprobación
Calcular los recuentos iniciales. \[N(A)=0{,}50\cdot240=120,\quad N(B)=0{,}40\cdot240=96,\quad N(A\cap B)=0{,}25\cdot240=60.\]
Separar las cuatro regiones.

Solo \(A\): \(120-60=60\); solo \(B\): \(96-60=36\); ambos: \(60\); ninguno: \(240-60-36-60=84\).

Calcular exactamente uno. \[P(\text{exactamente uno})=\frac{60+36}{240}=0{,}40.\]
Comprobación.

Los cuatro recuentos suman \(60+36+60+84=240\); ninguna persona se cuenta dos veces.

Ejercicio 14 · Una probabilidad desconocida

Sean \(P(B)=0{,}42\), \(P(A\cap B)=0{,}18\) y \(P(A\cup B)=0{,}76\). Halla \(P(A)\), \(P(A^c\cap B)\) y la probabilidad de ninguno.

Ver solución y comprobación
Despejar A en la unión. \[P(A)=0{,}76-0{,}42+0{,}18=0{,}52.\]
Calcular solo B. \[P(A^c\cap B)=0{,}42-0{,}18=0{,}24.\]
Obtener ninguno. \[P(A^c\cap B^c)=1-0{,}76=0{,}24.\]
Comprobación.

Solo \(A\) vale \(0{,}34\), y \(0{,}34+0{,}24+0{,}18+0{,}24=1\).

Ejercicio 15 · Despejar una probabilidad usando independencia

Dos sucesos son independientes y verifican \(P(A)=2/3\), \(P(B)=p\) y \(P(A\cup B)=5/6\). Halla \(p\) y calcula \(P(A^c\cap B)\) y \(P(A^c\cap B^c)\).

Ver solución y comprobación
Sustituir la intersección por el producto. \[\frac56=\frac23+p-\frac23p=\frac23+\frac13p\quad\Longrightarrow\quad p=\frac12.\]
Calcular solo B. \[P(A^c\cap B)=\frac12-\frac23\cdot\frac12=\frac16.\]
Calcular ninguno. \[P(A^c\cap B^c)=1-\frac56=\frac16.\]
Comprobación.

Las regiones de ambos, solo \(A\), solo \(B\) y ninguno valen \(1/3\), \(1/3\), \(1/6\) y \(1/6\).

Ejercicio 16 · Una intersección con parámetro

Sean \(P(A)=0{,}55\), \(P(B)=0{,}45\) y \(P(A\cap B)=t\). Determina los valores admisibles de \(t\), la probabilidad de exactamente uno en función de \(t\) y el valor que hace independientes a \(A\) y \(B\).

Ver solución y comprobación
Exigir regiones no negativas.

Las cuatro regiones son \(t\), \(0{,}55-t\), \(0{,}45-t\) y \(t\). Todas son no negativas exactamente si

\[0\le t\le0{,}45.\]
Excluir la intersección de ambos lados. \[P(\text{exactamente uno})=(0{,}55-t)+(0{,}45-t)=1-2t.\]
Imponer la independencia. \[t=P(A)P(B)=0{,}55\cdot0{,}45=0{,}2475.\]

Está dentro del intervalo admisible.

Comprobación.

Para \(t=0{,}2475\), las regiones son \(0{,}2475\), \(0{,}3025\), \(0{,}2025\) y \(0{,}2475\), que suman uno.

Ejercicio 17 · Una marginal con parámetro

Se conoce \(P(A)=t\), \(P(B)=0{,}40\) y \(P(A\cap B)=0{,}15\). Halla los valores admisibles de \(t\), expresa la unión en función de \(t\) y determina cuándo son independientes.

Ver solución y comprobación
Construir las cuatro regiones.

Ambos: \(0{,}15\); solo \(A\): \(t-0{,}15\); solo \(B\): \(0{,}25\); ninguno: \(0{,}75-t\). Por tanto,

\[0{,}15\le t\le0{,}75.\]
Expresar la unión. \[P(A\cup B)=t+0{,}40-0{,}15=t+0{,}25.\]
Resolver el criterio de independencia. \[0{,}15=0{,}40t\quad\Longrightarrow\quad t=0{,}375.\]

Es admisible, luego proporciona una solución válida.

Comprobación.

Con \(t=0{,}375\), las regiones valen \(0{,}15\), \(0{,}225\), \(0{,}25\) y \(0{,}375\), y suman uno.

Ejercicio 18 · Detectar datos incompatibles entre sí

Un enunciado afirma que \(P(A)=0{,}42\), \(P(B)=0{,}31\) y \(P(A\cap B)=0{,}35\). Explica por qué esos datos son imposibles. Manteniendo las dos marginales, ¿qué valores podría tener la intersección?

Ver solución y comprobación
Comparar una parte con el total.

Como \(A\cap B\subseteq B\), debe cumplirse \(P(A\cap B)\le P(B)\). Aquí \(0{,}35>0{,}31\), luego los datos no pueden proceder de un mismo experimento.

Obtener las restricciones superiores.

La intersección no puede superar ninguna marginal:

\[P(A\cap B)\le\min(0{,}42,0{,}31)=0{,}31.\]
Comprobar el límite inferior.

Para una intersección \(x\), la región de ninguno vale \(1-0{,}42-0{,}31+x=0{,}27+x\). Basta exigir \(x\ge0\), de modo que

\[0\le P(A\cap B)\le0{,}31.\]
Comprobación.

El dato erróneo daría una probabilidad de solo \(B\) igual a \(0{,}31-0{,}35=-0{,}04\), lo que confirma la contradicción.

Ejercicio 19 · Lo que no permiten deducir dos marginales

Solo se conoce \(P(A)=0{,}50\) y \(P(B)=0{,}40\). Una solución da \(P(A\cup B)=0{,}70\). ¿Está justificado? Determina el intervalo posible de la unión y su valor si además se sabe que son independientes.

Ver solución y comprobación
Identificar el dato que falta.

Sin conocer la intersección, la unión no queda determinada. Si \(x=P(A\cap B)\),

\[P(A\cup B)=0{,}90-x.\]
Establecer el intervalo posible.

Las regiones no negativas permiten \(0\le x\le0{,}40\). Por ello,

\[0{,}50\le P(A\cup B)\le0{,}90.\]
Añadir la hipótesis de independencia. \[x=0{,}50\cdot0{,}40=0{,}20,\qquad P(A\cup B)=0{,}90-0{,}20=0{,}70.\]

El resultado propuesto es posible, pero no se deduce de los datos iniciales.

Comprobación.

Por ejemplo, \(x=0{,}10\) también es admisible y produce una unión de \(0{,}80\): las dos marginales no bastan.

Ejercicio 20 · Incompatibilidad con una probabilidad desconocida

Dos sucesos incompatibles cumplen \(P(A)=p\), \(P(B)=2p\), y la probabilidad de que no ocurra ninguno es \(0{,}25\). Halla \(p\), la probabilidad de exactamente uno y si son independientes.

Ver solución y comprobación
Usar que la unión es el complementario de ninguno. \[P(A\cup B)=1-0{,}25=0{,}75.\]
Despejar p y resolver exactamente uno.

Al ser incompatibles, la unión es la suma y coincide con exactamente uno:

\[p+2p=0{,}75\quad\Longrightarrow\quad p=0{,}25,\qquad P(\text{exactamente uno})=0{,}75.\]
Comprobar la independencia. \[P(A)P(B)=0{,}25\cdot0{,}50=0{,}125\ne0=P(A\cap B).\]

No son independientes.

Comprobación.

Las regiones de solo \(A\), solo \(B\) y ninguno valen \(0{,}25\), \(0{,}50\) y \(0{,}25\).

Ejercicio 21 · Tarjetas numeradas: unión e independencia

Se elige al azar una de doce tarjetas numeradas del \(1\) al \(12\), todas equiprobables. Sea \(A\): «número par» y \(B\): «múltiplo de tres». Calcula la probabilidad de al menos uno y de ninguno. ¿Son independientes?

Ver solución y comprobación
Contar los casos de cada suceso.

Hay seis pares, cuatro múltiplos de tres y dos números de ambos tipos: \(6\) y \(12\).

\[P(A)=\frac6{12}=\frac12,\quad P(B)=\frac4{12}=\frac13,\quad P(A\cap B)=\frac2{12}=\frac16.\]
Calcular unión y ninguno. \[P(A\cup B)=\frac{6+4-2}{12}=\frac23,\qquad P(A^c\cap B^c)=1-\frac23=\frac13.\]
Contrastar el producto. \[P(A)P(B)=\frac12\cdot\frac13=\frac16=P(A\cap B).\]

Son independientes.

Comprobación.

Las tarjetas fuera de ambos sucesos son \(1,5,7,11\): cuatro entre doce, como se había obtenido.

Ejercicio 22 · La independencia también hay que comprobarla en dados

Se lanzan dos dados equilibrados de seis caras de forma independiente. Sean \(A\): «el primer dado es par» y \(B\): «la suma es al menos nueve». Calcula \(P(A\cap B)\), estudia si \(A\) y \(B\) son independientes y halla \(P(A\cup B)\).

Ver solución y comprobación
Contar entre los 36 pares equiprobables.

Hay \(18\) resultados de \(A\). Las sumas \(9,10,11,12\) aportan \(4+3+2+1=10\) resultados de \(B\).

Contar la intersección y contrastar independencia.

Si el primer dado es \(2\), no hay casos; si es \(4\), hay dos; si es \(6\), hay cuatro:

\[P(A\cap B)=\frac6{36}=\frac16\ne\frac{18}{36}\cdot\frac{10}{36}=\frac5{36}.\]

Los dados son independientes, pero estos dos sucesos no lo son.

Obtener la unión. \[P(A\cup B)=\frac{18+10-6}{36}=\frac{22}{36}=\frac{11}{18}.\]
Comprobación.

Los casos favorables a la unión son \(18\) con el primer dado par y otros \(4\) con el primer dado impar y suma al menos nueve: \(18+4=22\).

Probabilidad condicionada y extracciones

La condición cambia el grupo de referencia. Con reposición y sin ella, escribe las probabilidades de cada etapa antes de multiplicar.

Ejercicio 23 · Leer una tabla con la condición correcta

Una encuesta recoge estos datos de 120 estudiantes. Se elige uno al azar. Calcula la probabilidad de que use transporte público sabiendo que cursa Ciencias y la de que curse Ciencias sabiendo que usa transporte público. ¿Son independientes esos dos sucesos?

Modalidad y uso de transporte público
ModalidadUsa transporte públicoNo lo usaTotal
Ciencias361854
Humanidades244266
Total6060120
Ver solución y comprobación
Fijar el grupo que ya conocemos.

Sean \(C\) el suceso «cursa Ciencias» y \(T\), «usa transporte público». En \(P(T\mid C)\), solo contamos los 54 estudiantes de Ciencias.

\[P(T\mid C)=\frac{36}{54}=\frac{2}{3}.\]
Invertir la condición.

Ahora el grupo de referencia lo forman los 60 usuarios del transporte público. De ellos, 36 cursan Ciencias.

\[P(C\mid T)=\frac{36}{60}=\frac{3}{5}.\]
Comprobar la independencia. \[P(T)=\frac{60}{120}=\frac12\ne\frac23=P(T\mid C).\]

Los sucesos no son independientes. Conocer la modalidad cambia la probabilidad de usar ese transporte.

Comprobación.

También \(P(C\cap T)=36/120=3/10\), mientras que \(P(C)P(T)=(54/120)(60/120)=9/40\). Los resultados son distintos.

Ejercicio 24 · Sabiendo que ha ocurrido al menos uno

Sean \(P(A)=0{,}62\), \(P(B)=0{,}38\) y \(P(A\cap B)=0{,}28\). Se sabe que ha ocurrido al menos uno de los dos sucesos. Calcula la probabilidad de que hayan ocurrido ambos y la de que haya ocurrido exactamente uno.

Ver solución y comprobación
Escribir la condición.

La información recibida es \(A\cup B\). Su probabilidad será el denominador de las dos respuestas.

\[P(A\cup B)=0{,}62+0{,}38-0{,}28=0{,}72.\]
Calcular la probabilidad de ambos.

El suceso \(A\cap B\) está incluido en \(A\cup B\).

\[P(A\cap B\mid A\cup B)=\frac{0{,}28}{0{,}72}=\frac{7}{18}.\]
Separar exactamente uno.

Dentro de la unión, lo que no pertenece a la intersección corresponde a exactamente uno.

\[P(\text{exactamente uno}\mid A\cup B)=\frac{0{,}72-0{,}28}{0{,}72}=\frac{11}{18}.\]
Comprobación.

Una vez conocida la unión, «ambos» y «exactamente uno» son las dos posibilidades excluyentes: \(7/18+11/18=1\).

Ejercicio 25 · Dos dados con una suma conocida

Se lanzan de forma independiente dos dados equilibrados, uno rojo y otro azul. Se sabe que la suma es 8. Calcula la probabilidad de que el dado rojo muestre un 5 y la de que alguno de los dos muestre un 5.

Ver solución y comprobación
Reducir los resultados posibles.

Los pares indican primero el resultado rojo y después el azul. De los 36 pares equiprobables, solo estos cumplen la condición:

\[(2,6),\ (3,5),\ (4,4),\ (5,3),\ (6,2).\]

Los cinco siguen siendo equiprobables al condicionar por la suma.

Fijarse en el dado rojo.

Solo el par (5,3) tiene un 5 en el dado rojo.

\[P(\text{rojo igual a }5\mid\text{suma }8)=\frac{1}{5}.\]
Considerar los dos dados.

Sirven (3,5) y (5,3). No puede salir un 5 en ambos porque la suma sería 10.

\[P(\text{algún }5\mid\text{suma }8)=\frac{2}{5}.\]
Comprobación.

Por simetría, el dado azul tiene probabilidad \(1/5\) de mostrar un 5 bajo esa condición. Los dos casos son incompatibles y suman \(2/5\).

Ejercicio 26 · Revisar la independencia al recibir información

Se lanza un dado equilibrado. Sean \(A\) «sale un número par» y \(B\) «sale un múltiplo de 3». Comprueba si son independientes. Después se informa de que no ha salido el 1. ¿Siguen siendo independientes dentro de los resultados que quedan?

Ver solución y comprobación
Comprobar el experimento inicial.

Tenemos \(A=\{2,4,6\}\), \(B=\{3,6\}\) y \(A\cap B=\{6\}\).

\[P(A)=\frac12,\qquad P(B)=\frac13,\qquad P(A\cap B)=\frac16=\frac12\cdot\frac13.\]

Por tanto, al principio sí son independientes.

Contar tras conocer el dato.

Sea \(C\) «no sale el 1». Quedan cinco caras equiprobables: 2, 3, 4, 5 y 6.

\[P(A\mid C)=\frac35,\qquad P(B\mid C)=\frac25,\qquad P(A\cap B\mid C)=\frac15.\]
Repetir la comparación. \[\frac35\cdot\frac25=\frac{6}{25}\ne\frac15.\]

Con la información nueva ya no son independientes. La comprobación debe hacerse dentro del grupo condicionado.

Comprobación.

Entre los múltiplos de 3 posibles, 3 y 6, la mitad son pares. Ese \(1/2\) no coincide con los \(3/5\) de pares que hay entre las cinco caras permitidas.

Ejercicio 27 · Dos bolas rojas sin devolver la primera

Una urna contiene 7 bolas rojas y 5 azules. Se extraen dos al azar, sin reposición y con todas las bolas disponibles equiprobables. Calcula la probabilidad de obtener dos rojas y la de que la segunda sea roja sabiendo que la primera ha sido azul.

Ver solución y comprobación
Actualizar después de una roja.

Si la primera es roja, quedan 6 rojas entre 11 bolas. Multiplicamos las probabilidades de ese camino:

\[P(R_1\cap R_2)=\frac{7}{12}\cdot\frac{6}{11}=\frac{7}{22}.\]
Usar la información de la primera azul.

Una primera azul deja intactas las 7 rojas. El total baja a 11.

\[P(R_2\mid A_1)=\frac{7}{11}.\]
Distinguir las dos condiciones.

Si la primera hubiera sido roja, tendríamos \(P(R_2\mid R_1)=6/11\), no \(7/11\). Las extracciones no son independientes.

Comprobación.

Tras una primera azul, las dos ramas siguientes suman \(7/11+4/11=1\); tras una roja, \(6/11+5/11=1\).

Ejercicio 28 · El efecto de devolver la bola

Una urna contiene 7 bolas blancas y 3 negras. Se extraen dos al azar. Calcula la probabilidad de obtener colores distintos y la de que la segunda sea blanca sabiendo que la primera es negra. Resuelve primero sin reposición y después devolviendo la primera bola antes de la segunda extracción.

Ver solución y comprobación
Calcular sin reposición.

Los colores distintos corresponden a los caminos \(BN\) y \(NB\). La segunda extracción usa nueve bolas.

\[P(\text{distintos})=\frac{7}{10}\cdot\frac39+\frac{3}{10}\cdot\frac79=\frac{7}{15}.\]\[P(B_2\mid N_1)=\frac79.\]
Calcular con reposición.

Al devolver la bola, la composición vuelve a ser la inicial. La segunda extracción es independiente de la primera.

\[P(\text{distintos})=\frac{7}{10}\cdot\frac{3}{10}+\frac{3}{10}\cdot\frac{7}{10}=\frac{21}{50}.\]\[P(B_2\mid N_1)=\frac{7}{10}.\]
Comparar los modelos.

Sin reposición, una primera negra deja más proporción de blancas: \(7/9>7/10\). No se pueden conservar los denominadores 10 cuando la bola no se devuelve.

Comprobación.

Los complementarios «mismo color» valen \(8/15\) sin reposición y \(29/50\) con ella. Cada pareja de probabilidades suma uno.

Ejercicio 29 · Un orden concreto y todos los órdenes

Una urna contiene 3 bolas rojas y 2 azules. Se extraen tres al azar y sin reposición. Calcula la probabilidad del orden roja, azul, roja y la de obtener exactamente dos rojas, sea cual sea el orden.

Ver solución y comprobación
Seguir el orden pedido.

En el camino \(RAR\), quedan dos azules tras la primera extracción y dos rojas tras la segunda.

\[P(RAR)=\frac35\cdot\frac24\cdot\frac23=\frac15.\]
Escribir los otros órdenes posibles. \[P(RRA)=\frac35\cdot\frac24\cdot\frac23=\frac15,\]\[P(ARR)=\frac25\cdot\frac34\cdot\frac23=\frac15.\]
Sumar caminos incompatibles.

Exactamente dos rojas puede ocurrir por RRA, RAR o ARR. Los tres caminos son disjuntos.

\[P(\text{dos rojas})=\frac15+\frac15+\frac15=\frac35.\]
Comprobación.

Tres rojas tiene probabilidad \(1/10\) y exactamente una roja, \(3/10\). No pueden salir tres azules. Así, \(1/10+3/5+3/10=1\).

Ejercicio 30 · Tres extracciones y el complementario

Una bolsa contiene 5 fichas rojas y 3 azules. Se sacan tres al azar, sin devolverlas. Calcula la probabilidad de obtener al menos una roja y la de obtener exactamente una roja.

Ver solución y comprobación
Elegir el camino complementario.

No obtener ninguna roja significa sacar las tres azules. Es un único camino:

\[P(AAA)=\frac38\cdot\frac27\cdot\frac16=\frac{1}{56}.\]\[P(\text{al menos una roja})=1-\frac{1}{56}=\frac{55}{56}.\]
Fijar una posición para la única roja. \[P(RAA)=\frac58\cdot\frac37\cdot\frac26=\frac{5}{56}.\]

Los órdenes ARA y AAR también dan \(5/56\). En los tres caminos se multiplican los numeradores 5, 3 y 2 y los denominadores 8, 7 y 6.

Reunir las tres posiciones.

La roja puede ocupar la primera, la segunda o la tercera posición.

\[P(\text{exactamente una roja})=\frac{5}{56}+\frac{5}{56}+\frac{5}{56}=\frac{15}{56}.\]
Comprobación.

Las tres rojas tienen probabilidad \(10/56\) y exactamente dos rojas, \(30/56\). Junto con los otros casos: \((1+15+30+10)/56=1\).

Ejercicio 31 · Tres cargos distintos, sin repetir personas

Un equipo está formado por 4 personas de la sección A y 6 de la sección B. Se sortean, en este orden, presidencia, secretaría y vocalía entre las personas que aún no han salido. Calcula la probabilidad de que la presidencia sea de A y los otros dos cargos de B. Si ya se sabe que la presidencia es de A y la secretaría de B, ¿qué probabilidad hay de que la vocalía sea de A?

Ver solución y comprobación
Seguir la asignación A, B, B.

No se puede asignar más de un cargo a la misma persona. Los totales bajan de 10 a 9 y a 8.

\[P(ABB)=\frac{4}{10}\cdot\frac69\cdot\frac58=\frac16.\]
Partir de los dos cargos ya conocidos.

Tras elegir una persona de A y una de B, quedan 3 de A y 5 de B. La condición ya está dada: no volvemos a multiplicar por su probabilidad.

\[P(\text{vocalía de A}\mid\text{presidencia de A y secretaría de B})=\frac38.\]
Distinguir conjunta y condicionada.

El primer cálculo describe tres elecciones desde el principio. El segundo empieza después de conocer las dos primeras y solo considera las ocho personas restantes.

Comprobación.

Bajo la condición, la vocalía es de A con probabilidad \(3/8\) y de B con \(5/8\). Son las dos posibilidades y suman uno.

Ejercicio 32 · Las dos primeras personas son de cursos distintos

Hay 5 estudiantes de primero y 3 de segundo. Se eligen tres al azar, uno detrás de otro y sin repetir. Calcula la probabilidad de que los dos primeros sean de cursos distintos y el tercero de primero. Después calcula la probabilidad de que el tercero sea de primero sabiendo que los dos anteriores son de cursos distintos.

Ver solución y comprobación
Separar los dos órdenes admitidos.

Escribimos \(P\) para primero y \(S\) para segundo. Los caminos pedidos son \(PSP\) y \(SPP\).

\[P(PSP)=\frac58\cdot\frac37\cdot\frac46=\frac{5}{28},\]\[P(SPP)=\frac38\cdot\frac57\cdot\frac46=\frac{5}{28}.\]
Obtener la probabilidad conjunta. \[P(\text{dos primeros distintos y tercero de primero})=\frac{5}{28}+\frac{5}{28}=\frac{5}{14}.\]
Condicionar por lo ya sucedido.

Si los dos primeros son de cursos distintos, ha salido uno de cada curso, en cualquier orden. Quedan 4 de primero y 2 de segundo.

\[P(\text{tercero de primero}\mid\text{dos primeros distintos})=\frac46=\frac23.\]
Comprobación.

La condición tiene probabilidad \((5/8)(3/7)+(3/8)(5/7)=15/28\). El cociente \((5/14)/(15/28)=2/3\) confirma el recuento de los seis estudiantes restantes.

Probabilidad total y Bayes: grupos, tablas y urnas

La probabilidad total reúne los caminos del resultado observado. Bayes conserva los del origen que se pregunta y divide por ese total.

Ejercicio 33 · Defectos de dos fábricas

Una empresa recibe el 60 % de sus piezas de A y el 40 % de B. En A es defectuoso el 3 % y en B el 7 %. Se elige una pieza al azar. Calcula la probabilidad de que sea defectuosa y, si lo es, la de que proceda de B.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) significa «pieza defectuosa». Las procedencias A y B son excluyentes y reúnen todas las piezas.

Calcular la probabilidad total. \[\begin{aligned}P(D)&=P(A)P(D\mid A)+P(B)P(D\mid B)\\&=0{,}6\cdot0{,}03+0{,}4\cdot0{,}07=\frac{23}{500}=0{,}046.\end{aligned}\]
Aplicar Bayes.

El denominador reúne todos los casos del suceso observado; el numerador conserva los de \(B\).

\[P(B\mid D)=\frac{P(B)P(D\mid B)}{P(D)}=\frac{0{,}4\cdot0{,}07}{0{,}046}=\frac{14}{23}\approx0{,}6087.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(D\) son \(\frac{9}{23}\), \(\frac{14}{23}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 34 · Procedencia de una pieza sin defecto

El 70 % de unas piezas procede del taller A y el 30 % del taller B. Sus porcentajes de defectos son el 4 % y el 10 %, respectivamente. Elegida una pieza al azar, calcula la probabilidad de que no sea defectuosa y la de que proceda de A sabiendo que no tiene defecto.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) es «pieza defectuosa». Usamos el complementario dentro de cada grupo:

\[P(D^c\mid A)=0{,}96,\qquad P(D^c\mid B)=0{,}9.\]
Calcular la probabilidad total. \[\begin{aligned}P(D^c)&=P(A)P(D^c\mid A)+P(B)P(D^c\mid B)\\&=0{,}7\cdot0{,}96+0{,}3\cdot0{,}9=\frac{471}{500}=0{,}942.\end{aligned}\]
Aplicar Bayes. \[P(A\mid D^c)=\frac{P(A)P(D^c\mid A)}{P(D^c)}=\frac{0{,}7\cdot0{,}96}{0{,}942}=\frac{112}{157}\approx0{,}7134.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(D^c\) son \(\frac{112}{157}\), \(\frac{45}{157}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 35 · Una entrega que llega tarde

Una mensajería utiliza la ruta A en el 45 % de sus envíos y la B en el 55 %. Se retrasa el 8 % de los envíos de A y el 4 % de los de B. Calcula la probabilidad de retraso y la de haber utilizado A si el envío ha llegado tarde.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(R\) es «el envío se retrasa». Un retraso puede proceder de cualquiera de las dos rutas.

Calcular la probabilidad total. \[P(R)=0{,}45\cdot0{,}08+0{,}55\cdot0{,}04=\frac{29}{500}=0{,}058.\]
Aplicar Bayes. \[P(A\mid R)=\frac{0{,}45\cdot0{,}08}{0{,}058}=\frac{18}{29}\approx0{,}6207.\]
Comprobación.

La probabilidad total queda entre las de las procedencias: \(0{,}04\le 0{,}058\le 0{,}08\). Los pesos de los grupos suman uno.

Ejercicio 36 · Pago con tarjeta o en efectivo

En una tienda, el 65 % de las compras se paga con tarjeta y el resto en efectivo. Se devuelve el 6 % de las compras con tarjeta y el 2 % de las pagadas en efectivo. Calcula la probabilidad de devolución y la de que una compra devuelta se hubiera pagado en efectivo.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(T\) y \(E\) indican la forma de pago; \(V\), que se devuelve la compra. Cada compra pertenece a una sola forma de pago.

Calcular la probabilidad total. \[P(V)=0{,}65\cdot0{,}06+0{,}35\cdot0{,}02=\frac{23}{500}=0{,}046.\]
Aplicar Bayes. \[P(E\mid V)=\frac{0{,}35\cdot0{,}02}{0{,}046}=\frac{7}{46}\approx0{,}1522.\]
Comprobación.

El resultado recupera la probabilidad conjunta: \(\frac{7}{46}\cdot \frac{23}{500}=\frac{7}{1000}\), igual al producto del peso del grupo por su tasa.

Ejercicio 37 · Suspensos de dos grupos

El 40 % del alumnado de un centro pertenece al grupo A y el 60 % al B. Aprueba una prueba el 85 % de A y el 70 % de B. Calcula la probabilidad de suspender y la de pertenecer a B sabiendo que se ha suspendido.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(S\) es «suspender la prueba». Usamos el complementario dentro de cada grupo:

\[P(S\mid A)=0{,}15,\qquad P(S\mid B)=0{,}3.\]
Calcular la probabilidad total. \[P(S)=0{,}4\cdot0{,}15+0{,}6\cdot0{,}3=\frac{6}{25}=0{,}24.\]
Aplicar Bayes. \[P(B\mid S)=\frac{0{,}6\cdot0{,}3}{0{,}24}=\frac{3}{4}=0{,}75.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(S\) son \(\frac{1}{4}\), \(\frac{3}{4}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 38 · Tres máquinas y todas las procedencias

Las máquinas A, B y C fabrican el 20 %, el 30 % y el 50 % de las piezas de una fábrica. Son defectuosas el 1 %, el 3 % y el 4 % de sus respectivas producciones. Calcula la probabilidad de defecto y las tres probabilidades de procedencia si se encuentra un defecto.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) es «pieza defectuosa». Se suman tres caminos excluyentes, uno por máquina.

Calcular la probabilidad total. \[\begin{aligned}P(D)&=P(A)P(D\mid A)+P(B)P(D\mid B)+P(C)P(D\mid C)\\&=0{,}2\cdot0{,}01+0{,}3\cdot0{,}03+0{,}5\cdot0{,}04=\frac{31}{1000}=0{,}031.\end{aligned}\]
Aplicar Bayes.

El denominador reúne todos los casos del suceso observado; el numerador conserva los de \(C\).

\[P(C\mid D)=\frac{P(C)P(D\mid C)}{P(D)}=\frac{0{,}5\cdot0{,}04}{0{,}031}=\frac{20}{31}\approx0{,}6452.\]\[P(A\mid D)=\frac{2}{31}\approx0{,}0645,\qquad P(B\mid D)=\frac{9}{31}\approx0{,}2903.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(D\) son \(\frac{2}{31}\), \(\frac{9}{31}\), \(\frac{20}{31}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 39 · Becas en tres centros

El 30 % de un conjunto de estudiantes procede del centro A, el 45 % del B y el 25 % del C. Obtiene una beca el 20 % de A, el 12 % de B y el 8 % de C. Se elige un estudiante al azar. Calcula la probabilidad de que tenga beca y la de proceder de A si tiene beca.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(K\) significa «obtener beca». Las proporciones de cada centro se refieren al conjunto completo de estudiantes.

Calcular la probabilidad total. \[P(K)=0{,}3\cdot0{,}2+0{,}45\cdot0{,}12+0{,}25\cdot0{,}08=\frac{67}{500}=0{,}134.\]
Aplicar Bayes. \[P(A\mid K)=\frac{0{,}3\cdot0{,}2}{0{,}134}=\frac{30}{67}\approx0{,}4478.\]
Comprobación.

El resultado recupera la probabilidad conjunta: \(\frac{30}{67}\cdot \frac{67}{500}=\frac{3}{50}\), igual al producto del peso del grupo por su tasa.

Ejercicio 40 · Un libro en lengua extranjera

El 35 % de los libros de una biblioteca está en la sala A, el 40 % en la B y el 25 % en la C. Está escrito en lengua extranjera el 10 % de A, el 25 % de B y el 40 % de C. Se elige un libro al azar entre todos los de la biblioteca. Calcula la probabilidad de que sea de lengua extranjera y, si lo es, la de estar en C.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(L\) indica «libro en lengua extranjera». Elegir entre todos los libros conserva los pesos de las tres salas.

Calcular la probabilidad total. \[P(L)=0{,}35\cdot0{,}1+0{,}4\cdot0{,}25+0{,}25\cdot0{,}4=\frac{47}{200}=0{,}235.\]
Aplicar Bayes. \[P(C\mid L)=\frac{0{,}25\cdot0{,}4}{0{,}235}=\frac{20}{47}\approx0{,}4255.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(L\) son \(\frac{7}{47}\), \(\frac{20}{47}\), \(\frac{20}{47}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 41 · De una tabla a la probabilidad condicionada

En un curso hay 180 alumnos. La tabla recoge su grupo y si han aprobado. Elegido un alumno al azar, calcula la probabilidad de aprobar, la de pertenecer a B sabiendo que ha aprobado y la de aprobar sabiendo que pertenece a B.

Alumnado de cada grupo según el resultado
GrupoApruebaSuspendeTotal
A421860
B5466120
Total9684180
Ver solución y comprobación
Elegir el total de referencia.

Sea \(E\) el suceso «aprobar». Sin condición se consideran los 180 alumnos:

\[P(E)=\frac{96}{180}=\frac{8}{15}\approx0{,}5333.\]
Entre quienes han aprobado.

Ahora el grupo de referencia tiene 96 alumnos, de los que 54 pertenecen a B:

\[P(B\mid E)=\frac{54}{96}=\frac{9}{16}=0{,}5625.\]
Entre quienes pertenecen a B.

Al invertir la condición, el denominador cambia a los 120 alumnos de B:

\[P(E\mid B)=\frac{54}{120}=\frac{9}{20}=0{,}45.\]
Comprobación.

Las dos condicionadas no coinciden: \(9/16\ne9/20\). Comparten los 54 casos del numerador, pero no el grupo sobre el que se calcula la probabilidad.

Ejercicio 42 · Reconstruir el árbol a partir de cantidades

Una empresa revisa 500 componentes. De los 200 fabricados por A, 10 son defectuosos; de los 300 fabricados por B, 12 son defectuosos. Escribe las probabilidades de procedencia y de defecto en cada procedencia. Calcula después la probabilidad de defecto y la de proceder de A si un componente es defectuoso.

Ver solución y comprobación
Convertir las frecuencias en ramas. \[P(A)=\frac{200}{500}=0{,}4,\qquad P(B)=0{,}6,\]\[P(D\mid A)=\frac{10}{200}=0{,}05,\qquad P(D\mid B)=\frac{12}{300}=0{,}04.\]
Reunir los dos caminos. \[P(D)=0{,}4\cdot0{,}05+0{,}6\cdot0{,}04=0{,}044.\]
Calcular la procedencia entre los defectuosos. \[P(A\mid D)=\frac{0{,}4\cdot0{,}05}{0{,}044}=\frac5{11}\approx0{,}4545.\]
Comprobación.

Hay \(10+12=22\) defectuosos. El cálculo directo da \(P(D)=22/500=0{,}044\) y \(P(A\mid D)=10/22=5/11\).

Ejercicio 43 · Elegir una urna no es elegir una bola

La urna A contiene 3 bolas rojas y 2 azules; la B, 2 rojas y 8 azules. Compara dos experimentos. En el primero se elige una urna al azar, ambas con la misma probabilidad, y se extrae una bola. En el segundo se mezclan las 15 bolas y se elige una al azar. En cada experimento calcula la probabilidad de roja y la de que una bola roja proceda de A.

Ver solución y comprobación
Elegir primero una urna. \[P(R)=\frac12\cdot\frac35+\frac12\cdot\frac2{10}=\frac25,\]\[P(A\mid R)=\frac{(1/2)(3/5)}{2/5}=\frac34.\]
Elegir entre las quince bolas.

La urna A aporta cinco de las quince bolas. Ya no se elige cada urna con probabilidad 1/2:

\[P(R)=\frac5{15}=\frac13,\qquad P(A\mid R)=\frac35.\]
Explicar la diferencia.

En el primer experimento, cada bola de A pesa más que cada bola de B porque hay menos bolas en A. Al mezclar, todas las bolas tienen la misma probabilidad.

Comprobación.

En la mezcla, el árbol correcto da \((5/15)(3/5)+(10/15)(2/10)=5/15\). Cambiar el mecanismo de elección cambia las probabilidades.

Ejercicio 44 · Tres urnas con elección desigual

Se elige la urna A con probabilidad 0,5, la B con 0,3 y la C con 0,2. La proporción de bolas rojas es 2/5 en A, 3/4 en B y 1/2 en C. Tras elegir la urna se extrae una bola al azar. Calcula la probabilidad de roja y la de haber elegido B si sale roja.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(R\) es «extraer una bola roja». Las probabilidades de la primera elección son las del enunciado, no las cantidades de bolas.

Calcular la probabilidad total. \[\begin{aligned}P(R)&=P(A)P(R\mid A)+P(B)P(R\mid B)+P(C)P(R\mid C)\\&=0{,}5\cdot0{,}4+0{,}3\cdot0{,}75+0{,}2\cdot0{,}5=\frac{21}{40}=0{,}525.\end{aligned}\]
Aplicar Bayes. \[P(B\mid R)=\frac{P(B)P(R\mid B)}{P(R)}=\frac{0{,}3\cdot0{,}75}{0{,}525}=\frac{3}{7}\approx0{,}4286.\]
Comprobación.

La probabilidad total queda entre las de las procedencias: \(0{,}4\le 0{,}525\le 0{,}75\). Los pesos de los grupos suman uno.

Bayes con varias etapas y probabilidades desconocidas

Las extracciones, los traslados y las condiciones inversas exigen decidir qué cambia en cada camino.

Ejercicio 45 · Dos extracciones con reposición

Se elige al azar una de dos urnas, A o B. A contiene 4 bolas rojas y 2 azules, y B contiene 2 rojas y 4 azules. Se extraen dos bolas devolviendo la primera antes de sacar la segunda. Calcula la probabilidad de obtener dos rojas y la de haber elegido A sabiendo que ambas son rojas.

Ver solución y comprobación
Calcular las dos extracciones en cada urna.

Sea \(H\) el suceso «las dos bolas son rojas». La reposición mantiene la composición en la segunda extracción.

\[P(H\mid A)=\frac46\cdot\frac46=\frac{4}{9},\qquad P(H\mid B)=\frac26\cdot\frac26=\frac{1}{9}.\]
Obtener la probabilidad total. \[P(H)=\frac12\cdot\frac{4}{9}+\frac12\cdot\frac{1}{9}=\frac{5}{18}\approx0{,}2778.\]
Aplicar la condición final. \[P(A\mid H)=\frac{P(A)P(H\mid A)}{P(H)}=\frac{(1/2)(\frac{4}{9})}{\frac{5}{18}}=\frac{4}{5}=0{,}8.\]
Comprobación.

La probabilidad de que la urna sea B, conocidas las dos rojas, es \(\frac{1}{5}\). Ambas procedencias suman uno. Dos rojas son más probables en A, por eso su probabilidad final supera 1/2.

Ejercicio 46 · Dos extracciones sin reposición

Se elige al azar una de dos urnas, A o B. A contiene 4 bolas rojas y 2 azules, y B contiene 2 rojas y 4 azules. Se extraen dos bolas sin devolver la primera. Calcula la probabilidad de obtener dos rojas y la de haber elegido A sabiendo que ambas son rojas.

Ver solución y comprobación
Calcular las dos extracciones en cada urna.

Sea \(H\) el suceso «las dos bolas son rojas». Sin reposición, en la segunda extracción quedan cinco bolas y una roja menos si la primera era roja.

\[P(H\mid A)=\frac46\cdot\frac35=\frac{2}{5},\qquad P(H\mid B)=\frac26\cdot\frac15=\frac{1}{15}.\]
Obtener la probabilidad total. \[P(H)=\frac12\cdot\frac{2}{5}+\frac12\cdot\frac{1}{15}=\frac{7}{30}\approx0{,}2333.\]
Aplicar la condición final. \[P(A\mid H)=\frac{P(A)P(H\mid A)}{P(H)}=\frac{(1/2)(\frac{2}{5})}{\frac{7}{30}}=\frac{6}{7}\approx0{,}8571.\]
Comprobación.

La probabilidad de que la urna sea B, conocidas las dos rojas, es \(\frac{1}{7}\). Ambas procedencias suman uno. La segunda extracción usa 5 como denominador, no 6.

Ejercicio 47 · Trasladar una bola y buscar su color

La urna A contiene 3 bolas blancas y 2 negras; la B, 2 blancas y 4 negras. Se pasa al azar una bola de A a B y después se extrae al azar una bola de B. Calcula la probabilidad de que esta última sea blanca y la de que la bola trasladada fuera blanca si la extraída de B es blanca.

Ver solución y comprobación
Separar los colores que pueden trasladarse.

Sea \(T\) «trasladar una blanca» y \(W\) «extraer después una blanca de B». Tras el traslado, B tiene siempre siete bolas:

\[P(T)=\frac35,\quad P(T^c)=\frac25,\quad P(W\mid T)=\frac37,\quad P(W\mid T^c)=\frac27.\]
Reunir las dos maneras de extraer blanca. \[P(W)=\frac35\cdot\frac37+\frac25\cdot\frac27=\frac{13}{35}.\]
Averiguar el color trasladado. \[P(T\mid W)=\frac{(3/5)(3/7)}{13/35}=\frac9{13}\approx0{,}6923.\]
Comprobación.

La parte que corresponde a trasladar una negra es \((2/5)(2/7)=4/35\). Condicionada a extraer blanca, su probabilidad es \(4/13\), complementaria de \(9/13\).

Ejercicio 48 · La primera extracción decide la urna siguiente

La urna A contiene 2 bolas rojas y 3 azules. Se extrae una bola de A. Si es roja, se devuelve a A y se extrae otra de A. Si es azul, se deja fuera y la segunda bola se extrae de B, que contiene 4 rojas y 2 azules. Calcula la probabilidad de que la segunda bola sea roja y la de que la primera fuera azul si la segunda es roja.

Ver solución y comprobación
Traducir la regla de cambio.

Sean \(R_1\) y \(R_2\) los sucesos «roja en la primera» y «roja en la segunda». Cada color inicial determina una urna:

\[P(R_1)=\frac25,\quad P(R_2\mid R_1)=\frac25,\quad P(R_2\mid R_1^c)=\frac46.\]
Calcular la probabilidad de la segunda roja. \[P(R_2)=\frac25\cdot\frac25+\frac35\cdot\frac46=\frac{14}{25}=0{,}56.\]
Recuperar el color de la primera. \[P(R_1^c\mid R_2)=\frac{(3/5)(4/6)}{14/25}=\frac57\approx0{,}7143.\]
Comprobación.

La primera roja y la segunda roja tienen probabilidad \(4/25\). Entre las segundas rojas representan \((4/25)/(14/25)=2/7\); el resto es \(5/7\).

Ejercicio 49 · Un aviso del control de calidad

Un lote tiene un 5 % de piezas defectuosas. Un control emite un aviso en el 90 % de las piezas defectuosas, pero también en el 4 % de las correctas. Calcula la probabilidad de aviso y la de que una pieza sea defectuosa sabiendo que ha dado aviso.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) es «pieza defectuosa» y \(V\), «el control emite aviso». Un aviso puede ser correcto o proceder de una pieza sin defecto.

Calcular la probabilidad total. \[\begin{aligned}P(V)&=P(D)P(V\mid D)+P(D^c)P(V\mid D^c)\\&=0{,}05\cdot0{,}9+0{,}95\cdot0{,}04=\frac{83}{1000}=0{,}083.\end{aligned}\]
Aplicar Bayes.

El denominador reúne todos los casos del suceso observado; el numerador conserva los de \(D\).

\[P(D\mid V)=\frac{P(D)P(V\mid D)}{P(V)}=\frac{0{,}05\cdot0{,}9}{0{,}083}=\frac{45}{83}\approx0{,}5422.\]
Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(V\) son \(\frac{45}{83}\), \(\frac{38}{83}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 50 · Un resultado negativo del control

En una producción hay un 8 % de piezas defectuosas. Un aparato señala defecto en el 95 % de las defectuosas y en el 6 % de las correctas. Calcula la probabilidad de que no señale defecto y la de que una pieza sea realmente correcta si el aparato no señala defecto.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) es «pieza defectuosa» y \(V\), «el aparato señala defecto». Usamos el complementario dentro de cada grupo:

\[P(V^c\mid D)=0{,}05,\qquad P(V^c\mid D^c)=0{,}94.\]
Calcular la probabilidad total. \[P(V^c)=0{,}08\cdot0{,}05+0{,}92\cdot0{,}94=\frac{543}{625}=0{,}8688.\]
Aplicar Bayes. \[P(D^c\mid V^c)=\frac{0{,}92\cdot0{,}94}{0{,}8688}=\frac{1081}{1086}\approx0{,}9954.\]
Comprobación.

La probabilidad total queda entre las de las procedencias: \(0{,}05\le 0{,}8688\le 0{,}94\). Los pesos de los grupos suman uno.

Ejercicio 51 · Una inscripción que no continúa

El 55 % de los inscritos elige el curso A y el 45 % el B. Continúa hasta el final el 80 % de A y el 90 % de B. Calcula la probabilidad de abandonar antes del final y la de estar inscrito en A sabiendo que se ha abandonado.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(F\) es «continuar hasta el final». Usamos el complementario dentro de cada grupo:

\[P(F^c\mid A)=0{,}2,\qquad P(F^c\mid B)=0{,}1.\]
Calcular la probabilidad total. \[P(F^c)=0{,}55\cdot0{,}2+0{,}45\cdot0{,}1=\frac{31}{200}=0{,}155.\]
Aplicar Bayes. \[P(A\mid F^c)=\frac{0{,}55\cdot0{,}2}{0{,}155}=\frac{22}{31}\approx0{,}7097.\]
Comprobación.

El resultado recupera la probabilidad conjunta: \(\frac{22}{31}\cdot \frac{31}{200}=\frac{11}{100}\), igual al producto del peso del grupo por su tasa.

Ejercicio 52 · Hallar una proporción con Bayes

Una empresa compra piezas a A y B. En A es defectuoso el 2 % y en B el 8 %. Entre las piezas defectuosas, la mitad procede de A. Calcula qué proporción de todas las piezas se compra a A.

Ver solución y comprobación
Asignar la incógnita a la primera elección.

Sea \(D\) «pieza defectuosa» y \(x=P(A)\), con \(0\le x\le1\). Entonces \(P(B)=1-x\) y

\[P(D)=0{,}02x+0{,}08(1-x).\]
Usar la información de las piezas defectuosas. \[\frac{0{,}02x}{0{,}02x+0{,}08(1-x)}=\frac12.\]

El denominador es positivo para todo valor admisible de x. Multiplicamos y despejamos:

\[0{,}04x=0{,}02x+0{,}08-0{,}08x\quad\Longrightarrow\quad0{,}10x=0{,}08.\]
Interpretar la proporción. \[x=0{,}8.\]

Se compra a A el 80 % de las piezas.

Comprobación.

Con esos pesos, A aporta \(0{,}8\cdot0{,}02=0{,}016\) defectuosas y B aporta \(0{,}2\cdot0{,}08=0{,}016\). Cada procedencia representa la mitad de los defectos.

Ejercicio 53 · Hallar el peso de una ruta con la probabilidad total

Una empresa utiliza dos rutas. En A se retrasa el 10 % de los envíos y en B el 4 %. La probabilidad global de retraso es 0,064. Calcula qué proporción de envíos sigue A y la de que un envío retrasado haya seguido B.

Ver solución y comprobación
Plantear la probabilidad total con una incógnita.

Sea \(R\) «retraso» y \(x=P(A)\); el resto sigue B:

\[0{,}064=0{,}10x+0{,}04(1-x)=0{,}04+0{,}06x.\]
Despejar y comprobar el peso. \[x=\frac{0{,}064-0{,}04}{0{,}06}=0{,}4.\]

Por tanto, \(P(B)=0{,}6\). Los dos pesos son admisibles y suman uno.

Calcular la procedencia del retraso. \[P(B\mid R)=\frac{0{,}6\cdot0{,}04}{0{,}064}=\frac38=0{,}375.\]
Comprobación.

Los retrasos de A aportan \(0{,}4\cdot0{,}10=0{,}04\) y los de B, \(0{,}024\). Se recupera el total \(0{,}064\), y las probabilidades posteriores son \(5/8\) y \(3/8\).

Ejercicio 54 · Corregir una condición invertida

El 30 % de las reservas de un alojamiento se hace por la plataforma A y el 70 % por B. Se cancela el 12 % de las reservas de A y el 3 % de las de B. Un alumno afirma que, si una reserva está cancelada, la probabilidad de que proceda de A es 0,12. Explica el error y calcula esa probabilidad.

Ver solución y comprobación
Precisar qué significa el 0,12.

Sea \(C\) «cancelación». El dato es \(P(C\mid A)=0{,}12\): probabilidad de cancelar entre las reservas de A. Se pide \(P(A\mid C)\), cuya referencia son todas las reservas canceladas.

Calcular las cancelaciones de ambas plataformas. \[P(C)=0{,}3\cdot0{,}12+0{,}7\cdot0{,}03=0{,}057.\]
Resolver la condición que realmente se pide. \[P(A\mid C)=\frac{0{,}3\cdot0{,}12}{0{,}057}=\frac{12}{19}\approx0{,}6316.\]
Comprobación.

En un modelo de 1 000 reservas habría 36 canceladas de A y 21 de B. De las 57 cancelaciones, \(36/57=12/19\) proceden de A, no el 12 %.

Distribución binomial: probabilidades y parámetros

Cuenta éxitos en un número fijo de ensayos independientes con la misma probabilidad. Traduce primero «exactamente», «como máximo» y «al menos».

Ejercicio 55 · Exactamente cinco aciertos

Un alumno responde seis preguntas independientes. En cada una acierta con probabilidad \(0{,}8\). Calcula la probabilidad de acertar exactamente cinco.

Ver solución y comprobación
Elegir la variable.

\(X\) cuenta los aciertos. Hay seis ensayos independientes, con dos resultados y probabilidad constante, por lo que \(X\sim B(6,0{,}8)\).

Contar las posiciones del fallo.

Cinco aciertos implican un fallo, que puede ocupar cualquiera de las seis posiciones. Cada orden tiene probabilidad \(0{,}8^5\cdot0{,}2\).

Calcular. \[P(X=5)=\binom65\,0{,}8^5\cdot0{,}2=6\cdot0{,}8^5\cdot0{,}2=0{,}393216.\]

La probabilidad es aproximadamente \(0{,}3932\), un \(39{,}32\%\).

Comprobación.

Los seis órdenes son incompatibles y tienen la misma probabilidad; su suma coincide con el cálculo binomial.

Ejercicio 56 · Como máximo dos éxitos

Se realizan 12 ensayos independientes, con probabilidad de éxito \(0{,}25\) en cada uno. Si \(X\) cuenta los éxitos, calcula \(P(X\le2)\).

Ver solución y comprobación
Traducir como máximo.

\(X\sim B(12,0{,}25)\). Se incluyen cero, uno y dos éxitos.

Calcular los tres casos.

El coeficiente del caso de dos éxitos es \(\binom{12}{2}=12\cdot11/2=66\).

\[P(X=0)=0{,}75^{12}\approx0{,}0316764,\]\[P(X=1)=12\cdot0{,}25\cdot0{,}75^{11}\approx0{,}1267054,\]\[P(X=2)=66\cdot0{,}25^2\cdot0{,}75^{10}\approx0{,}2322932.\]
Sumar. \[P(X\le2)=P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)\approx0{,}3907.\]
Comprobación.

El complementario es \(P(X\ge3)\approx0{,}6093\); ambos resultados suman uno.

Ejercicio 57 · Al menos dos alumnos

Ocho alumnos resuelven un ejercicio de forma independiente. Cada uno lo resuelve correctamente con probabilidad \(0{,}3\). Calcula la probabilidad de que al menos dos lo resuelvan bien.

Ver solución y comprobación
Elegir el complementario.

\(X\sim B(8,0{,}3)\). En lugar de sumar los casos de dos a ocho, excluimos cero y uno.

Calcular los casos excluidos. \[P(X=0)=0{,}7^8=0{,}05764801,\]\[P(X=1)=8\cdot0{,}3\cdot0{,}7^7=0{,}19765032.\]
Restar de uno. \[P(X\ge2)=1-0{,}05764801-0{,}19765032=0{,}74470167\approx0{,}7447.\]
Comprobación.

La probabilidad de cero o uno es \(0{,}25529833\); junto con la de al menos dos completa uno.

Ejercicio 58 · Entre tres y cinco, ambos incluidos

Sea \(X\sim B(10,0{,}4)\). Calcula la probabilidad de obtener entre tres y cinco éxitos, incluyendo ambos extremos.

Ver solución y comprobación
Separar los valores incluidos. \[P(3\le X\le5)=P(X=3)+P(X=4)+P(X=5).\]
Aplicar la binomial. \[P(X=3)=\binom{10}{3}0{,}4^3\cdot0{,}6^7\approx0{,}2149908,\]\[P(X=4)\approx0{,}2508227,\qquad P(X=5)\approx0{,}2006581.\]
Sumar sin redondear antes. \[P(3\le X\le5)\approx0{,}6664716\approx0{,}6665.\]
Comprobación.

También se obtiene restando las acumuladas \(P(X\le5)-P(X\le2)\).

Ejercicio 59 · Media, varianza y desviación típica

Se repite diez veces, de forma independiente, una prueba con probabilidad de éxito \(0{,}2\). Halla la media, la varianza y la desviación típica del número \(X\) de éxitos.

Ver solución y comprobación
Identificar los parámetros.

El número de pruebas es fijo y la probabilidad no cambia, de modo que \(X\sim B(10,0{,}2)\).

Calcular media y varianza. \[\mu=np=10\cdot0{,}2=2,\qquad \sigma^2=np(1-p)=10\cdot0{,}2\cdot0{,}8=1{,}6.\]
Obtener la desviación. \[\sigma=\sqrt{1{,}6}\approx1{,}2649.\]

La media es de dos éxitos por cada grupo de diez pruebas; no significa que siempre se obtengan dos.

Comprobación.

\(\sigma^2=1{,}6\) y \((\sqrt{1{,}6})^2=1{,}6\); la media queda entre el mínimo cero y el máximo diez.

Ejercicio 60 · Hallar la probabilidad de éxito

Una variable \(X\sim B(4,p)\) cumple \(P(X=0)=0{,}6561\). Halla \(p\), la media y la desviación típica.

Ver solución y comprobación
Usar cero éxitos. \[(1-p)^4=0{,}6561=0{,}9^4.\]
Despejar dentro de su intervalo.

Como \(0\le1-p\le1\), tomamos la raíz no negativa:

\[1-p=0{,}9\quad\Longrightarrow\quad p=0{,}1.\]
Calcular los parámetros pedidos. \[\mu=4\cdot0{,}1=0{,}4,\qquad\sigma=\sqrt{4\cdot0{,}1\cdot0{,}9}=0{,}6.\]
Comprobación.

Al sustituir \(p=0{,}1\), se recupera \(P(X=0)=0{,}9^4=0{,}6561\).

Ejercicio 61 · Número mínimo de piezas que revisar

Cada pieza es defectuosa con probabilidad \(0{,}02\), de forma independiente. ¿Cuántas hay que revisar como mínimo para que la probabilidad de encontrar al menos una defectuosa sea igual o superior a \(0{,}90\)?

Ver solución y comprobación
Expresar al menos una.

Si se revisan \(n\) piezas, no encontrar ninguna tiene probabilidad \(0{,}98^n\).

\[1-0{,}98^n\ge0{,}90\quad\Longleftrightarrow\quad0{,}98^n\le0{,}10.\]
Despejar el número de ensayos. \[n\ln(0{,}98)\le\ln(0{,}10)\quad\Longrightarrow\quad n\ge\frac{\ln(0{,}10)}{\ln(0{,}98)}\approx113{,}9741.\]

Al dividir entre el logaritmo negativo cambia el sentido de la desigualdad.

Elegir el primer entero válido.

Hay que revisar 114 piezas.

Comprobación.

Con 113 piezas la probabilidad es \(0{,}8980\), menor que \(0{,}90\); con 114 es \(0{,}9001\), que ya alcanza el objetivo.

Distribución normal: áreas, percentiles y parámetros

En este cuaderno \(N(\mu,\sigma)\) utiliza la desviación típica como segundo parámetro. Tipifica, identifica el área y vuelve a las unidades del enunciado.

Ejercicio 62 · Probabilidad a la izquierda y a la derecha

Las puntuaciones de una prueba siguen \(X\sim N(70,8)\), con desviación típica 8 puntos. Calcula \(P(X<78)\) y \(P(X>78)\).

Ver solución y comprobación
Tipificar el corte. \[z=\frac{78-70}{8}=1.\]
Leer la acumulada izquierda. \[P(X<78)=\Phi(1)\approx0{,}8413.\]
Obtener la cola derecha. \[P(X>78)=1-\Phi(1)\approx0{,}1587.\]
Comprobación.

Las dos áreas suman uno y la mayor queda a la izquierda de un corte situado por encima de la media.

Ejercicio 63 · Un valor tipificado negativo

Sea \(X\sim N(64,8)\), con desviación típica 8. Calcula \(P(X<52)\) utilizando una tabla que solo contiene valores positivos de \(z\).

Ver solución y comprobación
Tipificar. \[z=\frac{52-64}{8}=-1{,}5.\]
Usar la simetría. \[\Phi(-1{,}5)=1-\Phi(1{,}5).\]
Leer la tabla y restar. \[P(X<52)\approx1-0{,}9332=0{,}0668.\]
Comprobación.

El corte 76 está a la misma distancia de la media por el otro lado, por lo que \(P(X>76)\) tiene la misma probabilidad.

Ejercicio 64 · Un intervalo que cruza la media

El peso \(X\) de unos paquetes sigue \(N(500,40)\), en gramos, con desviación típica 40 g. Calcula la probabilidad de que un paquete pese entre 460 g y 540 g.

Ver solución y comprobación
Tipificar los dos extremos. \[\frac{460-500}{40}=-1,\qquad\frac{540-500}{40}=1.\]
Restar las acumuladas. \[P(460<X<540)=\Phi(1)-\Phi(-1)=2\Phi(1)-1.\]
Calcular el área. \[P(460<X<540)\approx0{,}6827.\]

Con una tabla de cuatro decimales: \(2\cdot0{,}8413-1=0{,}6826\). La diferencia procede del redondeo.

Comprobación.

Las dos colas que quedan fuera suman aproximadamente \(0{,}3173\); la probabilidad de un extremo aislado es cero.

Ejercicio 65 · Intervalos a un solo lado de la media

Sea \(X\sim N(64,8)\), con desviación típica 8. Calcula \(P(72<X<84)\) y \(P(44<X<56)\).

Ver solución y comprobación
Tipificar ambos intervalos. \[72\mapsto1,\quad84\mapsto2{,}5,\qquad44\mapsto-2{,}5,\quad56\mapsto-1.\]
Restar las áreas acumuladas. \[P(72<X<84)=\Phi(2{,}5)-\Phi(1)\approx0{,}1524.\]
Resolver el intervalo negativo. \[P(44<X<56)=\Phi(-1)-\Phi(-2{,}5)\approx0{,}1524.\]
Comprobación.

Los intervalos son simétricos respecto de 64. Con tabla de cuatro decimales sale \(0{,}9938-0{,}8413=0{,}1525\); con más precisión se obtiene \(0{,}1524456\), que se redondea a \(0{,}1524\).

Ejercicio 66 · Dos colas y número esperado de rechazos

La longitud de una pieza sigue \(N(500,4)\), en milímetros, con desviación típica 4 mm. Se acepta si mide entre 492 mm y 508 mm. Calcula la probabilidad de rechazo y el número esperado de rechazadas entre 2000 piezas con esa distribución.

Ver solución y comprobación
Situar los límites. \[\frac{492-500}{4}=-2,\qquad\frac{508-500}{4}=2.\]
Sumar las dos colas. \[P(\text{rechazo})=P(Z<-2)+P(Z>2)=2[1-\Phi(2)]\approx0{,}0455003.\]
Calcular el número esperado. \[2000\cdot0{,}0455003\approx91{,}00.\]

Se esperan unas 91 piezas rechazadas; no se afirma que el lote tenga exactamente esa cantidad.

Comprobación.

La probabilidad de aceptación es aproximadamente \(0{,}9545\); aceptación y rechazo suman uno.

Ejercicio 67 · El diez por ciento inferior

Una medida \(X\), expresada en centímetros, sigue \(N(160,12)\), con desviación típica 12 cm. Halla el valor que deja por debajo al \(10\%\) de las observaciones.

Ver solución y comprobación
Escribir el área pedida. \[P(X\le a)=0{,}10\quad\Longrightarrow\quad\Phi\!\left(\frac{a-160}{12}\right)=0{,}10.\]
Buscar el valor tipificado.

Buscamos acumulada izquierda \(0{,}10\). El cuantil es negativo: \(z\approx-1{,}281552\). Con tabla positiva se busca \(0{,}90\) y se cambia el signo.

Volver a la medida original. \[a=160+12z\approx144{,}62\,\mathrm{cm}.\]
Comprobación.

El corte queda por debajo de la media; al tipificarlo se recupera una acumulada próxima a \(0{,}10\).

Ejercicio 68 · Seleccionar al grupo con mayor puntuación

Las puntuaciones siguen \(N(100,15)\), con desviación típica 15 puntos. ¿Qué corte selecciona al \(2{,}5\%\) con mayor puntuación?

Ver solución y comprobación
Convertir la cola derecha. \[P(X>c)=0{,}025\quad\Longleftrightarrow\quad P(X\le c)=0{,}975.\]
Buscar la acumulada correcta.

Para \(0{,}975\), la tabla da \(z\approx1{,}96\). No se busca \(0{,}025\) en la parte positiva.

Deshacer la tipificación. \[c\approx100+15\cdot1{,}96=129{,}4\ \text{puntos}.\]
Comprobación.

\(1-\Phi(1{,}96)\approx0{,}0250\), la cola superior que se quería seleccionar.

Ejercicio 69 · El noventa por ciento central

Sea \(X\sim N(50,6)\), con desviación típica 6 unidades. Halla el intervalo simétrico respecto de la media que contiene el \(90\%\) central.

Ver solución y comprobación
Repartir la probabilidad restante.

Queda un \(10\%\) fuera: \(5\%\) en cada cola. El extremo superior tiene acumulada \(0{,}95\).

Obtener los dos valores tipificados. \[z_{0{,}95}\approx1{,}644854,\qquad z_{0{,}05}\approx-1{,}644854.\]
Volver a la variable. \[a\approx50-6\cdot1{,}644854\approx40{,}13,\]\[b\approx50+6\cdot1{,}644854\approx59{,}87.\]

El intervalo es aproximadamente \([40{,}13,59{,}87]\).

Comprobación.

Los extremos están a la misma distancia de 50 y la diferencia de acumuladas es \(0{,}95-0{,}05=0{,}90\).

Ejercicio 70 · Media desconocida

Una variable normal \(X\) tiene desviación típica 6. Una tabla de cuatro decimales da \(P(X<72)\approx0{,}9332\). Estima la media \(\mu\).

Ver solución y comprobación
Traducir la lectura de la tabla.

La acumulada \(0{,}9332\) corresponde a \(z\approx1{,}5\).

Plantear la tipificación. \[\frac{72-\mu}{6}\approx1{,}5.\]
Despejar la media. \[72-\mu\approx9\quad\Longrightarrow\quad\mu\approx63.\]
Comprobación.

Con \(\mu=63\), \(\Phi((72-63)/6)=\Phi(1{,}5)\approx0{,}9331928\), que se redondea a \(0{,}9332\).

Ejercicio 71 · Desviación típica desconocida

Una variable normal \(X\) tiene media 50. Una tabla de cuatro decimales da \(P(X<62)\approx0{,}9332\). Estima la desviación típica \(\sigma\).

Ver solución y comprobación
Reconocer el valor tipificado.

Para esa acumulada, \(z\approx1{,}5\).

Escribir la ecuación. \[\frac{62-50}{\sigma}\approx1{,}5.\]
Despejar. \[\sigma\approx\frac{12}{1{,}5}=8.\]
Comprobación.

La desviación es positiva y \(\Phi(12/8)=\Phi(1{,}5)\) reproduce el dato a cuatro decimales.

Ejercicio 72 · Percentil con tabla o con calculadora

Las puntuaciones siguen \(N(100,15)\), con desviación típica 15 puntos. Halla la puntuación que deja por debajo al \(85\%\). Distingue la precisión de una tabla y la de una función inversa.

Ver solución y comprobación
Plantear el percentil. \[P(X\le a)=0{,}85\quad\Longrightarrow\quad\Phi\!\left(\frac{a-100}{15}\right)=0{,}85.\]
Buscar el cuantil.

Con función inversa, \(z\approx1{,}036433\). Si la tabla obliga a elegir centésimas, la lectura más próxima es \(z\approx1{,}04\).

Calcular con cada precisión. \[a\approx100+15\cdot1{,}036433\approx115{,}5465\approx115{,}55,\]\[a_{\text{tabla}}\approx100+15\cdot1{,}04=115{,}6.\]

Ambos son valores aproximados, obtenidos con distinta precisión.

Comprobación.

\(\Phi(1{,}036433)\approx0{,}85\); la lectura \(\Phi(1{,}04)\approx0{,}8508\) explica la pequeña diferencia.

Aproximación normal y corrección de continuidad

Ajusta los extremos enteros antes de tipificar y comprueba si la aproximación está justificada.

Ejercicio 73 · Como máximo y más de un valor

Sea \(X\sim B(160,0{,}4)\), con ensayos independientes. Aproxima mediante una normal \(P(X\le70)\) y \(P(X>70)\).

Ver solución y comprobación
Comprobar y preparar la normal.

\(np=64\) y \(n(1-p)=96\) son suficientemente grandes para el criterio orientativo habitual. Usamos \(Y\sim N(64,\sqrt{38{,}4})\).

Corregir el corte.

Los enteros hasta 70 se representan hasta 70,5; los mayores que 70 empiezan a partir de esa misma frontera.

\[z=\frac{70{,}5-64}{\sqrt{38{,}4}}\approx1{,}048933.\]
Calcular ambas colas. \[P(X\le70)\approx\Phi(z)\approx0{,}8529,\]\[P(X>70)\approx1-\Phi(z)\approx0{,}1471.\]
Comprobación.

La binomial exacta da aproximadamente \(0{,}8528\) y \(0{,}1472\); las dos probabilidades de cada cálculo suman uno.

Ejercicio 74 · Exactamente un valor y al menos el siguiente

Sea \(X\sim B(400,0{,}3)\), con ensayos independientes. Aproxima \(P(X=120)\) y \(P(X\ge121)\) mediante una normal.

Ver solución y comprobación
Obtener el modelo aproximado.

\(np=120\) y \(n(1-p)=280\). Usamos \(Y\sim N(120,\sqrt{84})\).

Representar los sucesos con continuidad. \[P(X=120)\approx P(119{,}5<Y<120{,}5),\]\[P(X\ge121)\approx P(Y>120{,}5).\]
Tipificar y calcular. \[P(X=120)\approx\Phi\!\left(\frac{0{,}5}{\sqrt{84}}\right)-\Phi\!\left(\frac{-0{,}5}{\sqrt{84}}\right)\approx0{,}0435,\]\[P(X\ge121)\approx1-\Phi\!\left(\frac{0{,}5}{\sqrt{84}}\right)\approx0{,}4782.\]
Comprobación.

La binomial exacta da \(0{,}0435\) y \(0{,}4754\), aproximadamente; para un valor exacto se usa una franja, no la probabilidad de un punto normal.

Ejercicio 75 · Intervalo inclusivo e intervalo estricto

Sea \(X\sim B(200,0{,}6)\), con ensayos independientes. Aproxima \(P(110\le X\le130)\) y \(P(110<X<130)\).

Ver solución y comprobación
Preparar la normal.

\(np=120\), \(n(1-p)=80\) y \(np(1-p)=48\). Usamos \(Y\sim N(120,\sqrt{48})\).

Distinguir los enteros incluidos.

El primer intervalo incluye 110 y 130. El segundo solo incluye los enteros de 111 a 129.

\[110\le X\le130\ \rightsquigarrow\ 109{,}5<Y<130{,}5,\]\[110<X<130\ \rightsquigarrow\ 110{,}5<Y<129{,}5.\]
Calcular las dos áreas. \[P(110\le X\le130)\approx2\Phi\!\left(\frac{10{,}5}{\sqrt{48}}\right)-1\approx0{,}8704,\]\[P(110<X<130)\approx2\Phi\!\left(\frac{9{,}5}{\sqrt{48}}\right)-1\approx0{,}8297.\]
Comprobación.

La binomial exacta da aproximadamente \(0{,}8706\) y \(0{,}8299\); el intervalo más amplio tiene mayor probabilidad.

Ejercicio 76 · Un número grande de ensayos no basta

Sea \(X\sim B(200,0{,}002)\), con ensayos independientes. ¿Es adecuada la aproximación normal solo porque \(n=200\)? Calcula \(P(X=0)\) y compárala con la aproximación que utiliza la frontera 0,5.

Ver solución y comprobación
Comprobar la probabilidad pequeña. \[np=0{,}4,\qquad n(1-p)=199{,}6.\]

El número esperado de éxitos es demasiado pequeño para el criterio habitual. No basta con mirar \(n\).

Calcular sin aproximar. \[P(X=0)=(1-0{,}002)^{200}=0{,}998^{200}\approx0{,}6701.\]
Contrastar la normal.

Como \(X\) no es negativa, \(X=0\) equivale a \(X\le0\). La aproximación con continuidad sería:

\[P(X\le0)\approx\Phi\!\left(\frac{0{,}5-0{,}4}{\sqrt{0{,}3992}}\right)\approx0{,}5629.\]

La diferencia es grande. Se conserva el cálculo binomial exacto.

Comprobación.

La diferencia entre ambos resultados es aproximadamente \(0{,}1072\); el fallo del criterio inicial ya advertía de que la aproximación sería poco fiable.

8 ejercicios finales para resolver y comprobar

Resuelve cada problema antes de abrir la solución. Estas ocho actividades son de elaboración propia y combinan decisiones habituales de Bachillerato y PAU.

Ejercicio 77 · Tres alarmas independientes: al menos una y exactamente dos

En una prueba, tres alarmas se activan con probabilidades \(P(A)=0{,}40\), \(P(B)=0{,}50\) y \(P(C)=0{,}60\). Sus activaciones son mutuamente independientes. Calcula la probabilidad de que se active al menos una, de que se activen exactamente dos y de que se haya activado \(A\) sabiendo que se ha activado al menos una.

Ver solución y comprobación
Calcular al menos una por el complementario.

Sea \(U=A\cup B\cup C\). Ninguna se activa si fallan las tres; la independencia permite multiplicar:

\[P(U^c)=0{,}60\cdot0{,}50\cdot0{,}40=0{,}12.\]\[P(U)=1-0{,}12=0{,}88.\]
Separar las tres formas de activarse exactamente dos. \[P(A\cap B\cap C^c)=0{,}40\cdot0{,}50\cdot0{,}40=0{,}08.\]\[P(A\cap B^c\cap C)=0{,}40\cdot0{,}50\cdot0{,}60=0{,}12.\]\[P(A^c\cap B\cap C)=0{,}60\cdot0{,}50\cdot0{,}60=0{,}18.\]

Estas tres alternativas son incompatibles:

\[P(\text{exactamente dos})=0{,}08+0{,}12+0{,}18=0{,}38.\]
Condicionar a que se haya activado alguna.

Si se activa \(A\), ya se cumple \(U\). Por tanto, \(A\cap U=A\):

\[P(A\mid U)=\frac{P(A\cap U)}{P(U)}=\frac{0{,}40}{0{,}88}=\frac5{11}\approx0{,}4545.\]
Comprobación.

Ninguna, exactamente una, exactamente dos y las tres tienen probabilidades \(0{,}12\), \(0{,}38\), \(0{,}38\) y \(0{,}12\): suman uno.

Ejercicio 78 · Control de calidad con dos defectos posibles

Se revisan \(500\) piezas. Hay \(40\) con defecto \(A\), \(25\) con defecto \(B\) y \(55\) con al menos uno de los dos. Calcula cuántas tienen ambos, cuántas exactamente uno y cuántas no tienen ninguno. Si se escoge una pieza al azar, ¿son independientes los dos defectos?

Ver solución y comprobación
Recuperar cuántas tienen ambos. \[N(A\cap B)=40+25-55=10.\]
Separar exactamente uno y ninguno.

Las piezas de solo \(A\) son \(40-10=30\); las de solo \(B\), \(25-10=15\).

\[N(\text{exactamente uno})=30+15=45,\qquad N(\text{ninguno})=500-55=445.\]
Contrastar la independencia al elegir una pieza. \[P(A\cap B)=\frac{10}{500}=0{,}02\ne\frac{40}{500}\cdot\frac{25}{500}=0{,}004.\]

Los defectos no son independientes.

Comprobación.

Los recuentos de las cuatro regiones son \(10\), \(30\), \(15\) y \(445\), que suman las \(500\) piezas.

Ejercicio 79 · Al menos una no significa que sea la primera

Una caja contiene 6 tornillos y 4 tuercas. Se extraen dos piezas al azar, sin reposición. Sabiendo que al menos una es un tornillo, calcula la probabilidad de que las dos sean tornillos. ¿Sería la misma probabilidad si se supiera, en cambio, que la primera pieza es un tornillo?

Ver solución y comprobación
Calcular la probabilidad de la condición.

El complementario de «al menos un tornillo» es «dos tuercas».

\[P(\text{al menos un tornillo})=1-\frac{4}{10}\cdot\frac39=\frac{13}{15}.\]
Calcular la conjunta y dividir.

Dos tornillos cumplen necesariamente la condición.

\[P(TT)=\frac{6}{10}\cdot\frac59=\frac13.\]\[P(TT\mid\text{al menos un tornillo})=\frac{1/3}{13/15}=\frac{5}{13}.\]
Resolver con la información distinta.

Si sabemos que la primera es un tornillo, quedan 5 tornillos entre 9 piezas. No es la misma condición que en el apartado anterior.

\[P(T_2\mid T_1)=\frac59\ne\frac{5}{13}.\]
Comprobación.

Hay \(10\cdot9=90\) parejas ordenadas equiprobables. Cumplen la primera condición \(30+24+24=78\), y 30 son TT. Así, \(30/78=5/13\).

Ejercicio 80 · Condicionar por al menos una persona de un grupo

En un grupo hay 6 personas que hablan inglés y 4 que no lo hablan. Se eligen tres al azar, en orden y sin repetir. Se sabe que entre las dos primeras hay al menos una que habla inglés. Calcula la probabilidad de que la tercera también hable inglés.

Ver solución y comprobación
Calcular la condición sobre las dos primeras.

Sean \(I\) «habla inglés» y \(N\) «no lo habla». La condición \(C\) excluye únicamente que las dos primeras sean \(NN\).

\[P(C)=1-\frac{4}{10}\cdot\frac39=\frac{13}{15}.\]
Conservar la condición al pedir la tercera.

Los caminos que cumplen C y terminan en I son III, INI y NII. Cada probabilidad se calcula actualizando las personas que quedan.

\[P(III)=\frac{6}{10}\cdot\frac59\cdot\frac48=\frac16,\]\[P(INI)=\frac{6}{10}\cdot\frac49\cdot\frac58=\frac16,\]\[P(NII)=\frac{4}{10}\cdot\frac69\cdot\frac58=\frac16.\]\[P(C\cap I_3)=\frac16+\frac16+\frac16=\frac12.\]
Aplicar la condicionada. \[P(I_3\mid C)=\frac{1/2}{13/15}=\frac{15}{26}\approx0{,}5769.\]

No basta con retirar una persona de cada grupo: también es posible que las dos primeras hablen inglés.

Comprobación.

Si las dos primeras hablan inglés, quedan \(4/8\) de personas que lo hablan; si solo una lo habla, quedan \(5/8\). La respuesta \(15/26\) está entre esos dos valores, como debe ocurrir.

Ejercicio 81 · La tasa más alta no siempre domina la procedencia

Tres almacenes A, B y C preparan el 75 %, el 20 % y el 5 % de unos pedidos. Llega con algún daño el 2 % de A, el 4 % de B y el 10 % de C. Se recibe un pedido dañado. Calcula la probabilidad de que proceda de cada almacén y decide cuál es el origen más probable.

Ver solución y comprobación
Identificar los caminos.

\(D\) significa «pedido dañado». Para decidir la procedencia no basta con comparar las tasas de daño; también cuenta cuántos pedidos prepara cada almacén.

Calcular la probabilidad total. \[P(D)=0{,}75\cdot0{,}02+0{,}2\cdot0{,}04+0{,}05\cdot0{,}1=\frac{7}{250}=0{,}028.\]
Aplicar Bayes. \[P(A\mid D)=\frac{0{,}75\cdot0{,}02}{0{,}028}=\frac{15}{28}\approx0{,}5357.\]\[P(B\mid D)=\frac{2}{7}\approx0{,}2857,\qquad P(C\mid D)=\frac{5}{28}\approx0{,}1786.\]

A es el origen más probable, aunque su porcentaje de daño sea el menor.

Comprobación.

Las probabilidades de procedencia una vez conocido \(D\) son \(\frac{15}{28}\), \(\frac{2}{7}\), \(\frac{5}{28}\). Suman \(1\); el numerador de cada una es su parte del total.

Ejercicio 82 · Al menos una cara con una moneda elegida al azar

Se elige una de dos monedas con la misma probabilidad. La moneda A da cara con probabilidad 1/2 y la B con probabilidad 3/4. Se lanza dos veces la moneda elegida; fijada la moneda, los lanzamientos son independientes. Calcula la probabilidad de obtener al menos una cara y la de haber elegido B si ha salido al menos una cara.

Ver solución y comprobación
Usar el complementario en cada moneda.

Sea \(H\) «obtener al menos una cara». Su complementario es obtener dos cruces:

\[P(H\mid A)=1-\left(\frac12\right)^2=\frac34,\qquad P(H\mid B)=1-\left(\frac14\right)^2=\frac{15}{16}.\]
Combinar las dos elecciones. \[P(H)=\frac12\cdot\frac34+\frac12\cdot\frac{15}{16}=\frac{27}{32}=0{,}84375.\]
Calcular qué moneda se eligió. \[P(B\mid H)=\frac{(1/2)(15/16)}{27/32}=\frac59\approx0{,}5556.\]
Comprobación.

La probabilidad de obtener dos cruces es \((1/2)(1/4)+(1/2)(1/16)=5/32\), complementaria de \(27/32\). Entre los resultados con alguna cara, la moneda A representa \(4/9\) y B, \(5/9\).

Ejercicio 83 · De una normal al número de personas

Las puntuaciones de diez personas son independientes y siguen la misma distribución \(N(70,8)\), con desviación típica 8 puntos. Halla la probabilidad de que exactamente dos superen 78 puntos y la de que al menos una los supere.

Ver solución y comprobación
Calcular la probabilidad individual. \[q=P(X>78)=1-\Phi\!\left(\frac{78-70}{8}\right)=1-\Phi(1)\approx0{,}1586553.\]
Contar las personas que superan el corte.

Si \(Y\) es ese número, \(Y\sim B(10,q)\): hay diez personas independientes y el mismo corte para todas.

\[P(Y=2)=\binom{10}{2}q^2(1-q)^8\approx0{,}2844.\]
Calcular al menos una. \[P(Y\ge1)=1-(1-q)^{10}\approx0{,}8223.\]
Comprobación.

Se conserva el valor de \(q\) sin redondear durante el cálculo; si se usa \(q=0{,}1587\) de una tabla, las últimas cifras pueden variar.

Ejercicio 84 · Hallar media y desviación con dos datos

Una puntuación sigue \(N(\mu,\sigma)\), con \(\sigma>0\). Se conoce \(P(X\le60)\approx0{,}1587\) y \(P(X\le90)\approx0{,}9772\), redondeadas a cuatro decimales. Estima \(\mu\) y \(\sigma\).

Ver solución y comprobación
Buscar las dos lecturas.

Las acumuladas sugieren \(z\approx-1\) y \(z\approx2\), respectivamente.

Formar dos ecuaciones. \[\frac{60-\mu}{\sigma}\approx-1\quad\Longrightarrow\quad60\approx\mu-\sigma,\]\[\frac{90-\mu}{\sigma}\approx2\quad\Longrightarrow\quad90\approx\mu+2\sigma.\]
Resolver. \[30\approx3\sigma\quad\Longrightarrow\quad\sigma\approx10,\qquad\mu\approx70.\]
Comprobación.

Con esos parámetros, \(\Phi(-1)\approx0{,}1587\) y \(\Phi(2)\approx0{,}9772\); ambas cifras coinciden con la tabla.

Consultar la tabla completa de la normal: acumulada izquierda

\(\Phi(z)=P(Z\le z)\), para \(Z\sim N(0,1)\). Se suma el valor de la fila al de la columna. Cada celda muestra una probabilidad redondeada a cuatro decimales.

Acumulada izquierda Φ(z). Filas: unidades y décimas; columnas: centésimas.
z0,000,010,020,030,040,050,060,070,080,09
0,00,50000,50400,50800,51200,51600,51990,52390,52790,53190,5359
0,10,53980,54380,54780,55170,55570,55960,56360,56750,57140,5753
0,20,57930,58320,58710,59100,59480,59870,60260,60640,61030,6141
0,30,61790,62170,62550,62930,63310,63680,64060,64430,64800,6517
0,40,65540,65910,66280,66640,67000,67360,67720,68080,68440,6879
0,50,69150,69500,69850,70190,70540,70880,71230,71570,71900,7224
0,60,72570,72910,73240,73570,73890,74220,74540,74860,75170,7549
0,70,75800,76110,76420,76730,77040,77340,77640,77940,78230,7852
0,80,78810,79100,79390,79670,79950,80230,80510,80780,81060,8133
0,90,81590,81860,82120,82380,82640,82890,83150,83400,83650,8389
1,00,84130,84380,84610,84850,85080,85310,85540,85770,85990,8621
1,10,86430,86650,86860,87080,87290,87490,87700,87900,88100,8830
1,20,88490,88690,88880,89070,89250,89440,89620,89800,89970,9015
1,30,90320,90490,90660,90820,90990,91150,91310,91470,91620,9177
1,40,91920,92070,92220,92360,92510,92650,92790,92920,93060,9319
1,50,93320,93450,93570,93700,93820,93940,94060,94180,94290,9441
1,60,94520,94630,94740,94840,94950,95050,95150,95250,95350,9545
1,70,95540,95640,95730,95820,95910,95990,96080,96160,96250,9633
1,80,96410,96490,96560,96640,96710,96780,96860,96930,96990,9706
1,90,97130,97190,97260,97320,97380,97440,97500,97560,97610,9767
2,00,97720,97780,97830,97880,97930,97980,98030,98080,98120,9817
2,10,98210,98260,98300,98340,98380,98420,98460,98500,98540,9857
2,20,98610,98640,98680,98710,98750,98780,98810,98840,98870,9890
2,30,98930,98960,98980,99010,99040,99060,99090,99110,99130,9916
2,40,99180,99200,99220,99250,99270,99290,99310,99320,99340,9936
2,50,99380,99400,99410,99430,99450,99460,99480,99490,99510,9952
2,60,99530,99550,99560,99570,99590,99600,99610,99620,99630,9964
2,70,99650,99660,99670,99680,99690,99700,99710,99720,99730,9974
2,80,99740,99750,99760,99770,99770,99780,99790,99790,99800,9981
2,90,99810,99820,99820,99830,99840,99840,99850,99850,99860,9986
3,00,99870,99870,99870,99880,99880,99890,99890,99890,99900,9990
3,10,99900,99910,99910,99910,99920,99920,99920,99920,99930,9993
3,20,99930,99930,99940,99940,99940,99940,99940,99950,99950,9995
3,30,99950,99950,99950,99960,99960,99960,99960,99960,99960,9997
3,40,99970,99970,99970,99970,99970,99970,99970,99970,99970,9998

Para un valor negativo: \(\Phi(-z)=1-\Phi(z)\). Para una cola derecha: \(P(Z\ge z)=1-\Phi(z)\). El formulario explica la lectura directa e inversa.

Errores que conviene detectar

  • \(P(A\mid B)\) y \(P(B\mid A)\) tienen grupos de referencia distintos.
  • Dos sucesos incompatibles con probabilidad positiva no son independientes.
  • Una binomial necesita ensayos independientes y probabilidad constante; extraer sin reposición suele cambiarla.
  • La tabla incluida da el área acumulada a la izquierda. Para una cola derecha se resta a uno.
  • Al tipificar se divide entre la desviación típica. La continuidad se corrige al aproximar una variable discreta por una normal.

Una ruta de repaso

Si fallan las operaciones, empieza por sucesos. Después distingue condicionada, total y Bayes. Trabaja binomial y normal por separado antes de aproximar una con la otra. Termina con los ocho ejercicios finales y compara tu planteamiento con la solución.

Preguntas frecuentes

¿Hay que aplicar Bayes siempre que aparece «sabiendo que»?

No. Esa expresión indica una probabilidad condicionada. Bayes resulta útil cuando los datos describen el resultado desde cada origen y se pregunta por el origen después de conocer el resultado.

¿Qué representa el segundo parámetro de la normal?

En este cuaderno N(μ,σ) usa la desviación típica. Algunos textos escriben N(μ,σ²), con la varianza. Comprueba la convención del enunciado.

¿Dónde se explica cómo usar la tabla normal?

En el segundo folio del formulario: lectura por fila y columna, valores negativos, consulta inversa y cambio a la variable original. La tabla completa está disponible como consulta desplegable en esta página.

¿Los ejercicios son exámenes oficiales?

Son actividades de elaboración propia de Marlu Educativa. En una prueba oficial, consulta los contenidos, las tablas, las normas de calculadora y los criterios de tu convocatoria.

Alcance del cuaderno

Ejercicios de elaboración propia para Ciencias y Ciencias Sociales. El núcleo se ha contrastado con orientaciones y materiales PAU de Castilla y León y otras comunidades. Cada convocatoria determina los contenidos exigibles y los medios de cálculo permitidos.

¿Preparas la PAU y tienes las mañanas disponibles?

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