3.1 Terminología
El gráfico de la Figura 3.11 muestra el tamaño de la muestra y los porcentajes de personas de diferentes grupos de edad y sexo que fueron consultadas sobre su aprobación de las acciones del alcalde Ford en el cargo. El número total de la muestra de todos los grupos de edad es de 1.045.
- Defina tres eventos en el gráfico.
- Describa con palabras lo que significa la entrada 40.
- Describa con palabras el complemento de la entrada de la pregunta 2.
- Describa con palabras lo que significa la entrada 30.
- De los hombres y las mujeres, ¿qué porcentaje son hombres?
- De las mujeres, ¿qué porcentaje desaprueba al alcalde Ford?
- De todos los grupos de edad, ¿qué porcentaje aprueba al alcalde Ford?
- Calcule P(Aprobar|Hombre).
- De los grupos de edad, ¿qué porcentaje tiene más de 44 años?
- Calcule P(Aprobar|Edad < 35).
Explique qué es incorrecto en las siguientes afirmaciones. Utilice oraciones completas.
- Si hay un 60 % de probabilidad de lluvia el sábado y un 70 % de probabilidad de lluvia el domingo, entonces hay un 130 % de probabilidad de lluvia durante el fin de semana.
- La probabilidad de que un jugador de béisbol batee un jonrón es mayor que la probabilidad de que haga un batazo imparable.
3.2 Eventos mutuamente excluyentes e independientes
Use la siguiente información para responder los próximos 12 ejercicios. El gráfico mostrado se basa en más de 170.000 entrevistas realizadas por Gallup que se llevaron a cabo entre enero y diciembre de 2012. La muestra está formada por estadounidenses de 18 años o más con empleo. Las calificaciones del Índice de Salud Emocional son el espacio muestral. Tomamos una muestra aleatoria de la calificación del Índice de Salud Emocional.
Calcule la probabilidad de que la calificación del Índice de Salud Emocional sea 82,7.
Calcule la probabilidad de que la calificación del Índice de Salud Emocional sea superior a 81.
Calcule la probabilidad de que la calificación del Índice de Salud Emocional esté entre 80,5 y 82.
Si sabemos que la calificación del Índice de Salud Emocional es de 81,5 o más, ¿cuál es la probabilidad de que sea 82,7?
¿Cuál es la probabilidad de que la calificación del Índice de Salud Emocional sea inferior a 80,2 dado que ya es inferior a 81?
¿Qué ocupación tiene la calificación más baja del índice emocional?
Calcule el promedio de la Calificación del Índice de Salud Emocional (Emotional Health Index Score, EHIS).
Si todas las ocupaciones son igualmente probables para una determinada persona, ¿cuál es la probabilidad de que tenga una ocupación con un EHIS inferior al promedio?
3.3 Dos reglas básicas de la probabilidad
El 28 de febrero de 2013, una encuesta de Field Poll informó que el 61 % de los votantes registrados en California aprobaba que se les permitiera a dos personas del mismo sexo casarse y que rigieran las leyes regulares de matrimonio para ellos. Entre los jóvenes de 18 a 39 años (votantes registrados en California), el índice de aprobación fue del 78 %. Seis de cada diez votantes registrados en California dijeron que el próximo fallo del Tribunal Supremo sobre la constitucionalidad de la Proposición 8 de California era “muy importante” o “algo importante” para ellos. De los votantes registrados en California que apoyan el matrimonio entre personas del mismo sexo, el 75 % dijeron que la sentencia es “importante” para ellos.
En este problema, supongamos que:
- C = votantes registrados en California que apoyan el matrimonio entre personas del mismo sexo.
- B = votantes registrados en California que dicen que el fallo del Tribunal Supremo sobre la constitucionalidad de la Proposición 8 de California es “muy importante” o “algo importante” para ellos.
- A = Votantes registrados en California que tienen entre 18 y 39 años
- Calcule P(C).
- Calcule P(B).
- Calcule P(C|A).
- Calcule P(B|C).
- En palabras, ¿qué es C|A?
- En palabras, ¿qué es B|C?
- Calcule P(C Y B).
- En palabras, ¿qué es C Y B?
- Calcule P(C O B).
- ¿C y B son eventos mutuamente excluyentes? Demuestre por qué sí o por qué no.
Después de que Rob Ford, el alcalde de Toronto, anunciara sus planes de recortar los gastos presupuestarios a finales de 2011, el Forum Research hizo un sondeo entre 1.046 personas para medir su popularidad. Todos los consultados expresaron su aprobación o desaprobación. Estos son los resultados de su sondeo:
- A principios de 2011, el 60 % de la población aprobaba la actuación del alcalde Ford en el cargo.
- A mediados de 2011, el 57 % de la población aprobaba sus acciones.
- A finales de 2011, el porcentaje de aprobación popular se medía en un 42 %.
- ¿Cuál es el tamaño de la muestra de este estudio?
- ¿Qué proporción del sondeo desaprueba al alcalde Ford, según los resultados de finales de 2011?
- ¿Cuántas personas consultadas respondieron que aprobaban al alcalde Ford a finales de 2011?
- ¿Cuál es la probabilidad de que una persona apoye al alcalde Ford, según los datos recopilados a mediados de 2011?
- ¿Cuál es la probabilidad de que una persona apoye al alcalde Ford, según los datos recopilados a principios de 2011?
Use la siguiente información para responder los próximos tres ejercicios. El juego de casino, la ruleta, le permite al jugador apostar sobre la probabilidad de que una bola que gira en la rueda de la ruleta caiga en un color, número o rango de números particulares. La tabla utilizada para realizar las apuestas contiene 38 números, y cada número se asigna a un color y a un rango.
- Enumere el espacio muestral de los 38 resultados posibles en la ruleta.
- Usted apuesta por el rojo. Calcule P(rojo).
- Apuesta por -1.º 12- (1.ª docena). Calcule P(-1.º 12-).
- Apuesta por un número par. Calcule P(número par).
- ¿Obtener un número impar es el complemento de obtener un número par? ¿Por qué?
- Halle dos eventos mutuamente excluyentes.
- ¿Los eventos par y 1.ª docena son independientes?
Calcule la probabilidad de ganar los siguientes tipos de apuestas:
- Apostar a dos líneas que se tocan en la mesa como en 1-2-3-4-5-6
- Apostar a tres números en una línea, como en 1-2-3
- Apostar a un número
- Apostar a cuatro números que se tocan para formar un cuadrado, como en 10-11-13-14
- Apostar a dos números que se tocan en la mesa, como 10-11 o 10-13
- Apostar a 0-00-1-2-3
- Apostar a 0-1-2; o 0-00-2; o 00-2-3
Calcule la probabilidad de ganar los siguientes tipos de apuestas:
- Apostar a un color
- Apostar a uno de los doce grupos
- Apostar al rango de números del 1 al 18
- Apostar al rango de números del 19 al 36
- Apostar a una de las columnas
- Apostar a un número par o impar (excluye el cero)
Suponga que tiene ocho cartas. Cinco son verdes y tres amarillas. Las cinco cartas verdes están numeradas como 1, 2, 3, 4 y 5. Las tres cartas amarillas están numeradas como 1, 2 y 3. Las cartas están bien barajadas. Saca una carta al azar.
- G = la carta que sacó es verde
- E = la carta extraída es par
- Enumere el espacio muestral.
- P(G) = _____
- P(G|E) = _____
- P(G Y E) = _____
- P(G O E) = _____
- ¿G y E son mutuamente excluyentes? Justifique su respuesta numéricamente.
Lanza dos dados imparciales por separado. Cada dado tiene seis caras.
- Enumere el espacio muestral.
- Supongamos que A es el evento para que salga primero un tres o un cuatro seguido de un número par. Calcule P(A).
- Supongamos que B es el evento para que la suma de las dos lanzadas sea como máximo siete. Calcule P(B).
- En palabras, explique qué representa “P(A|B)”. Calcule P(A|B).
- ¿A y B son eventos mutuamente excluyentes? Explique su respuesta en una o tres oraciones completas incluida la justificación numérica.
- ¿A y B son eventos independientes? Explique su respuesta en una o tres oraciones completas incluida la justificación numérica.
Un mazo especial tiene diez cartas. Cuatro son verdes, tres azules y tres rojas. Cuando se elige una carta se registra su color. El experimento consiste en elegir primero una carta y luego lanzar una moneda.
- Enumere el espacio muestral.
- Supongamos que A es el evento para que se elija primero una carta azul seguido de que salga cara en el lanzamiento de la moneda. Calcule P(A).
- Supongamos que B es el evento para que se elija una roja o una verde seguido de que salga cara en el lanzamiento de la moneda. ¿Los eventos A y B son mutuamente excluyentes? Explique su respuesta en una o tres oraciones completas incluida la justificación numérica.
- Supongamos que C es el evento para que se elija una roja o una azul seguido de que salga cara en el lanzamiento de la moneda. ¿Los eventos A y C son mutuamente excluyentes? Explique su respuesta en una o tres oraciones completas incluida la justificación numérica.
El experimento consiste en lanzar primero un dado y luego una moneda.
- Enumere el espacio muestral.
- Supongamos que A es el evento para que salga primero un tres o un cuatro seguido de que salga una cara en el lanzamiento de la moneda. Calcule P(A).
- Supongamos que B es el evento para que en la primera y la segunda lanzada salgan caras. ¿Los eventos A y B son mutuamente excluyentes? Explique su respuesta en una o tres oraciones completas incluida la justificación numérica.
El experimento consiste en lanzar una moneda de cinco centavos, una de diez y una de veinticinco. Nos interesa el lado en el que cae la moneda.
- Enumere el espacio muestral.
- Supongamos que A es el evento para que haya dos cruces como mínimo. Calcule P(A).
- Supongamos que B es el evento para que en la primera y la segunda lanzada salgan caras. ¿Los eventos A y B son mutuamente excluyentes? Explique su respuesta con una o tres oraciones completas incluida la justificación.
Considere el siguiente escenario:
Supongamos que P(C) = 0,4.
Supongamos que P(D) = 0,5.
Supongamos que P(C|D) = 0,6
- Calcule P(C Y D).
- ¿C y D son mutuamente excluyentes? ¿Por qué sí o por qué no?
- ¿C y D son eventos independientes? ¿Por qué sí o por qué no?
- Calcule P(C O D).
- Calcule P(D|C).
Y y Z son eventos independientes.
- Reescriba la regla básica de adición P(Y O Z) = P(Y) + P(Z) - P(Y Y Z) utilizando la información de que Y y Z son eventos independientes.
- Utilice la regla reescrita para calcular P(Z) si P(Y O Z) = 0,71 y P(Y) = 0,42.
G y H son eventos mutuamente excluyentes. P(G) = 0,5 P(H) = 0,3
- Explique por qué la siguiente afirmación DEBE ser falsa: P(H|G) = 0,4.
- Calcule P(H O G).
- ¿G y H son eventos independientes o dependientes? Explique en una oración completa.
En Estados Unidos viven 281.000.000 de personas mayores de cinco años aproximadamente. De estas personas, 55.000.000 hablan una lengua distinta del inglés en casa. De los que hablan otro idioma en casa, el 62,3 % habla español.
Supongamos que: E = habla inglés en casa; E′ = habla otro idioma en casa; S = habla español;
Termine cada enunciado de probabilidad y haga coincidir la respuesta correcta.
Declaraciones de probabilidad | Respuestas |
---|---|
a. P(E′) = | i. 0,8043 |
b. P(E) = | ii. 0,623 |
c. P(S y E′) = | iii. 0,1957 |
d. P(S|E′) = | iv. 0,1219 |
En 1994, el gobierno de EE. UU. convocó un sorteo para expedir 55.000 tarjetas verdes (permisos para que los que no son ciudadanos puedan trabajar legalmente en EE. UU.). Renate Deutsch, de Alemania, fue una de las aproximadamente 6,5 millones de personas que participaron en este sorteo. Supongamos que G = obtener la tarjeta verde.
- ¿Qué posibilidades tenía Renate de obtener la tarjeta verde? Escriba su respuesta en forma de declaración de probabilidad.
- En el verano de 1994, Renate recibió una carta en la que se le comunicaba que era una de las 110.000 finalistas elegidas. Una vez elegidos los finalistas, suponiendo que cada uno de ellos tuviera las mismas posibilidades de obtenerla, ¿cuál era la probabilidad de Renate de obtener una tarjeta verde? Escriba su respuesta como una declaración de probabilidad condicional. Supongamos que F = ser finalista.
- ¿G y F son eventos independientes o dependientes? Justifique su respuesta numéricamente y explique también por qué.
- ¿G y F son eventos mutuamente excluyentes? Justifique su respuesta numéricamente y explique por qué.
Tres profesores de la Universidad George Washington hicieron un experimento para determinar si los economistas son más interesados que otras personas. Dejaron caer 64 sobres con sello y dirección con 10 dólares en efectivo en diferentes aulas del campus de George Washington. Se devolvió el 44 % en total. De las clases de Economía se devolvió el 56 % de los sobres. De las clases de Negocios, Psicología e Historia se devolvió el 31 %.
Supongamos que: R = dinero devuelto; E = clases de Economía; O = otras clases
- Escriba una declaración de probabilidad para el porcentaje global de dinero devuelto.
- Escriba un enunciado de probabilidad para el porcentaje de dinero devuelto de las clases de Economía.
- Escriba una declaración de probabilidad para el porcentaje de dinero devuelto de las otras clases.
- ¿La devolución del dinero es independientemente de la clase? Justifique su respuesta numéricamente y explíquela.
- Basándose en este estudio, ¿cree que los economistas son más interesados que otras personas? Explique por qué sí o por qué no. Incluya números para justificar su respuesta.
La siguiente tabla de datos obtenida de www.baseball-almanac.com muestra la información de los batazos imparables de cuatro jugadores. Supongamos que se selecciona al azar un resultado de la tabla.
Nombre | Sencillo | Doble | Triple | Jonrón | Total de batazos imparables |
---|---|---|---|---|---|
Babe Ruth | 1.517 | 506 | 136 | 714 | 2.873 |
Jackie Robinson | 1.054 | 273 | 54 | 137 | 1.518 |
Ty Cobb | 3.603 | 174 | 295 | 114 | 4.189 |
Hank Aaron | 2.294 | 624 | 98 | 755 | 3.771 |
Total | 8.471 | 1.577 | 583 | 1.720 | 12.351 |
¿Son eventos independientes “el batazo imparable ejecutado por Hank Aaron” y “el batazo imparable que es un doble”?
- Sí, porque P(batazo imparable de Hank Aaron|batazo imparable es un doble) = P(batazo imparable de Hank Aaron)
- No, porque P(batazo imparable de Hank Aaron|batazo imparable es un doble) ≠ P(batazo imparable es un doble)
- No, porque P(batazo imparable de Hank Aaron|batazo imparable es un doble) ≠ P(batazo imparable de Hank Aaron)
- Sí, porque P(batazo imparable es de Hank Aaron|batazo imparable un doble) = P(batazo imparable es un doble)
United Blood Services es un banco de sangre que presta servicio a más de 500 hospitales en 18 estados. Según su sitio web, una persona con sangre del tipo O y factor Rh negativo (Rh–) puede donar sangre a cualquier persona con cualquier tipo de sangre. Sus datos muestran que el 43 % de las personas tienen sangre del tipo O y el 15 % del factor Rh–; el 52 % de las personas tienen el tipo O o el factor Rh–.
- Calcule la probabilidad de que una persona tenga tanto sangre del tipo O como el factor Rh–.
- Calcule la probabilidad de que una persona NO tenga ni sangre del tipo O ni el factor Rh–.
En un instituto universitario, el 72 % de los cursos tienen exámenes finales y el 46 % requieren trabajos de investigación. Supongamos que el 32 % de los cursos tienen un trabajo de investigación y un examen final. Supongamos que F es el evento en el que un curso tiene un examen final. Supongamos que R es el evento en el que un curso requiere un trabajo de investigación.
- Calcule la probabilidad de que un curso tenga un examen final o un trabajo de investigación.
- Calcule la probabilidad de que un curso no tenga NINGUNO de estos dos requisitos.
En una caja de galletas variadas, el 36 % tiene chocolate y el 12 % tiene frutos secos. En la caja, el 8 % contiene tanto chocolate como frutos secos. Sean es alérgico al chocolate y a los frutos secos.
- Calcule la probabilidad de que una galleta contenga chocolate o frutos secos (no puede comerla).
- Calcule la probabilidad de que una galleta no contenga ni chocolate ni frutos secos (puede comerla).
Un instituto universitario descubre que el 10 % de los estudiantes ha tomado una clase a distancia y que el 40 % de los estudiantes es a tiempo parcial. De los estudiantes a tiempo parcial, el 20 % ha tomado una clase a distancia. Supongamos que D = el evento en el que un estudiante tomó una clase a distancia y E = el evento en el que un estudiante es un estudiante a tiempo parcial
- Calcule P(D Y E).
- Calcule P(E|D).
- Calcule P(D O E).
- Mediante una prueba apropiada demuestre si D y E son independientes.
- Mediante una prueba apropiada demuestre si D y E son mutuamente excluyentes.
3.4 Tablas de contingencia
Utilice la información de la Tabla 3.19 para responder los próximos ocho ejercicios. La tabla muestra la afiliación a un partido político de cada uno de los 67 miembros del Senado de EE. UU. en junio de 2012, y cuándo se presentan a la reelección.
Se presenta a la reelección: | Partido Demócrata | Partido Republicano | Otros | Total |
---|---|---|---|---|
Noviembre de 2014 | 20 | 13 | 0 | |
Noviembre de 2016 | 10 | 24 | 0 | |
Total |
¿Cuál es la probabilidad de que un senador seleccionado al azar tenga una afiliación de “otro”?
¿Cuál es la probabilidad de que un senador elegido al azar se presente a la reelección en noviembre de 2016?
¿Cuál es la probabilidad de que un senador seleccionado al azar sea demócrata y se presente a la reelección en noviembre de 2016?
¿Cuál es la probabilidad de que un senador seleccionado al azar sea republicano o se presente a la reelección en noviembre de 2014?
Supongamos que se selecciona al azar un miembro del Senado de Estados Unidos. Dado que el senador seleccionado al azar se presenta a la reelección en noviembre de 2016, ¿cuál es la probabilidad de que este senador sea demócrata?
Supongamos que se selecciona al azar un miembro del Senado de Estados Unidos. ¿Cuál es la probabilidad de que el senador se presente a la reelección en noviembre de 2014, sabiendo que este senador es republicano?
Los eventos “republicano” y “se presenta a la reelección en 2016” son ________
- mutuamente excluyentes.
- independiente.
- ambos se excluyen mutuamente y son independientes.
- no son mutuamente excluyentes ni independientes.
Los eventos “otro” y “se presenta a la reelección en noviembre de 2016” son ________
- mutuamente excluyentes.
- independiente.
- ambos se excluyen mutuamente y son independientes.
- no son mutuamente excluyentes ni independientes.
La Tabla 3.20 da el número de participantes en la reciente Encuesta Nacional de Salud que habían sido tratados por cáncer en los 12 meses anteriores. Los resultados se clasifican por edad, raza (blanca o negra) y sexo. Nos interesan las posibles relaciones entre la edad, la raza y el sexo.
Raza y sexo | 15-24 | 25-40 | 41-65 | Más de 65 años | TOTALES |
---|---|---|---|---|---|
Blanco, hombre | 1.165 | 2.036 | 3.703 | 8.395 | |
Blanco, mujer | 1.076 | 2.242 | 4.060 | 9.129 | |
Negro, hombre | 142 | 194 | 384 | 824 | |
Negro, mujer | 131 | 290 | 486 | 1.061 | |
Todos los demás | |||||
TOTALES | 2.792 | 5.279 | 9.354 | 21.081 |
No incluya “todos los demás” para las partes f y g.
- Rellene la columna correspondiente al tratamiento del cáncer para personas mayores de 65 años.
- Rellene la fila de todas las demás razas.
- Calcule la probabilidad de que una persona seleccionada al azar sea un hombre blanco.
- Calcule la probabilidad de que una persona seleccionada al azar sea una mujer negra.
- Calcule la probabilidad de que una persona seleccionada al azar sea negra
- Halle la probabilidad de que un individuo seleccionado al azar sea hombre.
- De las personas mayores de 65 años, calcule la probabilidad de que una persona seleccionada al azar sea un hombre blanco o negro.
Use la siguiente información para responder los próximos dos ejercicios. La tabla de datos obtenida de www.baseball-almanac.com muestra la información de bateo de cuatro conocidos jugadores de béisbol. Supongamos que se selecciona al azar un resultado de la tabla.
NOMBRE | Sencillo | Doble | Triple | Jonrón | TOTAL DE BATAZOS IMPARABLES |
---|---|---|---|---|---|
Babe Ruth | 1.517 | 506 | 136 | 714 | 2.873 |
Jackie Robinson | 1.054 | 273 | 54 | 137 | 1.518 |
Ty Cobb | 3.603 | 174 | 295 | 114 | 4.189 |
Hank Aaron | 2.294 | 624 | 98 | 755 | 3.771 |
TOTAL | 8.471 | 1.577 | 583 | 1.720 | 12.351 |
Calcule P(Babe Ruth hizo el batazo imparable).
La Tabla 3.22 identifica un grupo de niños por uno de los cuatro colores de cabello, y por el tipo de cabello.
Tipo de cabello | Brown | Rubio | Negros | Rojo | Totales |
---|---|---|---|---|---|
Ondulado | 20 | 15 | 3 | 43 | |
Liso | 80 | 15 | 12 | ||
Totales | 20 | 215 |
- Rellene la tabla.
- ¿Cuál es la probabilidad de que un niño seleccionado al azar tenga el cabello ondulado?
- ¿Cuál es la probabilidad de que un niño seleccionado al azar tenga el cabello castaño o rubio?
- ¿Cuál es la probabilidad de que un niño seleccionado al azar tenga el cabello castaño ondulado?
- ¿Cuál es la probabilidad de que un niño seleccionado al azar tenga el cabello rojo, dado que tiene el cabello liso?
- Si B es el evento en el que un niño tenga el cabello castaño, calcule la probabilidad del complemento de B.
- En palabras, ¿qué representa el complemento de B?
En un año anterior, los pesos de los miembros de los San Francisco 49ers y los Dallas Cowboys se publicaron en el The Mercury News de San José. Los datos fácticos se recopilaron en la siguiente tabla.
N.º de camisa | ≤ 210 | 211–250 | 251–290 | > 290 |
---|---|---|---|---|
1–33 | 21 | 5 | 0 | 0 |
34–66 | 6 | 18 | 7 | 4 |
66–99 | 6 | 12 | 22 | 5 |
Para lo siguiente, suponga que selecciona al azar un jugador de los 49ers o de los Cowboys.
- Calcule la probabilidad de que el número de su camiseta sea del 1 al 33.
- Calcule la probabilidad de que pese como máximo 210 libras.
- Calcule la probabilidad de que el número de su camisa esté entre el 1 y el 33 Y que pese como máximo 210 libras.
- Calcule la probabilidad de que el número de su camisa sea del 1 al 33 O que pese como máximo 210 libras.
- Calcule la probabilidad de que el número de su camisa sea del 1 al 33, DADO que pesa como máximo 210 libras.
3.5 Diagramas de árbol y de Venn
Use la siguiente información para responder los próximos dos ejercicios. Este diagrama de árbol muestra el lanzamiento de una moneda desigual seguido de la extracción de una cuenta de un vaso que contiene tres cuentas rojas (R), cuatro amarillas (Y) y cinco azules (B). Para la moneda, P(H) = y P(T) = donde H es cara y T es cruz.
Calcule P(lanzando una cara en la moneda Y una cuenta roja)
Una caja de galletas contiene tres de chocolate y siete de mantequilla. Miguel elige al azar una galleta y se la come. Luego selecciona al azar otra galleta y se la come (¿cuántas galletas ha tomado?).
- Dibuje el árbol que representa las posibilidades de las selecciones de galletas. Escriba las probabilidades a lo largo de cada rama del árbol.
- ¿Las probabilidades del sabor de la SEGUNDA galleta que elige Miguel es independientes de su primera selección? Explique.
- Para cada trayectoria completa a través del árbol, escriba el evento que representa y calcule las probabilidades.
- Supongamos que S es el evento en el que las dos galletas seleccionadas sean del mismo sabor. Calcule P(S).
- Supongamos que T es el evento en el que las galletas seleccionadas sean de distinto sabor. Calcule P(T) por dos métodos diferentes: utilizando la regla del complemento y utilizando las ramas del árbol. Sus respuestas deberían ser las mismas con ambos métodos.
- Supongamos que U es el evento en el que la segunda galleta seleccionada sea una galleta de mantequilla. Calcule P(U).