Ejercicio de probabilidad, Exercises of Mathematics

Ejercicio de probabilidad y estadística

Typology: Exercises

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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL
FACULTAD DE CIENCIAS
Materia: PROBABILIDADES Y ESTADÍSTICA
Deber N. 6: Distribuciones Especiales de Probabilidad
(Lognormal, Gamma, Beta, Weibull, Multinomial)
1. Los totales de precipitación durante cuatro semanas en el verano en determinada zona tiene un histograma
de frecuencia relativa que parece ajustarse estrechamente a una distribución gamma con
6.1=
y
0.2=
a) Estime el promedio y la varianza de dicha distribución de los totales de precipitación
b) Determine un intervalo que comprenda el total de lluvia para un período determinad de cuatro
semanas y que tenga una probabilidad mínima de 0.75.
2. Los ingresos anuales de los ingenieros de determinada industria siguen aproximadamente una
distribución gamma con
600=
y
50=
.
a) Calcule el promedio y la varianza de los ingresos
b) Cree usted que hay muchos ingenieros en esa industria cuyos ingresos anuales sean mayores que
$35.000?
3. En una carretera se han observado los intervalos entre el paso de dos vehículos sucesivos (
X
en
segundos), esta magnitud sigue un modelo gamma con
. Calcule la probabilidad de que el
tiempo transcurrido entre el paso de dos vehículos sea mayor de 28.9 segundos.
4. El tiempo de funcionamiento de un sistema de radar se modela con una distribución gamma con
1.2, 2

==
. Determine la probabilidad de que el sistema funcione al menos un año antes del fallo. ¿Con
que probabilidad el fallo se produce durante el segundo año desde su puesta en funcionamiento?
5. Se ha determinado que el tiempo de reparación en un taller de mantenimiento sigue una distribución
lognormal de media 7 horas y desviación típica 4 horas. Con que probabilidad una reparación superará las
10 horas?. ¿Qué proporciona de reparaciones tienen un tiempo de ejecución entre 8 y 16 horas?
6. La superficie
X
de las explotaciones hortofrutícolas en una región sigue una distribución
LogNormal. Se sabe que la mediana de
X
es 15 hanegadas y que sólo el 1% de las explotaciones
son mayores de 50 hanegadas. ¿Qué porcentaje de las explotaciones serán menores a 5 hanegadas?
Nota: si
( )
: superficies explotaciones LogNormal ln NormalX Y X=
7. Los ingresos semanales de los habitantes de una localidad siguen una distribución logarítmico
normal de parámetros 3 y 2. ¿Qué porcentaje de individuos se encuentra entre 70 y 150?
8. Se sabe que el tiempo de funcionamiento en años de un sistema se distribuye según una chi-cuadrada con
7 grados de libertad. ¿Con qué probabilidad el sistema funcionará al menos tres años?
9. El tiempo semanal de paro
Y
(en horas) de una máquina industrial determinada tiene aproximadamente
una distribución gamma con
3=
y
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. La pérdida, en dólares, de la operación como resultado de
ese tiempo de paro está dada por:
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a) Halle el valor esperado y la varianza de
L
b) Determine un intervalo que contenga
L
en un 89% aproximado de las semanas en las que se usa
la máquina.
10. La carga total sostenida en una zapata de concreto de un edificio en proyecto es la suma de la carga
muerta más la carga viva (ocupantes y sus enseres). Suponga que la carga muerta
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tiene una
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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

FACULTAD DE CIENCIAS

Materia: PROBABILIDADES Y ESTADÍSTICA Deber N. 6 : Distribuciones Especiales de Probabilidad (Lognormal, Gamma, Beta, Weibull, Multinomial)

1. Los totales de precipitación durante cuatro semanas en el verano en determinada zona tiene un histograma de frecuencia relativa que parece ajustarse estrechamente a una distribución gamma con = 1. 6 y = 2. 0 a) Estime el promedio y la varianza de dicha distribución de los totales de precipitación b) Determine un intervalo que comprenda el total de lluvia para un período determinad de cuatro semanas y que tenga una probabilidad mínima de 0.75. 2. Los ingresos anuales de los ingenieros de determinada industria siguen aproximadamente una distribución gamma con = 600 y = 50. a) Calcule el promedio y la varianza de los ingresos b) Cree usted que hay muchos ingenieros en esa industria cuyos ingresos anuales sean mayores que $35.000? 3. En una carretera se han observado los intervalos entre el paso de dos vehículos sucesivos ( X en segundos), esta magnitud sigue un modelo gamma con  = 1, =20.5. Calcule la probabilidad de que el tiempo transcurrido entre el paso de dos vehículos sea mayor de 28.9 segundos. 4. El tiempo de funcionamiento de un sistema de radar se modela con una distribución gamma con  = 1.2, = 2. Determine la probabilidad de que el sistema funcione al menos un año antes del fallo. ¿Con que probabilidad el fallo se produce durante el segundo año desde su puesta en funcionamiento? 5. Se ha determinado que el tiempo de reparación en un taller de mantenimiento sigue una distribución lognormal de media 7 horas y desviación típica 4 horas. Con que probabilidad una reparación superará las 10 horas?. ¿Qué proporciona de reparaciones tienen un tiempo de ejecución entre 8 y 16 horas?

6. La superficie X de las explotaciones hortofrutícolas en una región sigue una distribución

LogNormal. Se sabe que la mediana de X es 15 hanegadas y que sólo el 1% de las explotaciones

son mayores de 50 hanegadas. ¿Qué porcentaje de las explotaciones serán menores a 5 hanegadas?

Nota: si X : superficies explotaciones LogNormal  Y =ln ( X ) Normal

7. Los ingresos semanales de los habitantes de una localidad siguen una distribución logarítmico

normal de parámetros 3 y 2. ¿Qué porcentaje de individuos se encuentra entre 70 y 150?

8. Se sabe que el tiempo de funcionamiento en años de un sistema se distribuye según una chi-cuadrada con 7 grados de libertad. ¿Con qué probabilidad el sistema funcionará al menos tres años? 9. El tiempo semanal de paro Y (en horas) de una máquina industrial determinada tiene aproximadamente una distribución gamma con = 3 y = 2. La pérdida, en dólares, de la operación como resultado de ese tiempo de paro está dada por: L = 30 Y + 2 Y^2 a) Halle el valor esperado y la varianza de L b) Determine un intervalo que contenga L en un 89% aproximado de las semanas en las que se usa la máquina. 10. La carga total sostenida en una zapata de concreto de un edificio en proyecto es la suma de la carga muerta más la carga viva (ocupantes y sus enseres). Suponga que la carga muerta X 1 tiene una

distribución gamma con  1 = 50 y  1 = 2 , mientras que la carga viva X 2 tiene una distribución gamma con  2 = 20 y  2 = 2. Las unidades son miles de libras. a) Calcule el promedio, la varianza y la función de densidad de probabilidad de la carga total soportada por la zapata. b) Encuentre un valor para la carga sostenida que sólo rebase con una probabilidad menor que 161 11. Los tiempos de respuesta en una terminal en línea tienen, en forma aproximada, una distribución gamma, con un promedio de 4 segundos y una varianza de 8. Formule la función de densidad de probabilidad para dichos tiempos de respuesta. 12. Suponga que X tiene una función de densidad representada por: ( )     (^) −   = 0 otroscasos 1 0 1 ( ) kx^3 x^2 x f x a) Calcule el valor de k para que sea función de densidad b) Determine EX y VX13. Durante un turno de ocho horas, la proporción de tiempo que una troqueladora de lámina está parada por mantenimiento o reparación tiene una distribución beta con = 1 y = 2. El costo (en cientos de dólares) de ese tiempo inactivo, debido a la producción perdida y al costo de mantenimiento y reparación es: C = 10 + 20 X + 4 X^2 a) estime el costo esperado y la varianza del costo b) determine un intervalo en el que quede C con una probabilidad mínima de 0.75. 14. El porcentaje de impurezas por lote en determinado tipo de sustancia química industrial es una variable aleatoria X que tiene función de densidad: ( )     (^) −   = 0 otroscasos 12 1 , 0 1 ( ) x^2 x x f x a) suponga que no se puede vender un lote con más de 40% de impurezas. ¿Cuál es la probabilidad de que un lote seleccionado al azar no se pueda vender? b) Suponga que el valor de cada lote en dólares está dado por: (^) V = 5 − 0. 5 X , calcule el valor esperado y la varianza. 15. La proporción de hierro puro en determinadas muestras de mineral tiene una distribución beta con = 2 y =^1. a) Estime la probabilidad de que una de esas muestras tenga más del 50% de hierro puro b) Calcule la probabilidad de que dos de las muestras tengan menos que el 30% de hierro puro. 16. Supóngase que la proporción de unidades defectuosas embarcadas por un vendedor, las cuales varía de cargamento a cargamento, puede considerarse como una variable aleatoria que tiene distribución beta con = 1 y = 4. a) Encuentre la media de esta distribución beta, es decir, el promedio de unidades defectuosas en un cargamento de este vendedor. b) Calcúlese la probabilidad de que un embarque de este vendedor contenga 25% o más de unidades defectuosas. 17. Supóngase que el tiempo de falla (en minutos) de ciertos componentes electrónicos, sujetos a vibraciones continuas, puede considerarse como una variable aleatoria de Weibull con  = 51 y  = 31 .