¡Descarga conta porbabilidad y más Apuntes en PDF de Administración de Empresas solo en Docsity!
PROBABILIDAD
Definición de probabiidad La probabilidad de un suceso es un número, comprendido entre 0 y 1, que indica las posibilidades que tiene de verificarse cuando se realiza un experimento aleatorio.
Experimentos deterministas Son los experimentos de los que podemos predecir el resultado antes de que se realicen. Ejemplo Si dejamos caer una piedra desde una ventana sabemos, sin lugar a dudas, que la piedra bajará. Si la arrojamos hacia arriba, sabemos que subirá durante un determinado intervalo de tiempo; pero después bajará. Experimentos aleatorios Son aquellos en los que no se puede predecir el resultado, ya que éste depende del azar. Ejemplos Si lanzamos una moneda no sabemos de antemano si saldrá cara o cruz. Si lanzamos un dado tampoco podemos determinar el resultado que vamos a obtener. Teoría de probabilidades La teoría de probabilidades se ocupa de asignar un cierto número a cada posible resultado que pueda ocurrir en un experimento aleatorio, con el fin de cuantificar dichos resultados y saber si un suceso es más probable que otro. Con este fin, introduciremos algunas definiciones: Suceso Es cada uno de los resultados posibles de una experiencia aleatoria. Al lanzar una moneda salga cara. Al lanzar una moneda se obtenga 4. Espacio muestral Es el conjunto de todos los posibles resultados de una experiencia aleatoria, lo representaremos por E (o bien por la letra griega Ω). Espacio muestral de una moneda: E = {C, X}. Espacio muestral de un dado: E = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Suceso aleatorio Suceso aleatorio es cualquier subconjunto del espacio muestral. Por ejemplo al tirar un dado un suceso sería que saliera par, otro, obtener múltiplo de 3, y otro, sacar 5. Ejemplo Una bolsa contiene bolas blancas y negras. Se extraen sucesivamente tres bolas. Calcular:
- El espacio muestral. E = {(b,b,b); (b,b,n); (b,n,b); (n,b,b); (b,n,n); (n,b,n); (n,n ,b); (n, n,n)}
- El suceso A = {extraer tres bolas del mismo color}. A = {(b,b,b); (n, n,n)}
- El suceso B = {extraer al menos una bola blanca}. B= {(b,b,b); (b,b,n); (b,n,b); (n,b,b); (b,n,n); (n,b,n); (n,n ,b)}
- El suceso C = {extraer una sola bola negra}. C = {(b,b,n); (b,n,b); (n,b,b)}
TIPOS DE SUCESOS
Suceso elemental Suceso elemental es cada uno de los elementos que forman parte del espacio muestral. Por ejemplo al tirar un dado un suceso elemental es sacar 5. Suceso compuesto Suceso compuesto es cualquier subconjunto del espacio muestral. Por ejemplo al tirar un dado un suceso sería que saliera par, otro, obtener múltiplo de 3. Suceso seguro Suceso seguro, E, está formado por todos los posibles resultados (es decir, por el espacio muestral). Por ejemplo al tirar un dado un dado obtener una puntuación que sea menor que 7. Suceso imposible Suceso imposible, , es el que no tiene ningún elemento. Por ejemplo al tirar un dado obtener una puntuación igual a 7. Sucesos compatibles Dos sucesos, A y B, son compatibles cuando tienen algún suceso elemental común.
Si A es sacar puntuación par al tirar un dado y B es obtener múltiplo de 3, A y B son compatibles porque el 6 es un suceso elemental común. Sucesos incompatibles Dos sucesos, A y B, son incompatibles cuando no tienen ningún elemento en común. Si A es sacar puntuación par al tirar un dado y B es obtener múltiplo de 5, A y B son incompatibles. Sucesos independientes Dos sucesos, A y B, son independientes cuando la probabilidad de que suceda A no se ve afectada porque haya sucedido o no B. Al lazar dos dados los resultados son independientes. Sucesos dependientes Dos sucesos, A y B, son dependientes cuando la probabilidad de que suceda A se ve afectada porque haya sucedido o no B. Extraer dos cartas de una baraja, sin reposición, son sucesos dependientes. Suceso contrario El suceso contrario a A es otro suceso que se realiza cuando no se realiza A. Se denota por
. Son sucesos contrarios sacar par e impar al lanzar un dado. ESPACIO DE SUCESOS Espacio de sucesos, S, es el conjunto de todos los sucesos aleatorios. Si tiramos una moneda el espacio se sucesos está formado por: S= { , {C}, {X}, {C,X}}. Observamos que el primer elemento es el suceso imposible y el último el suceso seguro. Si E tiene un número finito de elementos, n, de elementos el número de sucesos de E es 2 n^. Una moneda E= {C, X}. Número de sucesos = 2^2 = Dos monedas E= {(C,C); (C,X); (X,C); (X,X)}. Número de sucesos = 2^4 = Un dado E = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Número de sucesos = 2^6 = 64
UNION DE SUCESOS
La unión de sucesos, A B, es el suceso formado por todos los elementos de A y de B.
Es decir, el suceso A B se verifica cuando ocurre uno de los dos, A o B, o ambos.
A B se lee como "A o B". Ejemplo Consideramos el experimento que consiste en lanzar un dado, si A = "sacar par" y B = "sacar múltiplo de 3". Calcular A B. A = {2, 4, 6} B = {3, 6} A B = {2, 3, 4, 6}
Propiedades de la unión de sucesos Conmutativa
Asociativa
Idempotente
Simplificación
B = {3, 6}
A − B = {2, 4}
Propiedad
SUCESOS CONTRARIOS
El suceso = E - A se llama suceso contrario o complementario de A. Es decir, se verifica siempre y cuando no se verifique A. Ejemplo
Consideramos el experimento que consiste en lanzar un dado, si A = "sacar par". Calcular . A = {2, 4, 6}
= {1, 3, 5}
Propiedades
Leyes de Morgan
PROPIEDADES DE LA PROBABILIDAD
Axiomas de la probabilidad
1. La probabilidad es positiva y menor o igual que 1. 0 ≤ p(A) ≤ 1 2. La probabilidad del suceso seguro es 1. p(E) = 1 3. Si A y B son incompatibles, es decir A B = entonces:
p(A B) = p(A) + p(B)
Propiedades de la probabilidad 1 La suma de las probabilidades de un suceso y su contrario vale 1, por tanto la probabilidad del suceso contrario es:
2 Probabilidad del suceso imposible es cero.
3 La probabilidad de la unión de dos sucesos es la suma de sus probabilidades restándole la probabilidad de su intersección.
4 Si un suceso está incluido en otro, su probabilidad es menor o igual a la de éste.
5 Si A 1 , A 2 , ..., Ak son incompatibles dos a dos entonces:
6 Si el espacio muestral E es finito y un suceso es S = {x 1 , x 2 , ..., xn } entonces:
Por ejemplo la probabilidad de sacar par, al tirar un dado, es: P(par) = P(2) + P(4) + P(6) REGLA DE LAPLACE Si realizamos un experimento aleatorio en el que hay n sucesos elementales, todos igualmente probables,equiprobables, entonces si A es un suceso, la probabilidad de que ocurra el suceso A es:
Ejemplos Hallar la probabilidad de que al lanzar dos monedas al aire salgan dos caras. Casos posibles: {cc, cx, xc, xx}. Casos favorables: 1.
En una baraja de 40 cartas, hallar la P (as) y P (copas). Casos posibles: 40. Casos favorables de ases: 4.
Casos favorables de copas: 10.
Calcular la probabilidad de que al echar un dado al aire, salga: 1 Un número par. Casos posibles: {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Casos favorables: {2, 4, 6}.
2 Un múltiplo de tres. Casos favorables: {3, 6}.
3 Mayor que 4. Casos favorables: {5, 6}.
COMBINATORIA Y PROBABIBILIDAD
Calcular la probabilidad de obtener un múltiplo de 2 ó un 6 al lanzar un dado.
PROBABILIDAD CONDICIONADA
Sean A y B dos sucesos de un mismo espacio muestral E. Se llama probabilidad del suceso B condicionado a A y se representa por P(B/A) a la probabilidad del suceso B una vez ha ocurrido el A.
Ejemplo Calcular la probabilidad de obtener un 6 al tirar un dado sabiendo que ha salido par.
Sucesos independientes Dos sucesos A y B son independientes si p(A/B) = p(A) Sucesos dependientes Dos sucesos A y B son dependientes si p(A/B) ≠ p(A)
PROBABILIDAD COMPUESTA O DE LA INTERSECCIÓN DE
SUCESOS
Probabilidad de la intersección de sucesos independientes
p(A B) = p(A) · p(B) Ejemplo Se tiene una baraja de 40 cartas, se saca una y se vuelve a meter. ¿Cuál es la probabilidad de extraer dos ases?
Probabilidad de la intersección de sucesos dependientes
p(A B) = p(A) · p(B/A) Ejemplo Se tiene una baraja de 40 cartas, se extraen dos cartas. ¿Cuál es la probabilidad de extraer dos ases?
Probabilidad de la diferencia de sucesos
TABLAS DE CONTINGENCIA
Un método útil para clasificar los datos obtenidos en un recuento es mediante las tablas de contingencia. Se trata de tablas en cuyas celdas figuran probabilidades, y en la cual podemos determinar unas probabilidades conociendo otras de la tabla. Ejemplo Se sortea un viaje a Roma entre los 120 mejores clientes de una agencia de automóviles. De ellos, 65 son mujeres, 80 están casados y 45 son mujeres casadas. Se pide: 1 ¿Cuál será la probabilidad de que le toque el viaje a un hombre soltero? 2 Si del afortunado se sabe que es casado, ¿cuál será la probabilidad de que sea una mujer?
DIAGRAMA DE ARBOL
Para la construcción de un diagrama en árbol se partirá poniendo una rama para cada una de
las posibilidades , acompañada de su probabilidad.
En el final de cada rama parcial se constituye a su vez, un nudo del cual parten
nuevas ramas , según las posibilidades del siguiente paso, salvo si el nudo representa un posible
final del experimento ( nudo final ).
Hay que tener en cuenta: que la suma de probabilidades de las ramas de cada nudo ha de
dar 1.
Ejemplos
Una clase consta de seis niñas y 10 niños. Si se escoge un comité de tres al azar, hallar la
probabilidad de:
1 Seleccionar tres niños.
Experimentos compuestos
Un experimento compuesto es aquel que consta de dos o más experimentos aleatorios simples.
Es decir, si tiramos un dado, o una moneda, son experimentos aleatorios simples, pero si
realizamos el experimento de tirar un dado y posteriormente una moneda, estamos realizando
un experimento compuesto.
En los experimentos compuestos es conveniente usar el llamado diagrama en árbol para
hacerse una idea global de todos ellos.
TEOREMA DE LA PROBABILIDAD TOTAL
Si A 1 , A 2 ,... , A n son:
Sucesos incompatibles 2 a 2.
Y cuya unión es el espacio muestral (A 1 A 2 ... A n = E).
Y B es otro suceso.
Resulta que:
p(B) = p(A 1 ) · p(B/A 1 ) + p(A 2 ) · p(B/A 2 ) + ... + p(A (^) n) · p(B/A (^) n )
Ejemplo
Se dispone de tres cajas con bombillas. La primera contiene 10 bombillas, de las cuales hay
cuatro fundidas; en la segunda hay seis bombillas, estando una de ellas fundida, y la tercera caja
hay tres bombillas fundidas de un total de ocho. ¿Cuál es la probabilidad de que al tomar una
bombilla al azar de una cualquiera de las cajas, esté fundida?
TEOREMA DE BAYES
Si A 1 , A 2 ,... , A n son:
Sucesos incompatibles 2 a 2.
Y cuya unión es el espacio muestral (A 1 A 2 ... A n = E).
Y B es otro suceso.
Resulta que:
Las probabilidades p(A 1 ) se denominan probabilidades a priori.
Las probabilidades p(A i/B) se denominan probabilidades a posteriori.
Las probabilidades p(B/A i ) se denominan verosimilitudes.
Ejemplos
El 20% de los empleados de una empresa son ingenieros y otro 20% son economistas. El 75%
de los ingenieros ocupan un puesto directivo y el 50% de los economistas también, mientras que
los no ingenieros y los no economistas solamente el 20% ocupa un puesto directivo. ¿Cuál es la
probabilidad de que un empleado directivo elegido al azar sea ingeniero?
