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Matemáticas 07 2013, Exámenes de Matemáticas

Asignatura: Elementos de Probabilidad y Estadística, Profesor: Jorge Navarro, Carrera: Matemáticas, Universidad: UMU

Tipo: Exámenes

2012/2013

Subido el 30/06/2013

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ELEMENTOS DE PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA. CONVOCATORIA JULIO 2013.
1) Demostrar que si A1, A2,··· S es una sucesión de sucesos en un espacio de probabilidad,
entonces:
Pr(l´ım inf An)ım inf Pr(An)l´ım sup Pr(An)Pr(l´ım sup An).
(1 punto)
2) Enunciar y demostrar el teorema de la probabilidad total. (1 punto)
3) Definición de variable aleatoria absolutamente continua. (1 punto)
4) Deducir la función puntual de probabilidad del modelo Binomial negativo. (1 punto)
5) Calcular la probabilidad de que al sentarse 5 personas en una mesa redonda, estén ordenados
alfabéticamente (hacia la izquierda o la derecha). (1 punto)
6) Una urna contiene 3 bolas blancas y 1 negra y otra 3 negras y 1 blanca. Se elige al azar una
bola de la primera urna y se pasa a la segunda. Entonces se extrae una bola al azar de la segunda
urna. Calcular:
6.1) La probabilidad de que la bola extraída de la segunda urna sea blanca.
6.2) La probabilidad de que la bola extraída de la primera urna fuese blanca sabiendo que la
bola extraída de la segunda urna es blanca. ¿Son independientes los sucesos “la bola extraída de la
primera urna es blanca” y “la bola extraída de la segunda urna es blanca”? (razona la respuesta).
(1 punto)
7) Si la variable aleatoria Xtiene función de distribución
F(x) = 1 1
x+ 1,para x0
(cero en otro caso), se pide:
7.1) Comprobar que es una función de distribución y calcular su función de densidad.
7.2) Calcular Pr(1 X2) y la mediana. ¿Es única? (razona la respuesta).
7.3) Calcular la media.
7.4) Calcular la función de densidad de la variable Y=X2.
(2 puntos)
8) Una familia decide tener hijos hasta que tengan su primera niña y ya no tener más hijos. Sea Y
el número total de hijos (niños y niñas) en esa familia. Suponiendo que Pr(niño) = Pr(niña)=1/2,
calcular:
8.1) La probabilidad de que Yvalga 3.
8.2) La probabilidad de que Ysea mayor 3.
8.3) El número esperado de hijos E(Y).
8.4) Si 100 familias siguen esta misma política y al final hay 100 niñas (una por familia) ¿cuál
será el número esperado de niños?
(2 puntos)
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ELEMENTOS DE PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA. CONVOCATORIA JULIO 2013.

  1. Demostrar que si A 1 , A 2 , · · · ∈ S es una sucesión de sucesos en un espacio de probabilidad, entonces: Pr(l´ım inf An) ≤ l´ım inf Pr(An) ≤ l´ım sup Pr(An) ≤ Pr(l´ım sup An). (1 punto)

  2. Enunciar y demostrar el teorema de la probabilidad total. (1 punto)

  3. Definición de variable aleatoria absolutamente continua. (1 punto)

  4. Deducir la función puntual de probabilidad del modelo Binomial negativo. (1 punto)

  5. Calcular la probabilidad de que al sentarse 5 personas en una mesa redonda, estén ordenados alfabéticamente (hacia la izquierda o la derecha). (1 punto)

  6. Una urna contiene 3 bolas blancas y 1 negra y otra 3 negras y 1 blanca. Se elige al azar una bola de la primera urna y se pasa a la segunda. Entonces se extrae una bola al azar de la segunda urna. Calcular: 6.1) La probabilidad de que la bola extraída de la segunda urna sea blanca. 6.2) La probabilidad de que la bola extraída de la primera urna fuese blanca sabiendo que la bola extraída de la segunda urna es blanca. ¿Son independientes los sucesos “la bola extraída de la primera urna es blanca” y “la bola extraída de la segunda urna es blanca”? (razona la respuesta). (1 punto)

  7. Si la variable aleatoria X tiene función de distribución

F (x) = 1 − 1 x + 1

, para x ≥ 0

(cero en otro caso), se pide: 7.1) Comprobar que es una función de distribución y calcular su función de densidad. 7.2) Calcular Pr(1 ≤ X ≤ 2) y la mediana. ¿Es única? (razona la respuesta). 7.3) Calcular la media. 7.4) Calcular la función de densidad de la variable Y = X^2. (2 puntos)

  1. Una familia decide tener hijos hasta que tengan su primera niña y ya no tener más hijos. Sea Y el número total de hijos (niños y niñas) en esa familia. Suponiendo que Pr(niño) = Pr(niña) = 1/ 2 , calcular: 8.1) La probabilidad de que Y valga 3. 8.2) La probabilidad de que Y sea mayor 3. 8.3) El número esperado de hijos E(Y ). 8.4) Si 100 familias siguen esta misma política y al final hay 100 niñas (una por familia) ¿cuál será el número esperado de niños? (2 puntos)

SOLUCIONES

  1. Ver apuntes, página 23.

  2. Ver apuntes, página 32.

  3. Ver apuntes, página 58.

  4. Ver apuntes, página 133.

  5. Si llamamos 1 a la posición que ocupa el primero alfabéticamente y definimos los sucesos Ai=el que se sienta en el lugar i-ésimo está ordenado alfabéticamente con los anteriores (de forma ascendente o descendente según la secuencia anterior), por el teorema de la probabilidad compuesta se tiene:

Pr(A 2 ∩... A 5 ) = Pr(A 2 ) Pr(A 3 |A 2 ) Pr(A 4 |A 2 ∩ A 3 ) Pr(A 5 |A 2 ∩ A 3 ∩ A 4 ),

donde Pr(A 2 ) = 2/ 4

ya que hay dos personas que mantienen el orden alfabético (el 2 y el 5),

Pr(A 3 |A 2 ) = 1/ 3 ,

Pr(A 4 |A 2 ∩ A 3 ) = 1/ 2

y Pr(A 5 |A 2 ∩ A 3 ∩ A 4 ) = 1

ya que en estos tres casos solo uno mantiene el orden. Por lo tanto

Pr(A 2 ∩... A 5 ) =

1 =^

12 = 0.^08333333.

6.1) Definimos los sucesos: H 1 =la bola extraída de la primera urna es blanca, H 2 =la bola extraída de la primera urna es negra, B=la bola extraída de la segunda urna es blanca. Aplicando el teorema de la probabilidad total se tiene:

Pr(B) = Pr(H 1 ) Pr(B|H 1 ) + Pr(H 2 ) Pr(B|H 2 ) =

5 =^

20 = 0.^35.

6.2) Aplicando el teorema de Bayes se tiene:

Pr(H 1 |B) = Pr(H^1 ) Pr(B|H^1 ) Pr(B)

3 4

2 5 7 20

=^6

Los sucesos no son independientes ya que

Pr(H 1 |B) =

7 6 = Pr(H^1 ) =