Plantilla para los trabajos

Vídeo: https://youtu.be/WwgGAa8u9a8.


1 Probabilidad

Supongamos que una cafetería tiene la siguiente composición de clientes: El 60% son adultos y el 40% son niños. De los adultos el 25% son mujeres y el 75% son hombres. De los niños el 50% son niñas y el 50% son niños. Pero también sabemos que el 15% de las mujeres adultas y el 10% de los hombre adultos toman café. El 5% de las niñas y el 8% de los niños ordenan algún tipo de bebida en la cafetería. La probabilidad de que un adulto sufra un percance es del 2% mientras que de los niños es del 3%.

Suponemos: Adultos=A, Niños=N, Hombres=H, Mujeres=M, Cafe=C, Bebida=B, Accidente=Acc

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que un adulto pida otra cosa que no sea café?

Un adulto que no pida cafe: \(P(C^c / A)=\frac{P(C^c \cap A)}{P(A)}=\frac{0.5325}{0.6}=0.8875\) \(P(C^c \cap A)=P(A)-P(A \cap C)=0.6-(0.6*(0.25*0.15+0.75*0.1))=0.5325\)

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que un cliente seleccionado al azar de la cafetería sea una mujer que ha pedido un café y sufre un accidente?

Mujer ha pedido un café y sufre un accidente: \(P(A \cap M \cap C \cap Acc)=P(A) * P(M / A) * P(C / M) * P(Acc / A)=0.6*0.25*0.15*0.02=0.00045\)

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que un cliente seleccionado al azar de la cafetería sea un niño que no ha ordenado ninguna bebida y sufre un accidente?

Niño sin bebida y que sufra un accidente: \(P(Niños \cap Niño \cap B^c \cap Acc)=P(Niños)*P(Niño/Niños)*P(B^c / Niño)*P(Acc / Niños)=0.4*0.5*(1-0.08)*0.03=0.00552\)

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que al seleccionar a un cliente al azar sea un hombre adulto que no sufre un accidente?

Hombre que no sufra un accidente: \(P(A \cap H/A \cap Acc^c)=P(A)*P(H / A)*P(C / HA)*P(Acc^c / A)+P(A)*P(H / A)*P(C^c / HA)*P(Acc^c / A)=0.6*0.75*0.1*(1-0.02)+0.6*0.75*(1-0.1)*(1-0.02)=0.441\)


2 Variable aleatoria

En una fábrica de juguetes se tiene una normativa de que aquellos juguetes destinados a niños deben tener un tamaño entre 5 y 30 centímetros. Sea X el tamaño de los juguetes. Siendo la función de densidad de la probabilidad de X la siguiente:

\(f(X)=(\frac{x^2-x}{10000})\) si \(5\leq X\leq 30\)
\(f(X)=1\) en otro caso

  1. ¿Que proporción de juguetes cumple la normativa de la fábrica?

\(P(5\leq X\leq 30)=\) \(\int_{5}^{30} \frac{x^2-x}{10000}dx=\) \(\frac{1}{10000} \int_{5}^{30} (x^2-x)dx=\) \(\frac{1}{10000} [\frac{t^3}{3}-\frac{t^2}{2}]_{5}^{30}=\) \(\frac{1}{10000}(8550-29.17)=\) \(\frac{1}{10000}(8520.83)=0.852083\)

  1. Halla la probabilidad de que los juguetes tengan un tamaño entre 10 y 20 centímetros.

\(P(10\leq X\leq 20)=\) \(\int_{10}^{20} \frac{x^2-x}{10000}dx=\)\(\frac{1}{10000} \int_{10}^{20} (x^2-x)dx=\)\(\frac{1}{10000}[\frac{t^3}{3}-\frac{t^2}{2}]_{10}^{20}=\)\(\frac{1}{10000}(2466.67-283.33)=0.218334\)

  1. Calcula la función de distribución.

\[F(X)=\int_{5}^{x} \frac{t^2-t}{10000}dx=\frac{1}{10000} \int_{5}^{x}(t^2-t)dx=\frac{1}{10000}[\frac{t^3}{3}-\frac{t^2}{2}]_{5}^{x}=\frac{1}{10000}[\frac{x^3}{3}-\frac{x^2}{2}-29.16]=\frac{x^3}{30000}-\frac{x^2}{20000}-\frac{29.16}{10000}\]

\(F(x)=\frac{x^3}{30000}-\frac{x^2}{20000}-\frac{29.16}{10000}\)

  1. Calcula la proporción de juguetes con tamaño mayor a 25 centímetros.

\(P(x>25)=\)\(1-P(X<25)=1-\int_{5}^{25}\frac{x^2-x}{10000}dx=\)\(1-\frac{1}{10000}[\frac{t^3}{3}-\frac{t^2}{2}]_{5}^{25}=\) \(1-\frac{1}{10000}(4895.83-29.16)=1-0.48667=0.51333\)


3 Distribuciones de probabilidad

El tiempo medio de ensamblaje de un automóvil en una empresa determinada sigue una distribución normal, con una media de 15 horas por coche y desviación típica de 4 horas.

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que un coche sea ensamblado entre 18 y 20 horas?¿Y de que lo sea en 7 horas?

Siendo X = “tiempo medio de ensamblaje de un coche”, tenemos que X~(15, 4)

Por lo tanto, \(P(18<X<20)=P(X<20)-P(X<18)=\)pnorm(20,15,4)-pnorm(18,15,4)=0.1209776

En el segundo caso, \(P(X=7)=0\) ya que es una distribución continua.

  1. Sabiendo que uno de esos coches se ensambla en más de 14 horas, calcula la probabilidad de que se ensamble en menos de 17 horas.

\(P(X<17/X>14)=\frac{P(14<X<17)}{P(X>14)}=\frac{P(X<17)-P(X<14)}{1-P(X\leq14)}=\)(pnorm(17,15,4)-pnorm(14,15,4))/(1-pnorm(14,15,4))=0.4846596

  1. Calcula el percentil 40.

Para el percentil 40 estamos buscando un valor \(t\) tal que \(P(X\leq t)=0.40\)

Por lo tanto, \(t=\)qnorm(0.40,15,4)=13.9866116

  1. Proporciona un intervalo centrado en la media que contenga un 80% de probabilidad.

Tenemos que la media de nuestra distribución es 15, por lo tanto buscamos un intervalo tal que \(P(15-k\leq X\leq 15+k)=0.8\)

Esa expresión es equivalente a \(P(X\leq15+k)-P(X\leq15-k)\), y sabemos que \(P(X\leq15-k)=P(X\ge15+k)=1-P(X\leq15+k)\), así que sustituyendo: \(P(X\leq15+k)-P(X\leq15-k)=P(X\leq15+k)-1+P(X\leq15+k)=2*P(X\leq15+k)-1\)

\(2*P(X\leq15+k)-1=0.8\)

\(P(X\leq15+k)=\frac{0.8+1}{2}=0.9\)

Igual que hemos hecho en el apartado anterior, tenemos que \(15+k=\)qnorm(0.9,15,4) = 20.1262063, por lo que \(k\) = 20.1262063 - 15 = 5.1262063

Para sacar nuestro intervalo solo tendremos que sumarle y restarle a la media el valor de \(k\): intervalo = (9.8737937, 20.1262063)