Caso: Tres Dados

Cálculo de probabilidades

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library(gtools)
library(knitr)
Simular el lanzamiento de los dados
dados <- data.frame(permutations(6, 3, repeats.allowed = TRUE))
dados
##     X1 X2 X3
## 1    1  1  1
## 2    1  1  2
## 3    1  1  3
## 4    1  1  4
## 5    1  1  5
## 6    1  1  6
## 7    1  2  1
## 8    1  2  2
## 9    1  2  3
## 10   1  2  4
## 11   1  2  5
## 12   1  2  6
## 13   1  3  1
## 14   1  3  2
## 15   1  3  3
## 16   1  3  4
## 17   1  3  5
## 18   1  3  6
## 19   1  4  1
## 20   1  4  2
## 21   1  4  3
## 22   1  4  4
## 23   1  4  5
## 24   1  4  6
## 25   1  5  1
## 26   1  5  2
## 27   1  5  3
## 28   1  5  4
## 29   1  5  5
## 30   1  5  6
## 31   1  6  1
## 32   1  6  2
## 33   1  6  3
## 34   1  6  4
## 35   1  6  5
## 36   1  6  6
## 37   2  1  1
## 38   2  1  2
## 39   2  1  3
## 40   2  1  4
## 41   2  1  5
## 42   2  1  6
## 43   2  2  1
## 44   2  2  2
## 45   2  2  3
## 46   2  2  4
## 47   2  2  5
## 48   2  2  6
## 49   2  3  1
## 50   2  3  2
## 51   2  3  3
## 52   2  3  4
## 53   2  3  5
## 54   2  3  6
## 55   2  4  1
## 56   2  4  2
## 57   2  4  3
## 58   2  4  4
## 59   2  4  5
## 60   2  4  6
## 61   2  5  1
## 62   2  5  2
## 63   2  5  3
## 64   2  5  4
## 65   2  5  5
## 66   2  5  6
## 67   2  6  1
## 68   2  6  2
## 69   2  6  3
## 70   2  6  4
## 71   2  6  5
## 72   2  6  6
## 73   3  1  1
## 74   3  1  2
## 75   3  1  3
## 76   3  1  4
## 77   3  1  5
## 78   3  1  6
## 79   3  2  1
## 80   3  2  2
## 81   3  2  3
## 82   3  2  4
## 83   3  2  5
## 84   3  2  6
## 85   3  3  1
## 86   3  3  2
## 87   3  3  3
## 88   3  3  4
## 89   3  3  5
## 90   3  3  6
## 91   3  4  1
## 92   3  4  2
## 93   3  4  3
## 94   3  4  4
## 95   3  4  5
## 96   3  4  6
## 97   3  5  1
## 98   3  5  2
## 99   3  5  3
## 100  3  5  4
## 101  3  5  5
## 102  3  5  6
## 103  3  6  1
## 104  3  6  2
## 105  3  6  3
## 106  3  6  4
## 107  3  6  5
## 108  3  6  6
## 109  4  1  1
## 110  4  1  2
## 111  4  1  3
## 112  4  1  4
## 113  4  1  5
## 114  4  1  6
## 115  4  2  1
## 116  4  2  2
## 117  4  2  3
## 118  4  2  4
## 119  4  2  5
## 120  4  2  6
## 121  4  3  1
## 122  4  3  2
## 123  4  3  3
## 124  4  3  4
## 125  4  3  5
## 126  4  3  6
## 127  4  4  1
## 128  4  4  2
## 129  4  4  3
## 130  4  4  4
## 131  4  4  5
## 132  4  4  6
## 133  4  5  1
## 134  4  5  2
## 135  4  5  3
## 136  4  5  4
## 137  4  5  5
## 138  4  5  6
## 139  4  6  1
## 140  4  6  2
## 141  4  6  3
## 142  4  6  4
## 143  4  6  5
## 144  4  6  6
## 145  5  1  1
## 146  5  1  2
## 147  5  1  3
## 148  5  1  4
## 149  5  1  5
## 150  5  1  6
## 151  5  2  1
## 152  5  2  2
## 153  5  2  3
## 154  5  2  4
## 155  5  2  5
## 156  5  2  6
## 157  5  3  1
## 158  5  3  2
## 159  5  3  3
## 160  5  3  4
## 161  5  3  5
## 162  5  3  6
## 163  5  4  1
## 164  5  4  2
## 165  5  4  3
## 166  5  4  4
## 167  5  4  5
## 168  5  4  6
## 169  5  5  1
## 170  5  5  2
## 171  5  5  3
## 172  5  5  4
## 173  5  5  5
## 174  5  5  6
## 175  5  6  1
## 176  5  6  2
## 177  5  6  3
## 178  5  6  4
## 179  5  6  5
## 180  5  6  6
## 181  6  1  1
## 182  6  1  2
## 183  6  1  3
## 184  6  1  4
## 185  6  1  5
## 186  6  1  6
## 187  6  2  1
## 188  6  2  2
## 189  6  2  3
## 190  6  2  4
## 191  6  2  5
## 192  6  2  6
## 193  6  3  1
## 194  6  3  2
## 195  6  3  3
## 196  6  3  4
## 197  6  3  5
## 198  6  3  6
## 199  6  4  1
## 200  6  4  2
## 201  6  4  3
## 202  6  4  4
## 203  6  4  5
## 204  6  4  6
## 205  6  5  1
## 206  6  5  2
## 207  6  5  3
## 208  6  5  4
## 209  6  5  5
## 210  6  5  6
## 211  6  6  1
## 212  6  6  2
## 213  6  6  3
## 214  6  6  4
## 215  6  6  5
## 216  6  6  6
Encontrar las sumas y frecuencias
sumar.dados <- apply(dados, MARGIN = 1, FUN = sum)
sumar.dados
##   [1]  3  4  5  6  7  8  4  5  6  7  8  9  5  6  7  8  9 10  6  7  8  9 10 11  7
##  [26]  8  9 10 11 12  8  9 10 11 12 13  4  5  6  7  8  9  5  6  7  8  9 10  6  7
##  [51]  8  9 10 11  7  8  9 10 11 12  8  9 10 11 12 13  9 10 11 12 13 14  5  6  7
##  [76]  8  9 10  6  7  8  9 10 11  7  8  9 10 11 12  8  9 10 11 12 13  9 10 11 12
## [101] 13 14 10 11 12 13 14 15  6  7  8  9 10 11  7  8  9 10 11 12  8  9 10 11 12
## [126] 13  9 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 15 11 12 13 14 15 16  7  8  9 10 11 12
## [151]  8  9 10 11 12 13  9 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 15 11 12 13 14 15 16 12
## [176] 13 14 15 16 17  8  9 10 11 12 13  9 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 15 11 12
## [201] 13 14 15 16 12 13 14 15 16 17 13 14 15 16 17 18
frecuencia_sumas <- as.data.frame((table(sumar.dados)))

class(frecuencia_sumas)
## [1] "data.frame"
colnames(frecuencia_sumas)
## [1] "sumar.dados" "Freq"
frecuencia_sumas$sumar.dados
##  [1] 3  4  5  6  7  8  9  10 11 12 13 14 15 16 17 18
## Levels: 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
frecuencia_sumas$Freq
##  [1]  1  3  6 10 15 21 25 27 27 25 21 15 10  6  3  1
x <- as.numeric(as.vector(frecuencia_sumas$sumar.dados))
x
##  [1]  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
frecuencia <-as.numeric(as.vector(frecuencia_sumas$Freq))
frecuencia    
##  [1]  1  3  6 10 15 21 25 27 27 25 21 15 10  6  3  1
n <- sum(frecuencia)
n
## [1] 216
1. Identificar los valores de x y de probabilidad de x en la tabla de distribución mediante combinaciones
x
##  [1]  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
prob.x <- frecuencia / n
prob.x
##  [1] 0.00462963 0.01388889 0.02777778 0.04629630 0.06944444 0.09722222
##  [7] 0.11574074 0.12500000 0.12500000 0.11574074 0.09722222 0.06944444
## [13] 0.04629630 0.02777778 0.01388889 0.00462963
sum(prob.x)
## [1] 1
2. Determinar valor esperado \(\sum xp(x)\)
v.e <- sum(x * prob.x)
v.e
## [1] 10.5
3. Determinar la probabilidad acumulada \(F(X)\) de x
prob.acum.x <- c(sum(prob.x[1]), sum(prob.x[1:2]), sum(prob.x[1:3]), sum(prob.x[1:4]), sum(prob.x[1:5]),
sum(prob.x[1:6]), sum(prob.x[1:7]),
sum(prob.x[1:8]), sum(prob.x[1:9]),
sum(prob.x[1:10]), sum(prob.x[1:11]),
sum(prob.x[1:12]), sum(prob.x[1:13]),
sum(prob.x[1:14]), sum(prob.x[1:15]),
sum(prob.x[1:16]))
prob.acum.x
##  [1] 0.00462963 0.01851852 0.04629630 0.09259259 0.16203704 0.25925926
##  [7] 0.37500000 0.50000000 0.62500000 0.74074074 0.83796296 0.90740741
## [13] 0.95370370 0.98148148 0.99537037 1.00000000
4. Determinar y visualizar la tabla de distribución de probabilidad con columnas de \(x\), \(p(x)\), \(F(x)\) o probabilidad acumulada o función de la distribución acumulativa, \(xp(x)\), \((x-\mu)^2\), \((x-\mu)^2 p(x)\)
tabla <- data.frame(1:16, x, frecuencia, prob.x, prob.acum.x, x * prob.x, (x - v.e) ^ 2, (x - v.e) ^ 2 * prob.x)

colnames(tabla) <- c("pos","x", "frec","prob.x", "prob.acum.x", "x.prob.x", "x-v.e^2", "x-v.e^2prob.x")

kable(tabla)
pos x frec prob.x prob.acum.x x.prob.x x-v.e^2 x-v.e^2prob.x
1 3 1 0.0046296 0.0046296 0.0138889 56.25 0.2604167
2 4 3 0.0138889 0.0185185 0.0555556 42.25 0.5868056
3 5 6 0.0277778 0.0462963 0.1388889 30.25 0.8402778
4 6 10 0.0462963 0.0925926 0.2777778 20.25 0.9375000
5 7 15 0.0694444 0.1620370 0.4861111 12.25 0.8506944
6 8 21 0.0972222 0.2592593 0.7777778 6.25 0.6076389
7 9 25 0.1157407 0.3750000 1.0416667 2.25 0.2604167
8 10 27 0.1250000 0.5000000 1.2500000 0.25 0.0312500
9 11 27 0.1250000 0.6250000 1.3750000 0.25 0.0312500
10 12 25 0.1157407 0.7407407 1.3888889 2.25 0.2604167
11 13 21 0.0972222 0.8379630 1.2638889 6.25 0.6076389
12 14 15 0.0694444 0.9074074 0.9722222 12.25 0.8506944
13 15 10 0.0462963 0.9537037 0.6944444 20.25 0.9375000
14 16 6 0.0277778 0.9814815 0.4444444 30.25 0.8402778
15 17 3 0.0138889 0.9953704 0.2361111 42.25 0.5868056
16 18 1 0.0046296 1.0000000 0.0833333 56.25 0.2604167
5. Visualizar la gráfica de barra de la variable aleatoria x con respecto a su probabilidad
barplot(height = prob.x, names.arg = x)

6. Visualizar la gráfica de la probabilidad acumulada \(F(x)\)
plot(x,prob.acum.x, type = 'b')

7. Determinar varianza \(\sigma ^ 2 = \sum (x - \mu)^2 p(x)\)
var <- sum((x - v.e) ^ 2 * prob.x)
var
## [1] 8.75
8. Determinar desviación std \(\sigma = \sqrt{\sigma^2}\)
desv.std <- sqrt(var)
desv.std
## [1] 2.95804

Cálculo de probabilidades

9. ¿Cual es la probabilidad de que la suma sea MENOR O IGUAL A SEIS?
i=1 
i=min(tabla$x) - tabla$pos[1]
i
## [1] 2
tabla$prob.acum.x[6-i]
## [1] 0.09259259
10. ¿Cuál es la probabilidad de que la suma sea DIEZ O MAS ?
1 - tabla$prob.acum.x[9-i]
## [1] 0.625
11. ¿Cuál es la probabilidad de que la suma esté entre CINCO y DIEZ ?
(tabla$prob.acum.x[10-i] - tabla$prob.acum[4-i])
## [1] 0.4814815
12. ¿Cuál es la probabilidad de que la suma SEA MAYOR QUE ONCE?
1 - tabla$prob.acum.x[11-i]
## [1] 0.375