INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO PROBABILIDAD AXIOMAS Y TEOREMAS DE LA PROBABILIDAD.

Transcripción

1 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca OLDD XOMS Y TEOEMS DE L OLDD. DEFNCONES DE L OLDD. La palabra probabldad se utlza para cuatfcar uestra creeca de que ocurra u acotecmeto determado. Exste tres formas de estmar probabldades: el efoque clásco, el cual se aplca cuado todos los resultados posbles que se cosdera gualmete probables; el de frecuecas relatvas o probabldad empírca, se refere a la estmacó co base e u gra úmero de expermetos repetdos e las msmas codcoes. El efoque subjetvo basado e stuacoes especales, e las cuales o es posble repetr el expermeto y sólo usa u grado de cofaza persoal. OLDD CLÁSC O DE LLCE fes del sglo XV. ajo este cocepto defremos la probabldad de obteer u determado resultado, e u expermeto aleatoro como la relacó por cocete, etre el úmero de casos favorables a su ocurreca, y el úmero de casos posbles. S represetamos la probabldad de ocurreca del eveto, por, se tedrá: Casos favorables al eveto Casos posbles Esta es la defcó clásca o apror ates de, es de aplcacó fácl, pues o se ecesta de gú expermeto para su cálculo, so úcamete el coocmeto de las codcoes e que se realza el expermeto. Se supoe que todos los resultados posbles so coocdos, y que todos tee la msma probabldad de ocurrr. S ua ura cotee 0 esferas blacas, 5 azules y 5 rojas, la probabldad de extraer al azar ua esfera blaca, es: 0 0 Esta probabldad se basa e razoametos abstractos y o depede de la expereca, lo cual permte estmar probabldades s realzar ua gra catdad de expermetos. OLDD FECUENTST O DE VON MSES frecuecas relatvas 957 La probabldad expermetal de que ocurra u eveto es la frecueca relatva observada co que ocurre ese eveto. S u expermeto se realza veces, bajo las msmas codcoes y s ocurre resultados favorables al eveto, el valor estmado de la probabldad de que ocurra como resultado de la expermetacó, puede determarse de la maera sguete: DETMENTO DE CENCS ÁSCS M. e C. José Lus Herádez Gozález

2 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca Dode es el úmero de veces que se observó realmete el eveto, y es el úmero de veces que se efectuó el expermeto. La probabldad estmada, obteda e esta forma, se deoma probabldad expermetal. medda que aumeta el úmero de esayos o expermetos, la probabldad estmada de que ocurra u eveto, que se obtee a través de la frecueca relatva, se va acercado al valor apror. or medo del efoque de frecuecas relatvas, la probabldad se determa sobre la base de la proporcó de veces que ocurre u resultado favorable, e u úmero de observacoes o expermetos. No hay supuesto prevo de guales probabldades. De 70 alumos que se scrbero al curso de probabldad y estadístca e el semestre ateror. 5 o lo termaro, 0 obtuvero ua calfcacó de N y el resto lo aprobaro, Cuál es la probabldad de que u alumo acredte la matera? 5 70 OLDD SUJETV 969 La probabldad estmada medate los efoques cláscos y expermetal, so completamete objetvos, ya que se determa co base e hechos reales. E cambo, e alguos casos se preseta stuacoes e las cuales o es posble realzar expermetos repettvos y los resultados tampoco so gualmete probables. E estas codcoes, la probabldad de ocurreca de u eveto debe evaluarse e forma subjetva. Tales aprecacoes suele ser de crtero persoal, y por lo tato, dos persoas puede cuatfcar e forma dferete, la probabldad subjetva del msmo eveto. odemos etoces cosderar la probabldad subjetva como la evaluacó persoal de la ocurreca de u eveto certo, que se hace co base e crteros o experecas sobre casos semejates. XOMS DE OLDD Los axomas de la formulacó modera de la teoría de la probabldad costtuye ua base para deducr a partr de ellas u amplo úmero de resultados. DETMENTO DE CENCS ÁSCS M. e C. José Lus Herádez Gozález

3 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca La letra se utlza para desgar la probabldad de u eveto, sedo la probabldad de ocurreca de u eveto e u expermeto. XOM S es u eveto de S, etoces la probabldad del eveto es: 0 Como o podemos obteer meos de cero éxtos más de éxtos e expermetos, la probabldad de cualquer eveto, se represeta medate u valor que puede varar de 0 a. XOM S dos evetos so mutuamete excluyetes, la probabldad de obteer o es gual a la probabldad de obteer más la probabldad de obteer. Exclurse mutuamete quere decr que y o puede ocurrr smultáeamete e el msmo expermeto. sí, la probabldad de obteer águla o sol e la msma trada de ua moeda será. E geeral podemos decr que la suma de las probabldades de todos los posbles evetos mutuamete excluyetes es gual a :... XOM S es u eveto cualquera de u expermeto aleatoro y es el complemeto de, etoces: - Es decr, la probabldad de que el eveto o ocurra, es gual a meos la probabldad de que ocurra. TEOEMS DE L SUM DE OLDDES Supoedo que y represeta las probabldades para los dos evetos y, etoces sgfca la probabldad de que ocurra o. S represetamos los evetos y e u Dagrama de Ve co DETMENTO DE CENCS ÁSCS M. e C. José Lus Herádez Gozález

4 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca S Etoces y so cojutos dsjutos o mutuamete excluyetes, o sea que o puede ocurrr e forma smultáea E cambo, s ambos evetos tee putos muestrales e comú S - OLDD CONDCONL La probabldad codcoal se smbolza, que se lee probabldad de, dado, o la probabldad de que ocurra, codcoado a que haya ocurrdo. Se dce que dos o más evetos so depedetes etre sí cuado la probabldad de que ocurra uo o es fluda por la ocurreca de otro. S y represeta dos evetos y s la ocurreca de o afecta a la ocurreca de, y la ocurreca de o afecta a la ocurreca de, etoces se dce que y so depedetes. E este caso, la probabldad de que ocurra y es gual al producto de sus respectvas probabldades, y se expresa así: DETMENTO DE CENCS ÁSCS 4 M. e C. José Lus Herádez Gozález

5 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca E ua caja hay 5 esferas blacas, 4 rojas y egras. Se extrae ua esfera, se observa su color y se regresa a la caja. ajo estas codcoes, Cuál es la probabldad de que al extraer esferas, éstas sea de color rojo? x x 78 7 S dos evetos y o so depedetes, es decr, s y so depedetes, la probabldad compuesta de y o es gual al producto de sus probabldades respectvas. or lo cual, podemos decr, que para evetos depedetes: Es decr: o E ua caja hay 5 esferas blacas, 4 rojas y egras. S se extrae al azar esferas e forma cosecutva, s reemplazo, Cuál es la probabldad de que las sea de color rojo? Sea el eveto extraer ua esfera roja. 4 x x De la expresó despejamos y se obtee la probabldad codcoal de " dado ". E forma aáloga, la probabldad codcoal de " dado ", es : Ua caja cotee 00 focos, 50 azules y 50 rojos; de los cuales, 0 so defectuosos: 6 azules y 4 rojos. Cuál es la probabldad de que u foco elegdo al azar, sea defectuoso eveto D? 0 D S seleccoamos u foco al azar y se observa que éste es azul eveto, Cuál es la probabldad de que el foco sea defectuoso, dado que es azul? DETMENTO DE CENCS ÁSCS 5 M. e C. José Lus Herádez Gozález

6 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca Escrbremos D, para represetar la probabldad del eveto D, dado. Etoces, puesto que hay 50 focos azules y de éstos, 6 so defectuosos 6 D 50 5 TEOEM DE YES El procedmeto que se utlza para ecotrar probabldades posterores, a partr de probabldades prevas, se llama regla ayesaa. Las probabldades apror o prevas se cooce ates de obteer formacó algua del expermeto e cuestó. Las probabldades aposteror se determa después de coocer los resultados del expermeto. El teorema de ayes cosste e u método para ecotrar la probabldad de ua causa específca cuado se observa u efecto partcular. Esto es, s el eveto ha ocurrdo, Cuál es la probabldad de que fue geerado por el eveto que es ua causa posble o por el otra causa posble? S supoemos que los evetos,,,...,, forma ua partcó de u espaco muestral S; esto es, que los evetos so mutuamete excluyetes y su uó es S. hora, sea otro eveto, etoces : 4 S... Dode so evetos mutuamete excluyetes. E cosecueca:... Luego por la regla de multplcacó:... S,,,..., es ua partcó de S, y es cualquer eveto. Etoces para cualquer, DETMENTO DE CENCS ÁSCS 6 M. e C. José Lus Herádez Gozález

7 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca DETMENTO DE CENCS ÁSCS 7 M. e C. José Lus Herádez Gozález... Es decr: La expresó ateror puede terpretarse de la maera sguete: S u eveto puede ocurrr e más de ua forma, etoces la probabldad de que ocurra e ua forma partcular será gual a la razó de la probabldad de que se presete la forma respecto a la probabldad de que ocurra. Se tee dos cajas. La caja cotee esferas rojas y azules, e tato que la caja cotee esferas rojas y 8 azules. Se arroja ua moeda. S se obtee águla se saca ua esfera de la caja ; s se obtee sol se saca ua esfera de la caja. dca el eveto sacar ua esfera roja metras que y dca los evetos escoger caja y caja, respectvamete. Ua esfera roja puede resultar al escoger cualquera de las cajas. a Hallar la probabldad de sacar ua esfera roja b Hallar la probabldad de que se escogera la caja, dado que la esfera es, es decr que el resultado de arrojar la moeda sea águla. La persoa que arrojó la moeda o da a coocer s resultó águla o sol de tal maera que la caja de la cual se sacó la esfera se descooce pero dca que se extrajo ua esfera roja. uscamos la probabldad de que se escoja la caja y se sabe que se sacó ua esfera roja. Empleado el teorema de ayes, esta probabldad está dada por:

8 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca E u sttuto Superor, el 5 por ceto de los hombres y el 0 por ceto de las mujeres estuda ología. Las mujeres costtuye el 60 por ceto del estudatado. S se seleccoa e forma aleatora u estudate y resulta que está cursado ología, determar la probabldad de que sea mujer. H 0.40; M 0.60; H 0.5; M M DETMENTO DE CENCS ÁSCS 8 M. e C. José Lus Herádez Gozález

9 NSTTUTO TECNOLÓGCO DE ZCO Estadístca Factoral!-- ermutacoes de elemetos ermutacoes de elemetos e dferetes grupos de r elemetos. r!! r! ermutacoes dode o todos los elemetos so dferetes.,,..., k!!!... k! FOMULO Casos favorables al eveto Casos posbles xomas Teoremas de la suma de probabldades. Sí Sí ermutacoes crculares Combacoes c C r!! r! r! Fórmula bomal r a b a b r r 0 robabldad de u eveto r - robabldad codcoal depedetes Teorema de ayes... DETMENTO DE CENCS ÁSCS 9 M. e C. José Lus Herádez Gozález