Probabilidad y Estadística 2017 Castilla y Leon
Probabilidad en lanzamientos de moneda
E5.- La probabilidad de obtener cara al lanzar una moneda es $\frac{1}{2}$. ¿Cuál es la probabilidad de sacar 3 caras en tres lanzamientos? (1 punto)
Paso 1
Definición del experimento y de los sucesos
En este ejercicio se nos pide calcular la probabilidad de un suceso compuesto resultante de realizar tres experimentos simples e independientes (lanzar una moneda tres veces).
Definimos el suceso elemental:
- $C$: Obtener cara en un lanzamiento.
- $X$: Obtener cruz en un lanzamiento.
Según el enunciado, la probabilidad de obtener cara es:
$$P(C) = \frac{1}{2}$$
Como solo hay dos resultados posibles y son complementarios, la probabilidad de obtener cruz también es:
$$P(X) = 1 - P(C) = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$$
💡 **Tip:** Cuando realizamos varios lanzamientos de una moneda, los resultados son **sucesos independientes**, lo que significa que el resultado de un lanzamiento no influye en el siguiente.
Paso 2
Representación mediante diagrama de árbol
Para visualizar todos los resultados posibles y sus probabilidades, representamos el experimento mediante un diagrama de árbol. El camino que nos interesa es aquel donde obtenemos cara en los tres lanzamientos ($C, C, C$).
Paso 3
Cálculo de la probabilidad final
Dado que los lanzamientos son independientes, la probabilidad de la intersección de los sucesos es igual al producto de sus probabilidades individuales.
Sea $A$ el suceso "sacar 3 caras en tres lanzamientos". Este suceso se puede expresar como:
$$A = C_1 \cap C_2 \cap C_3$$
Donde $C_i$ es obtener cara en el lanzamiento $i$.
Calculamos la probabilidad:
$$P(A) = P(C_1) \cdot P(C_2) \cdot P(C_3)$$
$$P(A) = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2} = \left(\frac{1}{2}\right)^3$$
$$P(A) = \frac{1}{8}$$
Si expresamos el resultado en forma decimal:
$$P(A) = 0,125$$
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{P(\text{3 caras}) = \frac{1}{8} = 0,125}$$
💡 **Tip:** En experimentos de Bernoulli repetidos (como lanzar una moneda), la probabilidad de obtener $k$ éxitos en $n$ ensayos sigue una distribución binomial $B(n, p)$. En este caso, $B(3, 0.5)$ y buscamos $P(X=3)$.