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Probabilidad y Estadística 2018 Castilla y Leon

Probabilidad con monedas y baraja española

E5.- a) Se tira una moneda tres veces. Calcular la probabilidad de que, sin tener en cuenta el orden, salgan una cara y dos cruces. (1 punto) b) Una persona elige al azar, sin verlas, dos cartas de una baraja española (de 40 cartas, de las cuales 10 son de cada uno de los 4 palos: oros, copas, espadas y bastos). Calcular la probabilidad de que ninguna de las dos cartas elegidas sea de copas. (1 punto)
Paso 1
Identificar el espacio muestral del lanzamiento de la moneda
**a) Se tira una moneda tres veces. Calcular la probabilidad de que, sin tener en cuenta el orden, salgan una cara y dos cruces. (1 punto)** En primer lugar, definimos el experimento. Al lanzar una moneda tres veces, cada lanzamiento tiene 2 resultados posibles (Cara: $C$, Cruz: $X$). El número total de resultados posibles es $2^3 = 8$. El espacio muestral $E$ es: $$E = \{CCC, CCX, CXC, XCC, CXX, XCX, XXC, XXX\}$$ Como buscamos el suceso "una cara y dos cruces" sin importar el orden, identificamos los casos favorables: - $CXX$ (Cara en el primer lanzamiento) - $XCX$ (Cara en el segundo lanzamiento) - $XXC$ (Cara en el tercer lanzamiento) Hay un total de **3 casos favorables**. 💡 **Tip:** El número de formas de obtener $k$ caras en $n$ lanzamientos viene dado por el número combinatorio $\binom{n}{k}$. Aquí $\binom{3}{1} = 3$.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad del apartado a
Aplicamos la regla de Laplace para calcular la probabilidad: $$P(A) = \frac{\text{Casos favorables}}{\text{Casos posibles}}$$ Sustituyendo los valores obtenidos: $$P(1C, 2X) = \frac{3}{8}$$ Para expresar el resultado en forma decimal: $$P(1C, 2X) = 0.375$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P = \frac{3}{8} = 0.375}$$
Paso 3
Definición del experimento y sucesos de la baraja
**b) Una persona elige al azar, sin verlas, dos cartas de una baraja española (de 40 cartas, de las cuales 10 son de cada uno de los 4 palos: oros, copas, espadas y bastos). Calcular la probabilidad de que ninguna de las dos cartas elegidas sea de copas. (1 punto)** Analizamos la composición de la baraja: - Total de cartas: $40$ - Cartas de copas ($C$): $10$ - Cartas que no son copas ($\bar{C}$): $40 - 10 = 30$ El experimento consiste en extraer dos cartas de forma consecutiva sin reposición (ya que se eligen dos cartas al azar de la baraja). Definimos los sucesos: - $C_i$: La carta extraída en la posición $i$ es de copas. - $\bar{C}_i$: La carta extraída en la posición $i$ no es de copas. Queremos calcular la probabilidad del suceso intersección $P(\bar{C}_1 \cap \bar{C}_2)$.
Paso 4
Esquema de probabilidades (Árbol de decisión)
Para visualizar las probabilidades en cada extracción, representamos el árbol de probabilidad centrándonos en el camino que nos interesa (que ninguna sea copas):
Inicio 30/40 1ª No Copa 10/40 1ª Copa 29/39 2ª No Copa
💡 **Tip:** Al extraer sin reemplazo, tanto el número de cartas favorables como el total disminuyen en 1 para la segunda extracción si el primer suceso ya ocurrió.
Paso 5
Cálculo final de la probabilidad del apartado b
Aplicamos la regla del producto para sucesos dependientes: $$P(\bar{C}_1 \cap \bar{C}_2) = P(\bar{C}_1) \cdot P(\bar{C}_2 | \bar{C}_1)$$ Sustituimos los valores: - Probabilidad de que la primera no sea copa: $P(\bar{C}_1) = \frac{30}{40} = \frac{3}{4}$. - Probabilidad de que la segunda no sea copa habiendo salido una no copa antes: $P(\bar{C}_2 | \bar{C}_1) = \frac{29}{39}$. Operamos: $$P = \frac{30}{40} \cdot \frac{29}{39} = \frac{3}{4} \cdot \frac{29}{39} = \frac{1}{4} \cdot \frac{29}{13} = \frac{29}{52}$$ En valor decimal aproximado: $$P \approx 0.5577$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P = \frac{29}{52}}$$
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