Probabilidad y Estadística 2024 Canarias
Binomial en un juego de ruleta: mayoría de éxitos e intervalo de victorias
4B. Un juego de ruleta tiene 25 casillas numeradas del 1 al 25. Un jugador gana si sale un número par.
a) Si juega 100 veces, calcular la probabilidad de que gane en más de la mitad de las ocasiones.
b) Si juega 200 veces, un jugador afirma que la probabilidad de ganar entre 90 y 110 veces es menor que 3/4. Justificar si esta afirmación es cierta o no.
Paso 1
Modelización: probabilidad de ganar y variable binomial
En una tirada se gana si sale un número **par** entre 1 y 25.
Hay 12 pares: 2,4,6,...,24, por tanto
$$p=P(\text{ganar})=\frac{12}{25}=0{,}48,\qquad q=1-p=0{,}52.$$
Si se juega $n$ veces de forma independiente, el número de victorias $X$ sigue:
$$\boxed{X\sim\operatorname{Bin}(n,p)}$$
💡 **Tip:** Identifica siempre primero $p$ (éxito por intento). Luego, “n intentos” ⇒ binomial.
Paso 2
a) Probabilidad de ganar en más de la mitad jugando 100 veces
**a)** Con $n=100$:
$$X\sim\operatorname{Bin}(100,0{,}48),\qquad \mu=np=48,\qquad \sigma=\sqrt{npq}=\sqrt{100\cdot0{,}48\cdot0{,}52}\approx 4{,}996.$$
“Más de la mitad” significa:
$$P(X>50)=P(X\ge 51).$$
Aproximación normal (válida porque $np=48\ge 5$ y $nq=52\ge 5$) con **corrección por continuidad**:
$$P(X\ge 51)\approx P\big(Y\ge 50{,}5\big),\quad Y\sim N(48,\,4{,}996^2).$$
Tipificamos:
$$z=\frac{50{,}5-48}{4{,}996}\approx 0{,}5004.$$
Entonces:
$$P(X\ge 51)\approx 1-\Phi(0{,}5004)\approx 0{,}3084.$$
✅ Resultado (aprox.):
$$\boxed{P(X>50)\approx 0{,}308}$$
(Referencia: cálculo binomial exacto $\approx 0{,}3082$.)
💡 **Tip:** En binomial, para colas y intervalos, la corrección $\pm0{,}5$ suele mejorar bastante el resultado.
Paso 3
a) Esquema visual de la cola derecha
Área sombreada: probabilidad de ganar al menos 51 de 100.
Paso 4
b) Probabilidad de ganar entre 90 y 110 veces jugando 200 veces
**b)** Con $n=200$:
$$X\sim\operatorname{Bin}(200,0{,}48),\qquad \mu=np=96,\qquad \sigma=\sqrt{npq}=\sqrt{200\cdot0{,}48\cdot0{,}52}\approx 7{,}065.$$
Queremos:
$$P(90\le X\le 110).$$
Normal con corrección por continuidad:
$$P(90\le X\le 110)\approx P(89{,}5\le Y\le 110{,}5),\quad Y\sim N(96,\,7{,}065^2).$$
Tipificamos:
$$z_1=\frac{89{,}5-96}{7{,}065}\approx -0{,}920,\qquad z_2=\frac{110{,}5-96}{7{,}065}\approx 2{,}052.$$
Entonces:
$$P(90\le X\le 110)\approx \Phi(2{,}052)-\Phi(-0{,}920)\approx 0{,}801.$$
Comparamos con $\frac{3}{4}=0{,}75$:
$$0{,}801>0{,}75.$$
✅ Conclusión:
$$\boxed{\text{La afirmación es falsa (la probabilidad es }\approx 0{,}80\text{).}}$$
(Referencia: cálculo binomial exacto $\approx 0{,}8011$.)
💡 **Tip:** Un intervalo bastante amplio alrededor de la media (aquí 96) suele dar probabilidades grandes.
Paso 5
b) Esquema visual del intervalo central
Área sombreada: probabilidad de 90 a 110 victorias (con continuidad).