Probabilidad y Estadística 2024 Galicia
Distribución Binomial: Probabilidad de huevos infértiles
PREGUNTA 7. Estadística y Probabilidad. (2 puntos)
En una determinada colonia de cormoranes, cada huevo que se pone tiene un 13% de probabilidades de ser infértil. Si se observa la puesta de 7 huevos, calcule la probabilidad de que entre ellos haya por lo menos 2 infértiles.
Paso 1
Identificación de la distribución de probabilidad
Definimos la variable aleatoria $X$ como el **número de huevos infértiles en una puesta de 7 huevos**.
Para cada huevo, solo hay dos posibilidades: ser infértil (éxito) o ser fértil (fracaso). Además, asumimos que el estado de cada huevo es independiente de los demás y que la probabilidad de ser infértil es constante.
Estamos ante una **distribución Binomial** $B(n, p)$ con los siguientes parámetros:
- $n = 7$ (número de huevos observados).
- $p = 0.13$ (probabilidad de que un huevo sea infértil).
- $q = 1 - p = 0.87$ (probabilidad de que un huevo sea fértil).
Por tanto, $X \sim B(7, 0.13)$.
💡 **Tip:** Una distribución binomial se utiliza cuando realizamos $n$ ensayos independientes donde cada uno tiene solo dos posibles resultados.
Paso 2
Planteamiento del problema mediante el suceso contrario
El enunciado nos pide calcular la probabilidad de que haya **por lo menos 2 infértiles**, es decir, $P(X \ge 2)$.
Calcular esto directamente implicaría sumar las probabilidades de $X=2, 3, 4, 5, 6$ y $7$. Es mucho más sencillo utilizar el **suceso contrario**:
$$P(X \ge 2) = 1 - P(X \lt 2)$$
Como $X$ es una variable discreta, $P(X \lt 2)$ es la suma de las probabilidades de tener 0 o 1 huevo infértil:
$$P(X \ge 2) = 1 - [P(X = 0) + P(X = 1)]$$
💡 **Tip:** Siempre que te pidan "al menos", "por lo menos" o "mínimo", comprueba si es más rápido calcularlo mediante el suceso complementario.
Paso 3
Cálculo de las probabilidades individuales
La fórmula general de la probabilidad binomial es:
$$P(X = k) = \binom{n}{k} \cdot p^k \cdot q^{n-k}$$
Calculamos **$P(X = 0)$**:
$$P(X = 0) = \binom{7}{0} \cdot (0.13)^0 \cdot (0.87)^7 = 1 \cdot 1 \cdot 0.3773 = 0.3773$$
Calculamos **$P(X = 1)$**:
$$P(X = 1) = \binom{7}{1} \cdot (0.13)^1 \cdot (0.87)^6 = 7 \cdot 0.13 \cdot 0.4336 = 0.3946$$
💡 **Tip:** Recuerda que $\binom{n}{0} = 1$ y $\binom{n}{1} = n$.
Paso 4
Resultado final
Sumamos las probabilidades obtenidas en el paso anterior:
$$P(X < 2) = P(X = 0) + P(X = 1) = 0.3773 + 0.3946 = 0.7719$$
Finalmente, aplicamos el suceso contrario para hallar la probabilidad pedida:
$$P(X \ge 2) = 1 - 0.7719 = 0.2281$$
La probabilidad de que haya al menos 2 huevos infértiles es del **22.81%**.
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{P(X \ge 2) = 0.2281}$$