Llamaremos fenómeno aleatorio a aquel en el que interviene el azar, es decir, un hecho del que no podemos saber el resultado con toda certeza; por ejemplo:
· Lloverá el sábado de la próxima semana
· Ganaré la lotería del 16 de septiembre
· Entraré a la BUAP si hago ahí el examen para la preparatoria
· Mi vecino chocará su auto durante este año
Opuesto a un fenómeno aleatorio es el fenómeno determinista, en el cuál se sabe con absoluta certeza el resultado, es decir, se conoce completamente la causa y el efecto del fenómeno. Por ejemplo:
· Si volteo un vaso con agua, el agua caerá al suelo por efecto de la fuerza de gravedad.
· Mañana saldrá el sol debido al movimiento de rotación de nuestro planeta
Dicho lo anterior, PROBABILIDAD es la forma en la que “medimos” la posibilidad de que pase un hecho del que no sabemos el resultado, es decir, la probabilidad es el estudio y medición de los fenómenos aleatorios.
Experimento aleatorio: es la reproducción controlada de un fenómeno aleatorio, existiendo incertidumbre sobre el resultado que se obtendrá. Un experimento aleatorio bajo el mismo conjunto aparente de condiciones iniciales, puede presentar resultados diferentes, es decir, no se puede predecir o reproducir el resultado exacto de cada experiencia particular. Un experimento aleatorio tiene tres características:
Repetibilidad: Se puede repetir bajo las mismas condiciones.
Aleatoriedad: En cada repetición NO se puede predecir con exactitud el resultado del experimento.
Existencia del espacio muestral: Se puede identificar un conjunto bien definido de posibles resultados.
Un ejemplo de un experimento aleatorio es lanzar una moneda, si lanzo nuevamente la moneda estaré realizando otro experimento aleatorio. Son ejemplos típicos de experimentos aleatorios:
· Lanzar una moneda (puedo repetirlo muchas veces, en cada vez no tengo certeza de que lado de la moneda caerá y de antemano se sabe que el resultado será cara o sol)
· Lanzar un dado
· Obtener un billete cualquiera de una urna con 20 billetes de diferentes denominaciones.
Es posible tener experimentos simples y compuestos. Un experimento compuesto es aquel que consta de dos o más experimentos aleatorios simples. Es decir, si tiramos un dado, o una moneda, son experimentos aleatorios simples, pero si realizamos el experimento de tirar un dado y posteriormente una moneda, estamos realizando un experimento compuesto
Suceso elemental. Cada uno de los resultados posibles del experimento aleatorio. Por ejemplo:
· Lanzar una moneda tiene dos resultados posibles: obtener cara (c) o cruz (+); es decir, cara es un suceso elemental y cruz es otro suceso elemental
· Lanzar un dado común tiene seis sucesos elementales: 1, 2 ,3 ,4 ,5 ,6
· Obtener un billete de una urna tendrá tantos sucesos elementales como boletos contenga la urna.
Si hay dos o mas posibles resultados iguales, entonces cada uno es un un suceso elemental (por ejemplo dos pelotas negras en una urna)
Es importante decir que hay sucesos elementales que son naturalmente mas probables que otros, es decir, no todos los sucesos elementales tienen siempre la misma probabilidad de ocurrir.
Sucesos equiprobables: son aquellos que tienen la misma probabilidad de ocurrir, es decir, si un dado no tiene truco, entonces cada número tiene las mismas posibilidades de ocurrir.
En las siguientes imágenes por ejemplo: en el caso del dado común, cualquier cara tiene la misma probabilidad de ocurrir, en el caso del dado irregular (también conocido como D6 algunas caras tienen mayor probabilidad de quedar arriba)
Espacio Muestral es el conjunto de todos los posibles resultados de un experimento aleatorio:
· Moneda: [cara, cruz]
· Dado: [1,2,3,4,5,6]
· Urna: [billete1, billete2, billete3, billete4, etc]
Evento: es un subconjunto de un espacio muestral, es decir, un conjunto de posibles resultados que se pueden dar en un experimento aleatorio Por ejemplo:
En el caso del dado se pueden tener los siguientes eventos:
· Obtener un número par: [2,4,6]
· Obtener un número 3: [3]
· Obtener un número mayor que 2: [3,4,5,6]
· Obtener un número primo: [2,3,5]
Observa que hay diferencia entre Eventos y Sucesos elementales
EXPERIMENTO DEL DADO
Se tiene un dado normal, perfectamente balanceado.
Un experimento aleatorio es : lanzar el dado y observa que número sale.
Los sucesos elementales son: 1, 2, 3, 4, 5, 6. Y como el dado esta perfectamente balanceado, entonces existe la misma probabilidad de obtener cualquiera de los número mencionados, es decir, son sucesos equiprobables
El espacio muestral de este experimento es el siguiente: [1, 2, 3, 4, 5, 6].
Observa que los sucesos elementales se toman solitos, y en el espacio muestral deben estar todos los sucesos elementales del experimento
El experimento del dado puede tener varios eventos posibles; los siguientes son sólo algunos
3 : [3] este evento tiene un solo elemento
Pares : [2,4,6] este evento tiene tres elementos
Mayores de 4: [5,6] este evento tiene dos elementos
EXPERIMENTO DEL DADO DE COLORES
Se tiene un dado perfectamente balanceado con caras de colores como se muestra en la figura : tres rojas, dos azules y una verde.
Para facilitar la escritura a partir de este momento, cada cara roja se denominara R, cada cara azul se denominará A y la cara verde se denominará V.
Un experimento aleatorio es : lanzar el dado
Los sucesos elementales son: R, R, R, A, A, V. y como el dado esta bien balanceado, entonces existe la misma probabilidad de obtener cualquiera de las caras mencionadas, es decir, son sucesos equiprobables (la probabilidad de cada color si es diferente)
El espacio muestral de este experimento es el siguiente: [R, R, R, A, A, V].
Observa que los sucesos elementales se toman solitos, , y en el espacio muestral deben estar todos los sucesos elementales del experimento
Este experimento de los dados de colores tiene en este caso tres eventos fácilmente identificables:
Rojas : [R,R,R] este evento tiene tres elementos
Azules : [A, A] este evento tiene dos elementos
Verdes: [V] este evento tiene un elemento
Si se lanza el dado, ¿cuál color es mas probable que salga? ¿cuál es el menos probable?
Contesta las siguientes preguntas:
¿Qué estudia la probabilidad?
¿Qué es una fenómeno aleatorio?
¿Qué es un fenómeno determinístico?
¿Qué es un experimento aleatorio?
¿Qué características tiene un experimento aleatorio?
¿Qué es un suceso elemental?
¿Qué es un evento?
¿Qué es el espacio muestral?
¿Qué es un suceso equiprobable?