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Probabilidad de adivinar un código PIN

Un amigo y yo hablamos recientemente de este problema:

Digamos que mi amigo se siente un poco aventurero y me dice que exactamente tres de los cuatro dígitos de su código PIN son iguales, ¿cuál es la probabilidad de que lo adivine en tres intentos?

Al principio pensé que esto no debería ser muy difícil de contar, pero la restricción de dígitos me desconcertó. Esencialmente quiero contar cuántos códigos PIN posibles hay con la restricción de que $3$ de $4$ los dígitos son los mismos. Intenté pensar en términos de usar sumas, pero me quedé atascado. Acabé haciendo un rápido MATLAB-script que calculaba el número de posibles códigos PIN utilizando un método de fuerza bruta. Asumiendo que mi script es correcto hay $360$ códigos que acatan esta restricción de un total de $10^4=10\hspace{4 px}000$ posibles códigos PIN. Utilizando esto es fácil calcular el resto, pero ahora me pregunto cómo se podría hacer esto de una manera más elegante.

Un código PIN es un $4$ -número de dígitos donde los posibles dígitos son $0,1,2,...,9$ . Así que para mi pregunta dos ejemplos de posibles códigos son $3383$ y $2999$ . Supongamos que no hay más restricciones, aunque en realidad es probable que las haya, y que cada dígito es igualmente probable. Es importante señalar que no sé si es $0,1,...,8$ o $9$ que aparece tres veces.

Esta pregunta no es una tarea ni nada por el estilo, es realmente por curiosidad. ¡Gracias por cualquier ayuda!

(Por cierto, he visto esta pregunta: Problema de combinatoria y probabilidad pero no me ayudó). EDIT: He cometido un error en mi script. Actualizado.

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Pregunta relacionada: math.stackexchange.com/q/357296/3301

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Y como (respuestas abajo), el número de posibilidades es igual a 360, la probabilidad de que lo adivine en tres intentos es igual a $1-(1-1/360)^3 0.83%$ (suponiendo que se adivine al azar. Pero si aprendes de tus errores y no intentas una combinación dos veces, el real la respuesta se convierte en $1-(\frac{359 \times 358 \times 357}{360^{3}}) 0.98%$ .

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@AnonymousPi en realidad respondió a la pregunta, los demás sólo te dijeron cuántas opciones había. Mi respuesta sería "escasa o nula" :)

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Mathmo123 Puntos 10634

Supongamos que $n$ se repite. Hay otros 9 números que pueden ocurrir. Y el otro dígito puede aparecer en 4 posiciones posibles dando $36$ posibilidades.

Hay $10$ posibilidades de $n$ por lo que el número total de combinaciones con exactamente tres dígitos iguales es $360$ .

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Muchas gracias a todos. Por supuesto, es mucho más fácil pensar en el dígito que es único, en lugar de los que se repiten. Esto hace que sea bastante simple, de hecho, ¡no había pensado en eso! Upvoted todas las respuestas ya que son esencialmente el mismo. Aceptado esto ya que fuiste el primero en responder.

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Hagen von Eitzen Puntos 171160

Hay diez opciones para el dígito que se repite, nueve opciones para el dígito diferente y cuatro opciones para su posición. Por lo tanto, hay $10\cdot 9\cdot 4=360$ que coincidan con los PIN.

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kleineg Puntos 1242

La forma en que abordé el problema es dividirlo en tres posibilidades. El número repetido de $0,1,...,9$ con diez posibilidades. El número único $0,1,...,9$ excluyendo la primera foto, así que nueve posibilidades. Después, la ubicación del número único en la combinación que puede ser $1,2,3,4$ para cuatro posibilidades.

Esto nos da $10*9*4 = 360$ diferentes combinaciones posibles que se ajusten a sus condiciones.

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pete Puntos 1

$4$ posibilidades de posición del dígito que es diferente de todos los demás.

$10$ posibilidades de este dígito en sí mismo.

$9$ las posibilidades se fueron para los otros tres.

Eso da $4\times10\times9=360$ posibilidades.

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Al E. Puntos 131

Número de posibilidades:

  1. El número repetido tiene 10 opciones.
  2. Al cuarto número le quedan 9 posibilidades.
  3. El cuarto número puede encontrarse en cada uno de los cuatro lugares del número PIN (4 opciones) así, obtenemos: 10*9*4 = 360.

Probabilidades:

La probabilidad de adivinar el código PIN en un intento es simplemente: 1/360.

La probabilidad de fallar es: 359/360.

Utilizando la fórmula de los ensayos de Bernoulli:

La probabilidad de adivinar el código PIN exactamente en el tercer intento es (1/360)^3.

Pero la probabilidad de adivinar el código PIN en exactamente uno de 3 intentos es: 3*(359/360)^2*(1/360)

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