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¿Cuál es la probabilidad de que la profesora imparta su clase?

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Hola, ¡gracias por leer! Realmente necesito ayuda con esta pregunta. A continuación publicaré todos mis progresos; me he esforzado mucho por ser lo más minucioso posible, pero si no cumplo con las directrices sobre cómo debe plantearse una pregunta de tarea, por favor, dímelo y editaré mi pregunta.


Los avances hasta ahora:

Esto es lo que estoy pensando.

Dejemos que $P(A)$ sea la probabilidad de que el profesor imparta la clase.

Dejemos que $P(B)$ sea la probabilidad de que haga mal tiempo

Dejemos que $P(S)$ es la probabilidad de que un alumno se presente, para cualquier alumno.

Dejemos que $P(G)=P(B^C)=(1-P(B))$ es la probabilidad de que el tiempo sea bueno. Que el tiempo sea bueno es el complemento de que el tiempo sea malo.

Dejemos que $p_b$ sea la probabilidad de que el estudiante se presente dado que el tiempo es malo.

Dejemos que $p_g$ sea la probabilidad de que el estudiante se presente dado que el tiempo es malo.

La probabilidad de que el tiempo sea malo y un estudiante se presente sería $(p_{b})P(B)$

La probabilidad de que el tiempo sea malo y un estudiante se presente sería $(p_g)(1-p(B))$

Dejemos que $n$ sea el número de alumnos de la clase.

Dejemos que $k$ sea el número mínimo de alumnos a los que el profesor pueda dar clase.

Para un alumno, la probabilidad de que se presente un día cualquiera es igual a la probabilidad de que se presente y el tiempo sea malo o de que se presente y el tiempo sea bueno.

Dado que el buen tiempo y el mal tiempo son sucesos disjuntos, esto significa que la probabilidad de que un estudiante se presente un día cualquiera es la suma de las dos probabilidades.

$P(S)=P(S \cap B)+P(S \cap B^C) = p_{b}P(B) + p_{g}(1-P(B))$

Digamos que queremos calcular la probabilidad total de que $j$ los estudiantes se presentan.

Entonces, tendríamos que calcular el número de formas que $j$ los estudiantes PUEDEN presentarse, lo que sería $n\choose{j}$ y multiplicarlo por la probabilidad de uno de los resultados específicos donde $j$ fuera del $n$ los estudiantes se presentaron, que sería: $(p_{b}P(B) + p_{g}(1-P(B)))^j *(1-p_{b}P(B) - p_{g}(1-P(B)))^{n-j}$

Así, la probabilidad total de que $j$ de la $n$ los estudiantes se presentan es:

$${n \choose j} (p_{b}P(B) + p_{g}(1-P(B)))^j *(1-p_{b}P(B) - p_{g}(1-P(B)))^{n-j}$$

Bien. Ya casi está. El profesor enseñará si al menos $k$ de la $n$ los estudiantes se presentan. Eso significa que enseñará si $k$ de ellos aparecen, o $k+1$ de ellos aparecen...etc...hasta si todos $n$ de ellos aparecen.

Cada uno de los eventos: $1$ estudiante se presenta, $2$ los estudiantes se presentan, $3$ los estudiantes se presentan... etc... son disjuntos. Por lo tanto, la probabilidad total de que ocurra uno u otro o el otro o ....etc.... de que ocurran es la suma de sus probabilidades individuales.

Por tanto, la probabilidad de que el profesor enseñe vendría dada por la probabilidad de que $k$ estudiantes se presentan + la probabilidad de que $k+1$ estudiantes se presenten más la probabilidad de que $k+2$ estudiantes se presentan más.....plus la probabilidad de que todos $n$ los estudiantes se presentan.

$$P(A) = \sum_{j=k}^{n} {n \choose j} (p_{b}P(B) + p_{g}(1-P(B)))^j *(1-p_{b}P(B) - p_{g}(1-P(B)))^{n-j}$$

VAYA. ¡Eso fue un montón de escritura! Si me has seguido hasta ahora, muchas gracias.

Sin embargo, ¡esa respuesta es incorrecta! Aquí está la respuesta correcta:

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Ahora, la respuesta correcta tiene sentido para mí. Sin embargo, la mía también lo tiene... no veo en qué me he equivocado.

Pensé que tal vez ambos estábamos diciendo lo mismo, pero escribiéndolo de forma diferente. Pero luego lo probé en Wolfram Alpha y, por desgracia, las dos ecuaciones dan respuestas diferentes.

$n=10, \: k=3, \: p_b=0.4, \: p_g = 0.7, \: P(B)=0.8, \: (1-P(B))=0.2$

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saulspatz Puntos 116

Se dice que la probabilidad de que un determinado alumno se presente y el tiempo sea malo es $\Pr(B)p_b$ . Esto es correcto. Sin embargo, usted continúa diciendo, que la probabilidad de que $j$ dado que los estudiantes se presentan y el tiempo es malo es $(\Pr(B)p_b)^j$ . Esto es incorrecto cuando $j>1.$ El valor correcto es $\Pr(B)p_b^j$ . Después de todo, el tiempo sólo es malo en un día, no en $j$ días. Tenemos $j+1$ eventos: el tiempo es malo, y $j$ los estudiantes se presentan.

2voto

AlaskaRon Puntos 291

Yo lo dividiría de forma diferente. Usemos la ley de la probabilidad total:

$P\left(\text{teaches}\right) = P\left(\text{teaches}~|~\text{good weather}\right)P\left(\text{good weather}\right) + P\left(\text{teaches}~|~\text{bad weather}\right)P\left(\text{bad weather}\right)$

$P\left(\text{teaches}\right) = P\left(\text{teaches}~|~\text{good weather}\right)\left(1 - P\left(B\right)\right) + P\left(\text{teaches}~|~\text{bad weather}\right)P\left(B\right)$

Ahora sólo tenemos que calcular dos cosas:

$P\left(\text{teaches}~|~\text{good weather}\right)$ es, conceptualmente la "probabilidad de que se presenten k o más estudiantes con buen tiempo", que viene dada por la fórmula binomial:

$\displaystyle\sum_{i=k}^{n}{n \choose i}p_g^i(1-p_g)^{n-i} $

Y lo mismo para el "mal tiempo", pero con $p_b$ .

1 votos

Sí, ¡gracias! ¡+1! Esa es la forma en que el autor lo dividió en el libro. Sólo estaba confundido en cuanto a lo que estaba haciendo mal - estaba multiplicando por la probabilidad de que fuera un mal día más de una vez, mientras que sólo era un mal día una vez.

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Joshua Ronis Puntos 113

OP aquí - ¡Gracias a @saulspatz arriba!

La suya es la respuesta aceptada - sólo quiero escribir esto (sobre todo para mí) para explicarme lo que estaba diciendo con otro ejemplo, ya que estaba un poco confundido al principio (todavía un principiante aquí).

Vamos a lanzar una moneda sesgada 2 veces. Tenemos dos monedas sesgadas para elegir: $A$ o $B$ .

La probabilidad de que elijamos la moneda $A$ es $P(A)$ y la probabilidad de que elijamos la moneda $B$ es $P(B)$ .

$P(B)=1-P(A)$ - como sólo tenemos dos monedas para elegir, las dos opciones son complementarias entre sí.

Ahora, si lanzamos una moneda $A$ la probabilidad de obtener cabezas es $P(H|A)$ y si lanzamos una moneda $B$ la probabilidad de obtener cabezas $P(H|B)$ .

Los lanzamientos de monedas son independientes unos de otros.

Primera pregunta: ¿Cuál es la probabilidad de obtener dos caras si lanzamos una moneda $A$ ?

Bueno, como cada lanzamiento es independiente de los anteriores, es el producto de las probabilidades: $P(H|A)^2$

Segunda pregunta: ¿Cuál es la probabilidad de elegir $A$ ¿lanzándolo dos veces, y obteniendo dos caras?

Aquí es donde habría metido la pata en mi respuesta. Aunque la probabilidad de $H$ depende de si elegimos la moneda $A$ o moneda $B$ La elección real de la moneda es independiente del lanzamiento.

Por lo tanto, la elección y el lanzamiento deben ser tratados como dos eventos independientes. En total, tenemos $2+1$ eventos (esto es análogo a como arriba @saulspatz dijo que teníamos $j+1$ eventos) .

No tenemos $4$ eventos, ya que la moneda sólo se eligió una vez.

Por lo tanto, la probabilidad de elegir la moneda $A$ y luego obtener dos cabezas es: $P(A)P(H|A)^2$

Obsérvese que sólo hemos multiplicado por $P(A)$ una vez, aunque lanzamos la moneda dos veces, ya que sólo teníamos que elegir $A$ una vez. Del mismo modo, en la pregunta anterior sólo tenemos que multiplicar por la probabilidad de que sea un mal día una vez, ya que sólo fue un mal día una vez.

El árbol es el siguiente:

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Tercera pregunta: ¿Cuál es la probabilidad de elegir $A$ tirándolo una vez, elegir $A$ de nuevo y volver a conseguir cabezas?

En este caso, tenemos que elegir $A$ dos veces. Así que AHORA la probabilidad sería: $(P(A)P(H|A))^2$ .

Tenemos $4$ ¡eventos!

Sin embargo, en la pregunta anterior, el día sólo era malo una vez al día.

Si, por alguna razón mágica, cuando CADA uno de los alumnos se despertara y tuviera que decidir si ir o no a clase, el tiempo cambiara esporádicamente entre bueno y malo, ENTONCES mi cálculo sería correcto.

Pero eso no fue lo que ocurrió. No hubo un tiempo mágico: un día fue bueno o malo, y fue igual para todos los estudiantes.

En este caso, el árbol tendría este aspecto:

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Pregunta final: Dado que Sólo se puede elegir una moneda una vez y luego proceden a tirarlo $n$ veces, ¿cuál es la probabilidad de obtener al menos $k$ ¿Cabezas?

Y, ahora debería tener sentido que fuera... (¡déjalo en tus manos!)

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