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Expectativa de la suma - Problema de aniversario.

Para un grupo de $100$ gente al azar, encontrar:

  1. El número esperado de días en que cumplen años al menos 3 personas, no siendo significativo el año de nacimiento.

  2. El número esperado de días de cumpleaños distintos.

(Considera que el año tiene $365$ días, así que supongamos que nadie cumple años el 29 de febrero)

Mi intento:

Para la primera pregunta, mi intento consiste en escribir una variable aleatoria que cuente el número de días que cumplen años al menos $3$ personas como suma de r.v

$$X=X_1+...+X_{365}$$

De tal manera que

$$X_i=1 \text{ if at least $ 3 $ people have birthday on the ith day}$$ $$X_i=0,\text{ otherwise}$$

Mi problema es encontrar la probabilidad de $X_i=1$ . He intentado encontrar la probabilidad de que nadie cumpla años el día i y exactamente $1$ y $2$ que cumplía años en el día i y cogía el complemento, pero no funcionaba. Pensé, por ejemplo, que la probabilidad de que exactamente $2$ las personas que cumplen años en un día preestablecido i es $$\frac{\binom{100}{2} (364)^{98}}{(365)^{100}}$$ ¿Es eso correcto?

La respuesta es $0.9301$

Para la segunda, he probado algo similar, pero en este caso

$$Y_i=1 \text{ if exactly 1 people have birthday on day i}$$

Y

$$P(Y_i=1) = 100 \frac{1}{365} (\frac{364}{365})^{99}$$

No funcionó.

Gracias de antemano.

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paw88789 Puntos 19712

Para (1) se podría intentar una aproximación de Poisson: El número de cumpleaños que caen en un día determinado es una variable aleatoria que es aproximadamente Poisson $\left(\lambda=\frac{100}{365}\right)$ .

Para (2) se podría utilizar el mismo enfoque y tomar $365-$ (número previsto de días sin cumpleaños).

Creo que esto te dará buenas aproximaciones a los valores exactos.

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awkward Puntos 1740

Dos pistas:

Para 1, el número de personas que cumplen años el 1 de enero tiene una distribución Binomial.

Para 2, intente definir $$ X_i = \begin{cases} 1 &\text{if at least one person has a birthday on day i}\\ 0 &\text{otherwise} \end{cases}$$ entonces considera $\sum_{i=1}^{365} X_i$ .

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