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Cómo articular de dónde viene el 1 extra en esta fácil pregunta

"Albert posee 5/9 partes de las acciones de la Compañía de Chocolate del Noroeste. Su hermana, Rena, posee la mitad de las acciones que Albert. ¿Qué parte de las acciones no es propiedad ni de Albert ni de Rena?"

La respuesta es obviamente 1/6 (o 3/18). Sin embargo, un amigo razonó: Albert no es dueño de 4/9 y Rena no es dueña de 13/18, así que juntos no son dueños de 21/18 o 1 1/6. Evidentemente, ese "uno" no pertenece. ¿Dónde ha entrado ese 1 de más y cómo puedo, de forma matemática, deshacerme de él?

Gracias.

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SE318 Puntos 615

Piénsalo así, digamos que la persona a posee $x$ y la persona b es dueña de $y$ y decir que hay $z$ no es propiedad de ninguno de ellos. Entonces $x+y+z=1$ y se puede resolver para $z$ como lo hizo en su primer intento.

Para su segundo intento, el total que la persona a no posee es en realidad $1-x$ o $y+z$ y el total que la persona b no posee es $1-y$ o $x+z$ sumando estos dos nos da $x+y+2z=(x+y+z)+z=1+z$ ya que como se ha mencionado anteriormente, $x+y+z=1$ . Por lo tanto, el 1 extra proviene del hecho de que estás contando la cantidad que posee la persona a, la cantidad que posee la persona b y luego cuentas dos veces la cantidad que no posee ninguna de ellas.

Si quiere leer más sobre este tipo de situaciones, puede buscar el "Principio de Inclusión-Exclusión", que ofrece una forma de calcular este tipo de cosas en escenarios aún más generales.

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nealmcb Puntos 189

Pregunta interesante (+1) Un enfoque no aritmético: Las acciones que no son propiedad de Alberto podrían ser propiedad de su hermana, y las acciones que no son propiedad de su hermana podrían ser propiedad de Alberto. En otras palabras, en su segundo enfoque, hay acciones "no poseídas" que se cuentan dos veces. Por eso la probabilidad "supera" el 1

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Jason Weathered Puntos 5346

Creo que es un poco difícil articular dónde está el extra $1$ y cómo deshacerse de él, ya que se originó a partir de una combinación de dos errores distintos.

Dejemos que $A$ sea el conjunto de acciones que posee Albert, y que $R$ sea el conjunto de acciones que posee Rena, y sea $U$ sea el conjunto de todas las acciones. El conjunto de acciones que no posee Albert es $A'=U\setminus A$ el conjunto de acciones que Rena no posee es $R'=U\setminus R$ .

El cálculo directo que das primero, enunciado en este lenguaje, es $$ \lvert U\setminus(A\cup R)\rvert=\lvert U\rvert-\lvert A\rvert-\lvert R\rvert=1-\frac{5}{9}-\frac{1}{2}\cdot\frac{5}{9}=\frac{1}{6}, $$ donde el lado derecho de esta ecuación se justifica por las propiedades que $A$ y $R$ son subconjuntos disjuntos de $U$ .

La forma correcta de hacer el cálculo utilizando los complementos $A'$ y $R'$ es calcular $\lvert A'\cap R'\rvert$ . Creo que tu amigo ha cometido dos errores,

  1. informática $\lvert A'\cup R'\rvert$ en lugar de $\rvert A'\cap R'\rvert$ y

  2. informática $\lvert A'\cup R'\rvert$ utilizando $\rvert A'\cup R'\rvert=\lvert A'\rvert+\lvert R'\rvert$ que ignora el solapamiento de $A'$ y $R'$ .

Fijemos primero (2) utilizando el principio de inclusión-exclusión, que establece que $$ \lvert X\cup Y\rvert=\lvert X\rvert+\lvert Y\rvert-\lvert X\cap Y\rvert. $$ Aplicando esto a la unión de $A'$ y $R'$ da $$ \lvert A'\cup R'\rvert=\lvert A'\rvert+\lvert R'\rvert-\lvert A'\cap R'\rvert=\frac{4}{9}+\frac{13}{18}-\lvert A'\cap R'\rvert=\frac{7}{6}-\lvert A'\cap R'\rvert. $$ ¿Cómo se arregla (1)? En otras palabras, ¿cómo calculamos $\lvert A'\cap R'\rvert$ ? Bueno, podemos utilizar la ecuación anterior. Un poco de álgebra da $$ \lvert A'\cap R'\rvert=\frac{7}{6}-\lvert A'\cup R'\rvert. $$ Esto podría no parecer un progreso porque expresa la intersección desconocida en términos de la unión desconocida. Pero en realidad la unión no es desconocida: cada acción no es propiedad de uno de los dos. Así que $A'\cup R'$ es igual a $U$ el conjunto de todas las acciones. Por lo tanto, $$ \lvert A'\cap R'\rvert=\frac{7}{6}-\lvert A'\cup R'\rvert=\frac{7}{6}-\lvert U\rvert=\frac{7}{6}-1=\frac{1}{6}. $$

Si tuviera que resumir, diría que el extra $1$ proviene de la unión del conjunto de acciones que no son propiedad de Albert y el conjunto de acciones que no son propiedad de Rena, que es, de hecho, el conjunto de todas las acciones. La razón para restar este $1$ es corregir los dos errores mencionados anteriormente.

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