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Número esperado de relación entre el nacimiento de niñas y niños

Me he encontrado con una pregunta en la prueba de aptitud para la entrevista de trabajo sobre el pensamiento crítico. Es algo así:

La República Zorganiana tiene unas costumbres muy extrañas. Las parejas sólo desean tener hijos femeninos ya que sólo las mujeres pueden heredar la riqueza de la familia de la familia, así que si tienen un hijo varón siguen teniendo más hijos hasta que tengan una niña. Si tienen una niña, dejan de tener hijos. ¿Cuál es la proporción de niñas y niños en Zorgania?

No estoy de acuerdo con la respuesta modelo dada por el autor de la pregunta, que es de 1:1. La justificación era que cualquier nacimiento siempre tendrá un 50% de posibilidades de ser hombre o mujer.

¿Puede convencerme con una respuesta más vigorosa matemáticamente de $\text{E}[G]:\text{E}[B]$ si $G$ es el número de chicas y B es el número de chicos en el país?

6voto

Clair Hardesty Puntos 41

Las parejas con exactamente una niña y ningún niño son las más comunes

La razón por la que todo esto funciona es porque la probabilidad del escenario en el que hay más chicas es mucho mayor que la de los escenarios en los que hay más chicos. Y los escenarios en los que hay muchos más chicos tienen probabilidades muy bajas. La forma concreta en que se resuelve se ilustra a continuación

NumberOfChilden Probability  Girls   Boys  
1               0.5           1       0  
2               0.25          1       1  
3               0.125         1       2  
4               0.0625        1       3  
...             ...           ...     ...  

NumberOfChilden Probability   Girls*probabilty   Boys*probabilty 
1               0.5           0.5                0
2               0.25          0.25               0.25
3               0.125         0.125              0.25
4               0.0625        0.0625             0.1875
5               0.03125       0.03125            0.125
...             ...           ...                ...  
n               1/2^n         1/(2^n)            (n-1)/(2^n)

A estas alturas ya puedes ver a dónde va esto, el total de las chicas y los chicos van a sumar uno.

Se espera que las niñas de una pareja ${}=\sum_{n=1}^\infty(\frac{1}{2^n})=1 $
Los niños esperados de una pareja ${}=\sum_{n=1}^\infty(\frac{n-1}{n^2})=1 $

Limitar las soluciones de wolframio

Cualquier nacimiento, sea cual sea la familia en la que se produzca, tiene una probabilidad de 50:50 de ser niño o niña

Todo esto tiene un sentido intrínseco porque (por mucho que las parejas lo intenten) no se puede controlar la probabilidad de que un determinado nacimiento sea un niño o una niña. Da igual que un niño nazca en una pareja sin hijos o en una familia de cien niños; la probabilidad es de 50:50, así que si cada nacimiento tiene una probabilidad de 50:50, siempre habrá mitad de niños y mitad de niñas. Y no importa cómo se repartan los nacimientos entre las familias; eso no va a afectar.

Esto funciona para cualquier 1 regla

Ya que debido a la probabilidad de 50:50 para cualquier nacimiento la proporción terminará siendo de 1:1 para cualquier (razonable 1 ) que se te ocurra. Por ejemplo, la siguiente regla similar también funciona incluso

Las parejas dejan de tener hijos cuando tienen una niña, o tienen dos hijos

NumberOfChilden Probability   Girls   Boys
1               0.5           1       0
2               0.25          1       1
2               0.25          0       2

En este caso, el total de hijos esperados es más fácil de calcular

Se espera que las niñas de una pareja ${}=0.5\cdot1 + 0.25\cdot1 =0.75$
Se espera que los niños de una pareja ${}=0.25\cdot1 + 0.25\cdot2 =0.75$

1 Como he dicho, esto funciona para cualquier norma razonable que pueda existir en el mundo real. Una regla irrazonable sería aquella en la que los hijos esperados por pareja fueran infinitos. Por ejemplo, "Los padres sólo dejan de tener hijos cuando tienen el doble de niños que de niñas", podemos utilizar las mismas técnicas anteriores para demostrar que esta regla da infinitos hijos:

NumberOfChilden Probability   Girls   Boys
3               0.125         1       2
6               1/64          2       4
9               1/512         3       6
3*m             1/((3m)^2     m       2m

Podemos entonces encontrar el número de padres con un número finito de hijos

Número previsto de padres con hijos finitos ${}=\sum_{m=1}^\infty(\frac{1}{1/(3m)^2})=\frac{\pi^2}{54}=0.18277\ldots. $

Limitar las soluciones de wolframio

Así pues, podemos establecer que el 82% de los padres tendrían un número infinito de hijos; desde el punto de vista del urbanismo, esto probablemente causaría dificultades y demuestra que esta condición no podría existir en el mundo real.

5voto

Rossini Puntos 1473

También puedes utilizar la simulación:

p<-0
for (i in 1:10000){
  a<-0
  while(a != 1){   #Stops when having a girl
    a<-as.numeric(rbinom(1, 1, 0.5))   #Simulation of a new birth with probability 0.5
    p=p+1   #Number of births
  }
}
(p-10000)/10000   #Ratio

5voto

Ali Kabiri Puntos 31

El mapa me ayudó a ver mejor cómo la proporción de la población de nacimientos (que se supone que es de 1:1) y la proporción de la población de niños serían ambas de 1:1. Mientras que algunas familias tendrían varios niños pero sólo una niña, lo que inicialmente me llevó a pensar que habría más niños que niñas, el número de esas familias no sería superior al 50% y disminuiría a la mitad con cada hijo adicional, mientras que el número de familias con una sola niña sería del 50%. Así, el número de niños y niñas se equilibraría. Véanse los totales de 175 en la parte inferior. Children ratio

2voto

Dennis Puntos 116

Dejemos que

$\text{$ \N -Omega $={(G),(B,G),(B,B,G),$ \Puntos $}}$

sea el espacio muestral y que

$\text{X: $ \Omega, longrightarrow, mathbb $; $ \N - Mapa de la situación en la que se encuentra el \N - Convertir. $-1}$

sea la variable aleatoria que asigna cada resultado, $\omega$ en el número de chicos que implica. El valor esperado de los niños, $\text{E(X)}$ , se reduce entonces a

$\text{E(X)=$ \sum_{n=1}^\infty(\text{n-1})\cdot0.5^n $=1}$ ,

Trivialmente, el valor esperado de las niñas es 1. Así que la proporción también es 1.

2voto

k s Puntos 101

Lo que has conseguido es lo más sencillo, y una respuesta correcta. Si la probabilidad de que un recién nacido sea varón es p, y los niños del sexo equivocado no se encuentran por accidentes desafortunados, entonces no importa que los padres tomen decisiones sobre tener más hijos basándose en el sexo del niño. Si el número de hijos es N y N es grande, se puede esperar alrededor de p * N niños. No es necesario hacer un cálculo más complicado.

Ciertamente, hay otras preguntas, como "cuál es la probabilidad de que el hijo menor de una familia con hijos sea un chico", o "cuál es la probabilidad de que el hijo mayor de una familia con hijos sea un chico". (Una de ellas tiene una respuesta correcta simple, la otra tiene una respuesta incorrecta simple y conseguir una respuesta correcta es complicado).

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