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Probabilidad de que se elijan todos los colores

Una caja contiene $5$ blanco, $4$ rojo, y $8$ bolas azules. Seleccionas al azar $6$ bolas, sin reemplazo, cuál es la probabilidad de que estén presentes los tres colores.


En la mayoría de los problemas similares se pide la probabilidad de que falte al menos un color. Que resulta ser $1 - P(\text{No colour is missing})$ pero, ¿cómo se calcula la probabilidad de que no falte ningún color?

Empecé restando una bola de cada una de las posibilidades, dejando $4$ Blanco, $3$ rojo, y $7$ bolas y tener que seleccionar $3$ pelotas. ¿Es correcta esta lógica? ¿Cómo se completaría utilizando este método, si es correcto?

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JMoravitz Puntos 14532

La respuesta de Alfred es correcta, aunque tediosa. Las otras respuestas cuentan más de la cuenta, así que aquí espero mostrar al menos una solución alternativa que es algo menos tediosa (pero sigue siendo frustrante). Pensemos de momento que cada bola tiene una etiqueta única.

Mediante inclusión-exclusión:

Todos los colores presentes = total irregular - al menos un color no presente + al menos dos colores no presentes

( nota, "al menos 3 o más colores no presentes" es imposible )

Utilizando símbolos y taquigrafía, digamos $N_{b}$ representa el evento "no blues" y deja que $N_{b,w}$ representar el evento "ni azules ni blancos", etc... y $A$ representan el evento "todos los colores presentes" y $T$ representan el evento seguro, se obtiene:

$$A = T - N_b - N_w - N_r + N_{b,w} + N_{b,r} + N_{w,r}$$

El número total de formas de extraer 6 bolas es entonces $\binom{17}{6}$

$N_b$ es el número de maneras de sacar 6 bolas de cualquier forma mientras no haya azules (aunque sean todas blancas o todas rojas o una mezcla de blancas y rojas) para un total de $\binom{17-8}{6}$

$N_w$ es el número de maneras de sacar 6 bolas de cualquier forma mientras no haya blancas (aunque sean todas azules o rojas o una mezcla de azul y rojo) para un total de $\binom{17-5}{6}$

Del mismo modo, se obtiene $N_r = \binom{17-4}{6}$

A continuación se calcula $N_{b,w}$ es el número de formas de seleccionar seis bolas siempre que ninguna de ellas sea azul o blanca, es decir, sólo bolas rojas. Esto habría sido $\binom{17-8-5}{6}$ Sin embargo, observe que $17-8-5=9-5=4$ y $\binom{4}{6}=0$

Del mismo modo $N_{b,r} = \binom{17-8-4}{6}=0$

$N_{w,r} = \binom{17-5-4}{6}=\binom{8}{6}$

Por lo tanto, nuestro número total de casos es:

$$\binom{17}{6}-\binom{17-8}{6}-\binom{17-5}{6}-\binom{17-4}{6}+\binom{17-5-4}{6}$$

$$=\binom{17}{6}-\binom{9}{6}-\binom{12}{6}-\binom{13}{6}+\binom{8}{6}$$

Dividiendo por el número total de casos, $T=\binom{17}{6}$ da la probabilidad, $\frac{1210}{1547}\approx 0.78$ wolfram

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Ahmed Sghaier Puntos 66

Mira que quieres que todos los colores estén presentes, así que hay muchos casos posibles. Sólo por nombrar algunos:

  • Hay 4 bolas blancas, 1 roja y 1 azul
  • Hay 3 bolas blancas, 2 rojas y 1 azul
  • Hay 3 bolas blancas, 1 roja y 2 azules

Y la lista es mucho mayor, así que lo que puedes hacer es utilizar ${n\choose x}$ ¿Cómo? Siguiendo los tres primeros casos enumerados tendrías dejando que MC sea el suceso en el que hay bolas de los tres colores $$Pr(MC) = \displaystyle\frac{{5\choose 4}{4\choose 1}{8\choose 1}+{5\choose 3}{4\choose 2}{8\choose 1}+{5\choose 3}{4\choose 1}{8\choose 2}+\dots}{5+4+8 \choose 6}$$ Observa que debes enumerar todos los casos posibles en los que debe haber al menos una bola de cada color. Ten cuidado de no repetir casos. ¡Suerte!

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