Probabilidad y Estadística 2017 Cantabria
Probabilidades de acierto en tiro con arco
Ejercicio 3 [3 PUNTOS]
Las probabilidades de que tres tiradores con arco consigan hacer diana son, respectivamente, 3/5, 2/3 y 5/6. Si los tres disparan simultáneamente:
A. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que acierte en el blanco uno solo?
B. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que los tres acierten?
C. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que acierte al menos uno de ellos?
Paso 1
Definición de sucesos y probabilidad de que acierte uno solo
**A. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que acierte en el blanco uno solo?**
Primero, definimos los sucesos de que cada tirador acierte en la diana y sus probabilidades:
- $T_1$: El primer tirador acierta. $P(T_1) = \dfrac{3}{5}$. Por tanto, $P(\bar{T_1}) = 1 - \dfrac{3}{5} = \dfrac{2}{5}$.
- $T_2$: El segundo tirador acierta. $P(T_2) = \dfrac{2}{3}$. Por tanto, $P(\bar{T_2}) = 1 - \dfrac{2}{3} = \dfrac{1}{3}$.
- $T_3$: El tercer tirador acierta. $P(T_3) = \dfrac{5}{6}$. Por tanto, $P(\bar{T_3}) = 1 - \dfrac{5}{6} = \dfrac{1}{6}$.
Como los disparos son simultáneos e independientes, la probabilidad de la intersección es el producto de las probabilidades.
El suceso "acierta uno solo" ocurre en tres casos posibles (acierta el primero, o el segundo, o el tercero, mientras los otros fallan):
1. $T_1 \cap \bar{T_2} \cap \bar{T_3} \implies P = \dfrac{3}{5} \cdot \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{1}{6} = \dfrac{3}{90}$
2. $\bar{T_1} \cap T_2 \cap \bar{T_3} \implies P = \dfrac{2}{5} \cdot \dfrac{2}{3} \cdot \dfrac{1}{6} = \dfrac{4}{90}$
3. $\bar{T_1} \cap \bar{T_2} \cap T_3 \implies P = \dfrac{2}{5} \cdot \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{5}{6} = \dfrac{10}{90}$
Sumamos las tres probabilidades:
$$P(\text{Acierta solo uno}) = \frac{3}{90} + \frac{4}{90} + \frac{10}{90} = \frac{17}{90}$$
💡 **Tip:** Cuando los sucesos son independientes, se cumple que $P(A \cap B \cap C) = P(A) \cdot P(B) \cdot P(C)$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\text{acierte uno solo}) = \frac{17}{90} \approx 0.1889}$$
Paso 2
Probabilidad de que los tres acierten
**B. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que los tres acierten?**
Este caso corresponde a la intersección de que los tres tiradores acierten simultáneamente ($T_1 \cap T_2 \cap T_3$).
Dado que los sucesos son independientes:
$$P(T_1 \cap T_2 \cap T_3) = P(T_1) \cdot P(T_2) \cdot P(T_3)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$P(T_1 \cap T_2 \cap T_3) = \frac{3}{5} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{5}{6}$$
Multiplicamos los numeradores y los denominadores:
$$P(\text{los tres acierten}) = \frac{3 \cdot 2 \cdot 5}{5 \cdot 3 \cdot 6} = \frac{30}{90}$$
Simplificamos la fracción dividiendo entre 30:
$$P(\text{los tres acierten}) = \frac{1}{3}$$
💡 **Tip:** Fíjate que en la multiplicación $\frac{3}{5} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{5}{6}$ puedes simplificar directamente el 3 y el 5 del numerador con el 3 y el 5 del denominador, quedando $\frac{2}{6} = \frac{1}{3}$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\text{los tres acierten}) = \frac{1}{3} \approx 0.3333}$$
Paso 3
Probabilidad de que acierte al menos uno
**C. [1 PUNTO] ¿Cuál es la probabilidad de que acierte al menos uno de ellos?**
El suceso "acierte al menos uno" es el suceso contrario de "que no acierte ninguno". Es mucho más rápido calcularlo así que sumar todas las combinaciones posibles (uno, dos o tres aciertos).
1. Calculamos primero la probabilidad de que **ninguno** acierte:
$$P(\text{ninguno acierta}) = P(\bar{T_1} \cap \bar{T_2} \cap \bar{T_3})$$
$$P(\bar{T_1} \cap \bar{T_2} \cap \bar{T_3}) = \frac{2}{5} \cdot \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{6} = \frac{2}{90} = \frac{1}{45}$$
2. Usamos la propiedad del suceso contrario:
$$P(\text{al menos uno}) = 1 - P(\text{ninguno acierta})$$
$$P(\text{al menos uno}) = 1 - \frac{1}{45} = \frac{45}{45} - \frac{1}{45} = \frac{44}{45}$$
💡 **Tip:** Siempre que leas "al menos uno", piensa en usar la fórmula $P(\text{al menos uno}) = 1 - P(\text{ninguno})$, ya que ahorra mucho tiempo de cálculo.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\text{al menos uno}) = \frac{44}{45} \approx 0.9778}$$