Probabilidad y Estadística 2021 Andalucia
Probabilidad condicionada: urnas y dados
EJERCICIO 6
Una urna $A$ contiene $4$ bolas rojas y $5$ verdes y otra urna $B$ contiene $6$ bolas rojas y $3$ verdes. Lanzamos dos dados y si la suma es mayor o igual a $9$, extraemos una bola de la urna $A$ y en caso contrario, la extraemos de la urna $B$.
a) (1.5 puntos) Calcule la probabilidad de que la bola extraída sea verde y de la urna $B$.
b) (1 punto) Halle la probabilidad de que la bola extraída sea roja.
Paso 1
Determinar las probabilidades de elegir cada urna
Para resolver el problema, primero debemos calcular la probabilidad de elegir la urna $A$ o la urna $B$ basándonos en el lanzamiento de dos dados.
El espacio muestral al lanzar dos dados tiene $6 \times 6 = 36$ resultados posibles. Definimos el suceso $S$ como la suma de las puntuaciones de los dados.
La urna $A$ se elige si $S \ge 9$. Los casos favorables son:
- Suma 9: $(3,6), (4,5), (5,4), (6,3)$ (4 casos)
- Suma 10: $(4,6), (5,5), (6,4)$ (3 casos)
- Suma 11: $(5,6), (6,5)$ (2 casos)
- Suma 12: $(6,6)$ (1 caso)
Total de casos para la urna $A$: $4 + 3 + 2 + 1 = 10$ casos.
Por tanto, las probabilidades de elección son:
$$P(A) = \frac{10}{36} = \frac{5}{18}$$
$$P(B) = 1 - P(A) = 1 - \frac{10}{36} = \frac{26}{36} = \frac{13}{18}$$
💡 **Tip:** En el lanzamiento de dos dados, es muy útil visualizar la tabla de sumas de $6 \times 6$ para no olvidar ningún caso favorable.
Paso 2
Construcción del diagrama de árbol
A continuación, definimos las probabilidades de extraer una bola roja ($R$) o verde ($V$) de cada urna:
- Urna $A$ (4R, 5V): $P(R|A) = \frac{4}{9}$, $P(V|A) = \frac{5}{9}$
- Urna $B$ (6R, 3V): $P(R|B) = \frac{6}{9}$, $P(V|B) = \frac{3}{9}$
Representamos la situación con un diagrama de árbol:
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de Verde y Urna B
**a) (1.5 puntos) Calcule la probabilidad de que la bola extraída sea verde y de la urna $B$.**
Nos piden la probabilidad de la intersección del suceso "Urna B" y el suceso "Bola Verde" ($V \cap B$).
Aplicamos la fórmula de la probabilidad de la intersección:
$$P(V \cap B) = P(B) \cdot P(V|B)$$
Sustituimos los valores obtenidos anteriormente:
$$P(V \cap B) = \frac{26}{36} \cdot \frac{3}{9}$$
Realizamos la operación:
$$P(V \cap B) = \frac{13}{18} \cdot \frac{1}{3} = \frac{13}{54} \approx 0.2407$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(V \cap B) = \dfrac{13}{54} \approx 0.2407}$$
Paso 4
Cálculo de la probabilidad de bola Roja
**b) (1 punto) Halle la probabilidad de que la bola extraída sea roja.**
Para calcular la probabilidad total de que la bola sea roja, $P(R)$, debemos sumar las probabilidades de obtener roja viniendo de la urna $A$ y de la urna $B$. Aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total**:
$$P(R) = P(A) \cdot P(R|A) + P(B) \cdot P(R|B)$$
Sustituimos los valores:
$$P(R) = \left( \frac{10}{36} \cdot \frac{4}{9} \right) + \left( \frac{26}{36} \cdot \frac{6}{9} \right)$$
Calculamos cada término:
$$P(R) = \frac{40}{324} + \frac{156}{324}$$
$$P(R) = \frac{196}{324}$$
Simplificamos la fracción dividiendo entre 4:
$$P(R) = \frac{49}{81} \approx 0.6049$$
💡 **Tip:** Recuerda que la suma de las probabilidades de todas las ramas finales de un suceso compuesto (como extraer bola roja) nos da su probabilidad total.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(R) = \dfrac{49}{81} \approx 0.6049}$$