Probabilidad y Estadística 2022 Andalucia
Probabilidad con dados: El juego de Juan
EJERCICIO 5
Juan realiza el siguiente juego: Lanza dos dados simultáneamente y si la suma es 2 o mayor que 7, gana y termina el juego. En caso contrario, tiene una segunda y última oportunidad lanzando de nuevo los dos dados y ganaría si la suma es mayor que 9.
a) (1 punto) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane lanzando una sola vez los dos dados?
b) (1 punto) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane en la segunda oportunidad?
c) (0.5 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane?
Paso 1
Análisis del espacio muestral y del primer lanzamiento
**a) (1 punto) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane lanzando una sola vez los dos dados?**
Al lanzar dos dados de seis caras, el espacio muestral $E$ está formado por $6 \times 6 = 36$ resultados posibles, todos con la misma probabilidad ($1/36$).
Sea $S$ la variable que representa la suma de las puntuaciones de los dos dados. Juan gana en el primer lanzamiento si se cumple el suceso $G_1$: "la suma es 2 o la suma es mayor que 7".
Calculamos cuántos casos favorables hay para cada suma:
- Suma = 2: $\{(1,1)\} \to$ **1 caso**.
- Suma > 7:
- Suma = 8: $\{(2,6), (3,5), (4,4), (5,3), (6,2)\} \to$ **5 casos**.
- Suma = 9: $\{(3,6), (4,5), (5,4), (6,3)\} \to$ **4 casos**.
- Suma = 10: $\{(4,6), (5,5), (6,4)\} \to$ **3 casos**.
- Suma = 11: $\{(5,6), (6,5)\} \to$ **2 casos**.
- Suma = 12: $\{(6,6)\} \to$ **1 caso**.
Sumamos los casos favorables para $G_1$: $1 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1 = 16$ casos.
Aplicando la regla de Laplace:
$$P(G_1) = \frac{\text{Casos favorables}}{\text{Casos posibles}} = \frac{16}{36}$$
Simplificamos dividiendo entre 4:
$$P(G_1) = \frac{4}{9} \approx 0.4444$$
💡 **Tip:** En problemas de dos dados, es útil recordar que el número de casos posibles es siempre $6^2=36$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(G_1) = \frac{4}{9}}$$
Paso 2
Representación mediante diagrama de árbol
Para resolver los siguientes apartados, definimos los sucesos:
- $G_1$: Ganar en el 1er lanzamiento ($S=2$ o $S \gt 7$).
- $\overline{G_1}$: No ganar en el 1er lanzamiento y pasar al 2º.
- $G_2$: Ganar en el 2º lanzamiento ($S \gt 9$).
Calculamos $P(\overline{G_1}) = 1 - P(G_1) = 1 - \frac{16}{36} = \frac{20}{36} = \frac{5}{9}$.
Para el segundo lanzamiento, Juan gana si la suma es mayor que 9 ($S=10, 11, 12$):
- Casos favorables: $\{(4,6), (5,5), (6,4), (5,6), (6,5), (6,6)\} \to$ **6 casos**.
- $P(G_2 | \overline{G_1}) = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}$.
Paso 3
Probabilidad de ganar en la segunda oportunidad
**b) (1 punto) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane en la segunda oportunidad?**
Para que Juan gane en la segunda oportunidad, debe ocurrir que no gane en la primera **Y** que gane en la segunda. Es decir, buscamos la probabilidad de la intersección: $P(\overline{G_1} \cap G_2)$.
Usando la probabilidad condicionada:
$$P(\overline{G_1} \cap G_2) = P(\overline{G_1}) \cdot P(G_2 | \overline{G_1})$$
Sustituimos los valores obtenidos anteriormente:
$$P(\overline{G_1} \cap G_2) = \frac{5}{9} \cdot \frac{1}{6}$$
$$P(\overline{G_1} \cap G_2) = \frac{5}{54} \approx 0.0926$$
💡 **Tip:** "Ganar en la segunda oportunidad" implica obligatoriamente haber fallado la primera, por eso multiplicamos ambas probabilidades siguiendo la rama del árbol.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\text{Gane 2ª op.}) = \frac{5}{54}}$$
Paso 4
Probabilidad total de ganar el juego
**c) (0.5 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que Juan gane?**
Juan puede ganar de dos formas excluyentes: ganando en el primer lanzamiento o llegando al segundo y ganando en él.
$$P(G) = P(G_1) + P(\overline{G_1} \cap G_2)$$
Utilizamos los resultados de los apartados anteriores:
$$P(G) = \frac{4}{9} + \frac{5}{54}$$
Para sumar las fracciones, buscamos el común denominador ($54$):
$$P(G) = \frac{24}{54} + \frac{5}{54} = \frac{29}{54} \approx 0.5370$$
💡 **Tip:** La probabilidad total es la suma de las probabilidades de todas las ramas del árbol que terminan en "Gana".
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(G) = \frac{29}{54}}$$