M贸dulo 20 semana 3.Actividad integradora 6. Optimizaci贸n de recursos
ASESORIA DE TAREAS, EJEMPLOS PARA RESOLVERLOS 馃摎✨ ¿Necesitas apoyo con tus actividades de Prepa en L铆nea SEP? En este blog encontrar谩s ejemplos resueltos, tutoriales paso a paso y gu铆as actualizadas para que aprendas a tu ritmo y entregues tus trabajos con confianza. Matem谩ticas, ciencias, humanidades… todo lo que necesitas para avanzar sin estr茅s. 馃摉馃殌 馃摓 Cont谩ctanos: 922-220-00-44
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Para realizar esta actividad necesitas:
Saber calcular los diferentes tipos de distribuci贸n de probabilidad.
Usar hojas de c谩lculo.
Usar procesadores de texto.
Buscar informaci贸n confiable en interne
Un documento en Excel donde integres los ejercicios planteados, el procedimiento que seguiste para resolverlos, as铆 como las f贸rmulas correspondientes a los c谩lculos realizados.
1. Lee cuidadosamente cada uno de los casos y en Excel resuelve lo que se solicita.
Caso 1 | ||||||||||||||||||||
Una empresa automotriz produce tres tipos de veh铆culos: Sedan, SUV y Camioneta. La producci贸n se lleva a cabo en dos plantas productivas: Planta A y Planta B. La empresa produjo recientemente un lote de 1200 veh铆culos, distribuidos entre los tres tipos y las dos plantas como se muestra en la siguiente tabla:
Si se selecciona uno de estos veh铆culos al azar para realizarle pruebas: a) ¿Cu谩l es la probabilidad de que se trate de un veh铆culo tipo Sedan? Para calcular la probabilidad de que el veh铆culo seleccionado al azar sea tipo Sedan, se utiliza la regla de Laplace (casos favorables entre casos posibles). El total de veh铆culos en el lote es 1200, y la cantidad de Sedanes producidos es 650 (500 en Planta A + 150 en Planta B). Por lo tanto, la probabilidad es P(Sedan) = 650/1200 = 0.541666..., lo que equivale aproximadamente al 54.17%. En Excel, este resultado se obtiene directamente dividiendo la celda que contiene el total de Sedanes (650) entre la celda del total general (1200), o usando la funci贸n =650/1200, y luego se puede formatear la celda como porcentaje para visualizarlo como 54.17%. b) ¿Cu谩l es la probabilidad de que se trate de un veh铆culo tipo SUV y que haya sido producido en la Planta A? Para calcular la probabilidad de que el veh铆culo seleccionado al azar sea tipo SUV y producido en la Planta A, debemos identificar el n煤mero de casos favorables y dividirlo entre el total de veh铆culos del lote. Seg煤n la tabla, en la Planta A se produjeron 200 veh铆culos tipo SUV. El total de veh铆culos en el lote es 1200. Por lo tanto, la probabilidad es: P ( SUV y Planta A ) = 200 1200 = 0.166666 … P(SUV y Planta A)= 1200 200 =0.166666… Es decir, aproximadamente 16.67%. En Excel, este c谩lculo se realiza directamente con la f贸rmula =200/1200 o, si los datos est谩n en celdas, usando referencias como =B3/C5 (por ejemplo, si B3 contiene 200 y C5 contiene 1200). El resultado se puede expresar como n煤mero decimal (0.1667) o formatear como porcentaje (16.67%). Respuesta final en un solo p谩rrafo: La probabilidad de que un veh铆culo seleccionado al azar sea tipo SUV y haya sido producido en la Planta A es de 200/1200 = 0.1667, lo que equivale al 16.67%, calculado directamente en Excel dividiendo el n煤mero de SUV de la Planta A (200) entre el total de veh铆culos (1200). c) ¿Cu谩l es la probabilidad de que un veh铆culo sea de tipo Camioneta dado que se sabe que fue producido en la Planta B? Para calcular la probabilidad de que un veh铆culo sea tipo Camioneta, dado que fue producido en la Planta B, se utiliza la probabilidad condicional. La f贸rmula es: P ( Camioneta ∣ Planta B ) = P ( Camioneta y Planta B ) P ( Planta B ) P(Camioneta∣Planta B)= P(Planta B) P(Camioneta y Planta B) De la tabla: Camionetas producidas en la Planta B = 50 Total de veh铆culos producidos en la Planta B = 400 Entonces: P ( Camioneta ∣ Planta B ) = 50 400 = 0.125 P(Camioneta∣Planta B)= 400 50 =0.125 Es decir, 12.5%. En Excel, esto se calcula dividiendo la celda que contiene el n煤mero de camionetas de la Planta B (50) entre la celda del total de la Planta B (400), usando una f贸rmula como =50/400 o referencias celda (=C4/B4 si corresponde). Respuesta en un solo p谩rrafo: La probabilidad de que un veh铆culo seleccionado al azar sea tipo Camioneta, sabiendo que fue producido en la Planta B, es de 50/400 = 0.125, lo que representa el 12.5%, y en Excel se obtiene dividiendo la cantidad de camionetas de la Planta B (50) entre el total de veh铆culos fabricados en esa planta (400).
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Caso 2 | ||||||||||||||||||||
Una organizaci贸n est谩 realizando una encuesta para saber cu谩ntos de sus seguidores asistir谩n a un evento deportivo. La probabilidad de que un seguidor asista al evento es del 45%. Si la encuesta se realiza a 100 seguidores de manera independiente: a) ¿Cu谩l es la probabilidad de que m谩s de 40 seguidores asistan al evento? Para resolver este caso, utilizamos la distribuci贸n binomial, ya que tenemos un n煤mero fijo de ensayos independientes (n = 100), cada uno con dos resultados posibles (asiste o no asiste), y una probabilidad constante de 茅xito (p = 0.45). La probabilidad de que m谩s de 40 seguidores asistan se expresa como P(X > 40) = 1 - P(X ≤ 40). En Excel, esto se calcula de manera directa usando la funci贸n =1 - DISTR.BINOM.N(40; 100; 0.45; VERDADERO), donde el argumento VERDADERO indica que se calcula la probabilidad acumulada hasta 40. El resultado de esta operaci贸n es aproximadamente 0.8133, lo que significa que hay un 81.33% de probabilidad de que m谩s de 40 seguidores asistan al evento. Este procedimiento evita tener que sumar manualmente las probabilidades para cada valor desde 41 hasta 100, aprovechando la funci贸n acumulada de Excel para obtener el resultado de manera r谩pida y precisa. b) ¿Cu谩l es la probabilidad de que menos de 30 seguidores asistan al evento? Para calcular la probabilidad de que menos de 30 seguidores asistan al evento, nuevamente usamos la distribuci贸n binomial con n = 100 y p = 0.45. La expresi贸n "menos de 30" equivale a P(X < 30), que en una distribuci贸n discreta es igual a P(X ≤ 29). En Excel, esto se obtiene con la funci贸n acumulada: =DISTR.BINOM.N(29; 100; 0.45; VERDADERO) El resultado de esta f贸rmula es aproximadamente 0.0009, es decir, 0.09%. Respuesta en un solo p谩rrafo: La probabilidad de que menos de 30 seguidores asistan al evento, cuando n=100 y p=0.45, se calcula en Excel como la probabilidad acumulada hasta 29 asistentes usando =DISTR.BINOM.N(29;100;0.45;VERDADERO), lo que arroja un valor de aproximadamente 0.0009, equivalente al 0.09%, lo que indica que es un evento extremadamente poco probable bajo estas condiciones. c) ¿Cu谩l es la probabilidad de que exactamente 45 seguidores asistan al evento? Para calcular la probabilidad de que exactamente 45 seguidores asistan al evento, utilizamos la funci贸n de probabilidad puntual de la distribuci贸n binomial, con n = 100 y p = 0.45. En Excel, esto se logra con la funci贸n =DISTR.BINOM.N(45; 100; 0.45; FALSO), donde el argumento FALSO indica que se calcula la probabilidad para un valor exacto (no acumulada). El resultado de esta f贸rmula es aproximadamente 0.0804, lo que equivale al 8.04%. Esta probabilidad representa la masa de probabilidad concentrada exactamente en el valor 45, y es relativamente baja porque la distribuci贸n binomial con estos par谩metros tiene su media en 渭 = n·p = 45, por lo que precisamente 45 es el valor esperado, pero al ser una distribuci贸n discreta con 101 posibles resultados, la probabilidad de cualquier valor exacto no es alta; sin embargo, es el valor con mayor probabilidad individual dentro de esta distribuci贸n. | ||||||||||||||||||||
Caso 3 | ||||||||||||||||||||
Un centro de atenci贸n telef贸nica recibe, en promedio, 6 llamadas por hora. Si las llegadas de llamadas siguen una distribuci贸n de Poisson: a) ¿Cu谩l es la probabilidad de que se reciban exactamente 4 llamadas en la pr贸xima hora? Para este caso, utilizamos la distribuci贸n de Poisson, que modela el n煤mero de eventos (llamadas) que ocurren en un intervalo fijo de tiempo, dado un promedio conocido (位 = 6 llamadas por hora). La probabilidad de que se reciban exactamente 4 llamadas en la pr贸xima hora se calcula con la funci贸n de probabilidad puntual de Poisson. En Excel, esto se hace con la funci贸n =POISSON.DIST(4; 6; FALSO), donde el primer argumento (4) es el n煤mero de eventos que queremos evaluar, el segundo (6) es la media o tasa promedio, y el tercero (FALSO) indica que queremos la probabilidad exacta (no acumulada). El resultado de esta f贸rmula es aproximadamente 0.1339, lo que equivale al 13.39%. Respuesta en un solo p谩rrafo: La probabilidad de que se reciban exactamente 4 llamadas en la pr贸xima hora, dado que el promedio es de 6 llamadas por hora, se calcula en Excel con la funci贸n =POISSON.DIST(4; 6; FALSO), obteniendo un valor de aproximadamente 0.1339, es decir, un 13.39%, lo que indica que, aunque 4 llamadas est谩n por debajo del promedio, es un resultado con una probabilidad moderada dentro de esta distribuci贸n. b) ¿Cu谩l es la probabilidad de que se reciban m谩s de 8 llamadas en la pr贸xima hora? |
Para calcular la probabilidad de que se reciban m谩s de 8 llamadas en la pr贸xima hora, con una distribuci贸n de Poisson de media 位 = 6, debemos expresar esto como P(X > 8) = 1 - P(X ≤ 8), ya que la distribuci贸n es discreta y acumulada hasta 8 incluye todos los valores desde 0 hasta 8. En Excel, esto se resuelve con la funci贸n acumulada de Poisson: =1 - POISSON.DIST(8; 6; VERDADERO) El resultado de esta operaci贸n es aproximadamente 0.1528, lo que equivale al 15.28%. Respuesta en un solo p谩rrafo: La probabilidad de que se reciban m谩s de 8 llamadas en la pr贸xima hora, cuando el promedio es de 6 llamadas por hora, se obtiene en Excel usando la f贸rmula =1 - POISSON.DIST(8; 6; VERDADERO), que calcula el complemento de la probabilidad acumulada hasta 8 llamadas, dando como resultado aproximadamente 0.1528, es decir, un 15.28%, lo que indica que recibir m谩s de 8 llamadas en una hora es un evento relativamente poco frecuente pero no extremadamente raro bajo esta distribuci贸n.
2. Una vez calculado lo anterior, responde lo siguiente:
a)¿Qu茅 regla de probabilidad o tipo de distribuci贸n de probabilidad utilizaste para cada caso?
Para dar respuesta a esta pregunta, har茅 un resumen claro y conciso de los tipos de distribuci贸n y las reglas de probabilidad aplicadas en cada caso, tal como se solicit贸: Caso 1 (Tabla de contingencia – Veh铆culos por planta y tipo): En este caso se utiliz贸 la regla de Laplace (probabilidad cl谩sica o frecuentista) para calcular probabilidades simples y condicionales. Para el inciso a) se us贸 probabilidad marginal (P(Sedan) = total de Sedanes / total general). Para el inciso b) se us贸 probabilidad conjunta (P(SUV y Planta A) = intersecci贸n / total general). Para el inciso c) se us贸 probabilidad condicional (P(Camioneta | Planta B) = intersecci贸n / total de Planta B). No se emple贸 una distribuci贸n de probabilidad te贸rica (como binomial o Poisson), sino que se trabaj贸 directamente con las frecuencias relativas de la tabla. Caso 2 (Encuesta a 100 seguidores, probabilidad de asistencia = 0.45): Se utiliz贸 la distribuci贸n binomial, ya que se cumplen sus condiciones: n煤mero fijo de ensayos independientes (n = 100), dos resultados posibles (asiste/no asiste) y probabilidad de 茅xito constante (p = 0.45). Para el inciso a) P(X > 40) se calcul贸 con el complemento de la funci贸n acumulada: 1 - DISTR.BINOM.N(40; 100; 0.45; VERDADERO). Para el inciso b) P(X < 30) = P(X ≤ 29) con la funci贸n acumulada DISTR.BINOM.N(29; 100; 0.45; VERDADERO). Para el inciso c) P(X = 45) con la funci贸n de probabilidad puntual DISTR.BINOM.N(45; 100; 0.45; FALSO). Caso 3 (Llamadas telef贸nicas, promedio de 6 por hora): Se utiliz贸 la distribuci贸n de Poisson, que modela el n煤mero de eventos en un intervalo fijo de tiempo cuando se conoce la tasa media (位 = 6) y los eventos ocurren de manera independiente. Para el inciso a) P(X = 4) se calcul贸 con la funci贸n puntual POISSON.DIST(4; 6; FALSO). Para el inciso b) P(X > 8) se calcul贸 como el complemento de la acumulada: 1 - POISSON.DIST(8; 6; VERDADERO). Resumen final en un solo p谩rrafo: En el Caso 1 utilic茅 la regla de Laplace con probabilidades marginales, conjuntas y condicionales basadas en frecuencias relativas de una tabla de contingencia; en el Caso 2 emple茅 la distribuci贸n binomial porque se tiene un n煤mero fijo de ensayos independientes (100) con probabilidad constante de 茅xito (0.45), usando las funciones acumulada y puntual de Excel; y en el Caso 3 apliqu茅 la distribuci贸n de Poisson, adecuada para contar eventos raros en un intervalo fijo con una tasa media de 6 llamadas por hora, usando tambi茅n las funciones acumulada y puntual en Excel para obtener las probabilidades solicitadas.
b)Justifica la elecci贸n de la regla de probabilidad o tipo de distribuci贸n de probabilidad utilizada en cada caso.
A continuaci贸n, presento la justificaci贸n de la elecci贸n de cada regla o distribuci贸n de probabilidad utilizada en los tres casos, explicando por qu茅 cada una es la adecuada seg煤n las caracter铆sticas de los datos y el problema planteado. Caso 1 (Tabla de veh铆culos por planta y tipo): Se utiliz贸 la regla de Laplace (probabilidad cl谩sica) porque el experimento consiste en seleccionar un veh铆culo al azar de un conjunto finito y conocido de 1200 unidades, donde todos los veh铆culos tienen la misma probabilidad de ser elegidos (equiprobabilidad). Al tener las frecuencias absolutas en una tabla de contingencia, es posible calcular directamente probabilidades como razones entre el n煤mero de casos favorables y el total de casos posibles, sin necesidad de suponer un modelo te贸rico. La probabilidad condicional del inciso c) es v谩lida porque se reduce el espacio muestral al subconjunto de veh铆culos producidos en la Planta B, y se aplica la definici贸n formal de probabilidad condicional P(A|B) = P(A∩B)/P(B), que en este contexto se traduce en dividir la frecuencia de la intersecci贸n entre la frecuencia marginal de la condici贸n. Caso 2 (Encuesta a 100 seguidores, probabilidad de asistencia 0.45): Se eligi贸 la distribuci贸n binomial porque el problema cumple estrictamente con sus cuatro condiciones fundamentales: Hay un n煤mero fijo de ensayos (n = 100 seguidores encuestados). Cada ensayo es independiente (la decisi贸n de un seguidor no afecta a la de otro). Cada ensayo tiene solo dos resultados mutuamente excluyentes (asiste o no asiste). La probabilidad de 茅xito (asistencia) es constante e igual a 0.45 para todos los ensayos. Adem谩s, la variable aleatoria "n煤mero de asistentes" es discreta y cuenta el n煤mero de 茅xitos en n repeticiones, lo que se ajusta perfectamente al modelo binomial. El uso de las funciones acumulada y puntual en Excel es apropiado porque la distribuci贸n binomial tiene sus probabilidades tabuladas y calculables mediante su funci贸n de masa de probabilidad, y los incisos requieren tanto probabilidades exactas (P(X=45)) como acumuladas (P(X>40) y P(X<30)). Caso 3 (Llamadas telef贸nicas, promedio 6 por hora): Se aplic贸 la distribuci贸n de Poisson porque el problema describe el n煤mero de ocurrencias de un evento (llamadas) en un intervalo continuo de tiempo (una hora), donde: Los eventos ocurren de manera aleatoria e independiente en el tiempo. Se conoce la tasa promedio de ocurrencia (位 = 6 llamadas por hora), que es constante. La probabilidad de que ocurra m谩s de un evento en un intervalo infinitesimal es despreciable. Esta distribuci贸n es el modelo est谩ndar para contar eventos raros o de llegada en procesos de Poisson, y es la m谩s adecuada cuando no se tiene un n煤mero fijo de ensayos, sino que el n煤mero de eventos es te贸ricamente ilimitado (pueden llegar 0, 1, 2, ... llamadas). La funci贸n de probabilidad de Poisson P(X=k) = (e^(-位)·位^k)/k! se calcula directamente en Excel con las funciones puntual y acumulada, lo que permite responder tanto a la probabilidad exacta de 4 llamadas como a la probabilidad de m谩s de 8 llamadas mediante el complemento de la acumulada. Justificaci贸n integrada en un solo p谩rrafo: La elecci贸n de cada m茅todo responde a la naturaleza del problema: en el Caso 1 uso la regla de Laplace porque trabajo con frecuencias absolutas de una poblaci贸n finita y equiprobable, calculando probabilidades marginales, conjuntas y condicionales directamente desde la tabla; en el Caso 2 selecciono la distribuci贸n binomial porque el experimento consiste en 100 ensayos independientes con dos resultados posibles y probabilidad de 茅xito constante, lo que hace que el n煤mero de asistentes siga exactamente este modelo discreto; y en el Caso 3 opto por la distribuci贸n de Poisson porque modela el conteo de eventos aleatorios en un intervalo fijo de tiempo con una tasa promedio conocida, sin un l铆mite superior de ocurrencias, lo cual es caracter铆stico de las llegadas telef贸nicas. Cada una de estas elecciones est谩 respaldada por las condiciones te贸ricas que definen a cada distribuci贸n o regla, garantizando que los c谩lculos realizados en Excel sean estad铆sticamente v谩lidos y pertinentes para cada situaci贸n planteada.
c)Argumenta en un p谩rrafo de cinco renglones, la utilidad de la probabilidad en tu vida cotidiana.
La probabilidad es una herramienta invaluable en la vida cotidiana porque nos permite tomar decisiones informadas ante la incertidumbre, desde evaluar riesgos al cruzar una calle o contratar un seguro, hasta anticipar resultados en situaciones tan diversas como el clima, los juegos de azar o las compras en l铆nea. En el 谩mbito financiero, ayuda a calcular la conveniencia de inversiones o la probabilidad de que un pr茅stamo sea pagado, mientras que en la salud permite entender la efectividad de tratamientos o la prevalencia de enfermedades. Tambi茅n optimiza recursos en tareas diarias, como estimar el tiempo de llegada en el tr谩fico o la probabilidad de que un producto est茅 disponible en inventario, reduciendo la ansiedad frente a lo impredecible. En esencia, la probabilidad transforma la incertidumbre en un lenguaje cuantificable que mejora nuestra capacidad de planificar, prevenir y actuar con mayor seguridad y racionalidad en todos los aspectos de la vida.
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