1. Experimentos repetidos con dos resultados

Objetivo de aprendizaje

  • Reconocer situaciones aleatorias formadas por repeticiones de un mismo experimento.
  • Identificar experimentos en los que cada repetición tiene solo dos resultados relevantes.

Experimentos repetidos

Muchas situaciones de azar no ocurren una sola vez, sino que se repiten varias veces bajo condiciones similares.

Por ejemplo, lanzar una moneda \(10\) veces, revisar \(50\) productos de una fábrica o responder \(20\) preguntas de verdadero o falso.

En estos casos, no solo interesa un resultado aislado, sino lo que ocurre a lo largo de varias repeticiones.

Dos resultados posibles

En algunos experimentos repetidos, cada repetición se puede clasificar en dos resultados relevantes.

Por ejemplo:

  • cara o sello,
  • correcto o incorrecto,
  • defectuoso o no defectuoso,
  • responde “sí” o responde “no”.

Estos dos resultados no siempre tienen que llamarse “cara” y “sello”. En la distribución binomial, normalmente se organizarán como éxito y fracaso.

Idea central

La distribución binomial no se estudia solo como una fórmula.

Se estudia como un modelo para contar cuántas veces ocurre un resultado de interés al repetir un experimento con dos resultados posibles.

Ejemplo 1: lanzar una moneda varias veces

Se lanza una moneda \(5\) veces y en cada lanzamiento puede salir cara o sello.

Si interesa contar cuántas caras aparecen, cada lanzamiento se puede clasificar así:

Resultado del lanzamiento Clasificación
Cara Resultado de interés
Sello No es el resultado de interés

Un posible resultado de los \(5\) lanzamientos podría ser:

\[ C,\ S,\ C,\ C,\ S \]

En ese caso, aparecieron \(3\) caras.

La pregunta binomial típica no es solo “¿salió cara?”, sino “¿cuántas caras salieron en \(5\) lanzamientos?”.

Ejemplo 2: revisar productos

Una fábrica revisa \(20\) productos seleccionados al azar. Cada producto puede clasificarse como defectuoso o no defectuoso.

Producto revisado Resultado posible
Producto individual Defectuoso
Producto individual No defectuoso

Si el interés es contar productos defectuosos, entonces cada revisión tiene dos resultados relevantes:

  • el producto es defectuoso,
  • el producto no es defectuoso.

Una variable adecuada más adelante será \(X\): cantidad de productos defectuosos entre los \(20\) revisados.

Ejemplo 3: estructura de repeticiones

El siguiente diagrama resume la idea de repetir un experimento con dos resultados posibles:

Error frecuente

No todo experimento repetido es automáticamente binomial.

Para usar el modelo binomial se deben cumplir ciertas condiciones, como mantener el mismo número de repeticiones, tener dos resultados relevantes en cada repetición y trabajar con una probabilidad de éxito constante. Estas condiciones se estudiarán en las páginas siguientes.

Ejercicios progresivos a desafiantes

Ejercicio 1: reconocer repeticiones

Indica si la situación corresponde a un experimento repetido.

“Se lanza una moneda \(12\) veces y se registra el resultado de cada lanzamiento”.

Ejercicio 2: identificar los dos resultados

Una encuesta pregunta a \(100\) personas si están de acuerdo con una medida municipal.

Las respuestas posibles son “sí” o “no”.

Identifica los dos resultados relevantes de cada repetición.

Ejercicio 3: resultado de interés

Un estudiante responde \(15\) preguntas de verdadero o falso. Se quiere contar cuántas respuestas son correctas.

¿Cuál es el resultado de interés en cada pregunta?

Ejercicio 4: contar resultados de interés

Se revisan \(8\) ampolletas y se registra si cada una funciona o no funciona.

El resultado observado fue:

\[ F,\ F,\ N,\ F,\ N,\ F,\ F,\ N \]

donde \(F\) significa “funciona” y \(N\) significa “no funciona”.

Si el resultado de interés es “no funciona”, ¿cuántas veces ocurrió?

Ejercicio 5: proponer una variable

Un laboratorio revisa \(30\) muestras y cada una puede resultar positiva o negativa para cierta característica.

Define una variable \(X\) adecuada para contar los resultados positivos.

Ejercicio 6: distinguir situaciones

Determina cuál situación se ajusta mejor a la idea de experimento repetido con dos resultados relevantes. Justifica.

  1. Medir la estatura de \(40\) estudiantes.
  2. Revisar \(40\) respuestas y clasificar cada una como correcta o incorrecta.
  3. Registrar la temperatura diaria durante \(40\) días.