6. Variable \(X\): número de éxitos

Objetivo de aprendizaje

  • Definir la variable aleatoria \(X\) como la cantidad de éxitos en un experimento binomial.
  • Identificar los valores posibles de \(X\) según el número de ensayos \(n\).

¿Qué representa \(X\)?

En una situación binomial, la variable aleatoria \(X\) representa la cantidad de éxitos obtenidos en \(n\) ensayos.

Por ejemplo, si se lanza una moneda \(10\) veces y el éxito es obtener cara, entonces:

\[ X=\text{cantidad de caras obtenidas en }10\text{ lanzamientos} \]

La variable no indica el orden en que ocurrieron los éxitos, sino cuántos éxitos hubo en total.

Valores posibles de \(X\)

Si se realizan \(n\) ensayos, la cantidad de éxitos puede ir desde \(0\) hasta \(n\).

Por lo tanto, los valores posibles de \(X\) son:

\[ 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ldots,\ n \]

El valor \(0\) significa que no ocurrió ningún éxito, y el valor \(n\) significa que todos los ensayos fueron éxitos.

Idea clave

En el modelo binomial, \(X\) siempre cuenta éxitos.

Por eso, antes de calcular probabilidades, se debe tener claro qué se está considerando éxito y cuántos ensayos se realizan.

Ejemplo 1: cinco lanzamientos de una moneda

Se lanza una moneda equilibrada \(5\) veces y se define éxito como obtener cara.

La variable aleatoria puede definirse como:

\[ X=\text{cantidad de caras obtenidas en }5\text{ lanzamientos} \]

Como hay \(5\) ensayos, los valores posibles de \(X\) son:

\[ 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5 \]

El siguiente gráfico muestra los valores posibles de \(X\) como cantidades de éxito:

Por ejemplo, si el resultado fuera:

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

entonces se obtuvieron \(3\) caras, por lo tanto:

\[ X=3 \]

Ejemplo 2: respuestas correctas

Una prueba tiene \(8\) preguntas de verdadero o falso. Un estudiante responde al azar.

Se define éxito como responder correctamente una pregunta.

Entonces la variable aleatoria es:

\[ X=\text{cantidad de respuestas correctas en }8\text{ preguntas} \]

Los valores posibles de \(X\) son:

\[ 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ 4,\ 5,\ 6,\ 7,\ 8 \]

El valor \(X=0\) significa que no respondió correctamente ninguna pregunta.

El valor \(X=8\) significa que respondió correctamente todas las preguntas.

Ejemplo 3: productos defectuosos

Una fábrica revisa \(20\) productos de forma independiente. Se define éxito como encontrar un producto defectuoso.

La variable aleatoria es:

\[ X=\text{cantidad de productos defectuosos entre los }20\text{ revisados} \]

Como se revisan \(20\) productos, \(X\) puede tomar los valores:

\[ 0,\ 1,\ 2,\ldots,\ 20 \]

En este contexto, \(X=4\) significa que se encontraron \(4\) productos defectuosos entre los \(20\) revisados.

Error frecuente

No se debe confundir la variable \(X\) con el resultado completo del experimento.

Por ejemplo, en \(5\) lanzamientos de una moneda, el resultado completo podría ser \(C,S,C,C,S\), pero el valor de \(X\) sería solo \(3\), porque hubo tres éxitos.

Ejercicios progresivos a desafiantes

Ejercicio 1: definir \(X\)

Se lanza una moneda \(7\) veces y se define éxito como obtener sello.

Define la variable aleatoria \(X\) y escribe sus valores posibles.

Ejercicio 2: interpretar un valor de \(X\)

Una encuesta se aplica a \(50\) personas. Se define éxito como responder “sí” a una pregunta.

Sea \(X\) la cantidad de personas que responden “sí”.

Interpreta en contexto el valor \(X=32\).

Ejercicio 3: valores posibles

Se revisan \(12\) artículos y se define \(X\) como la cantidad de artículos defectuosos.

Indica los valores posibles de \(X\).

Ejercicio 4: identificar qué cuenta \(X\)

Se lanzan \(10\) dados equilibrados. Se define éxito como obtener un número mayor que \(4\).

Sea \(X\) la cantidad de éxitos.

  1. ¿Qué resultados del dado se consideran éxito?
  2. ¿Qué representa \(X\)?
  3. ¿Cuáles son los valores posibles de \(X\)?

Ejercicio 5: distinguir secuencia y cantidad

Se lanza una moneda \(6\) veces. El éxito es obtener cara.

El resultado observado fue:

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

Determina el valor de \(X\), donde \(X\) es la cantidad de éxitos.

Ejercicio 6: corregir una definición

Una prueba tiene \(25\) preguntas. Se define éxito como responder correctamente.

Un estudiante escribe:

\(X\) representa si la primera pregunta fue correcta”.

Explica por qué esta definición no corresponde a la variable binomial que cuenta éxitos en toda la prueba. Luego escribe una definición adecuada de \(X\).

Ejercicio 7: caso desafiante

Una plataforma envía una notificación a \(120\) usuarios. Se define éxito como que un usuario abra la notificación.

Sea \(X\) el número de éxitos.

  1. Define \(X\) con palabras.
  2. Indica el valor mínimo y máximo que puede tomar \(X\).
  3. Interpreta \(X=0\), \(X=120\) y \(X=47\) en contexto.