martes, 9 de abril de 2013

diagrama de arbol


Diagrama de árbol

Un diagrama de árbol es una herramienta que se utiliza para determinar todos los posibles resultados de un experimento aleatorio. En el cálculo de la probabilidad se requiere conocer el número de objetos que forman parte del espacio muestral, estos se pueden determinar con la construcción de un diagrama de árbol. Ejemplo: Si Juan tiene 3 pantalones y 2 camisas basta multiplicar 3x2=6 y son 6 posibilidades de que se pueda vestir.


domingo, 7 de abril de 2013

operaciones con conjuntos

Teoría de conjuntos
La teoría de conjuntos es una rama de las matemáticas que estudia las propiedades de los conjuntos: colecciones abstractas de objetos, consideradas como objetos en sí mismas. Los conjuntos y sus operaciones más elementales son una herramienta básica en la formulación de cualquier teoría matemática.
Sin embargo, la teoría de los conjuntos es lo suficientemente rica como para construir el resto de objetos y estructuras de interés en matemáticas:números, funciones, figuras geométricas, ...; y junto con la lógica permite estudiar los fundamentos de esta. En la actualidad se acepta que el conjunto de axiomas de la teoría de Zermelo-Fraenkel es suficiente para desarrollar toda la matemática.
Además, la propia teoría de conjuntos es objeto de estudio per se, no sólo como herramienta auxiliar, en particular las propiedades y relaciones de los conjuntos infinitos. En esta disciplina es habitual que se presenten casos de propiedades indemostrables o contradictorias, como la hipótesis del continuo o la existencia de un cardinal inaccesible. Por esta razón, sus razonamientos y técnicas se apoyan en gran medida en la lógica matemática.
El desarrollo histórico de la teoría de conjuntos se atribuye a Georg Cantor, que comenzó a investigar cuestiones conjuntistas «puras» en la segunda mitad del siglo XIX, precedido por algunas ideas de Bernhard Bolzano e influenciado por Richard Dedekind. El descubrimiento de las paradojas de la teoría cantoriana de conjuntos propició los trabajos de Bertrand Russell, Ernst Zermelo, Abraham Fraenkel y otros a principios del siglo XX.

Álgebra de conjuntos
  • Unión. La unión de dos conjuntos A y B es el conjunto A ∪ B que contiene cada elemento que está por lo menos en uno de ellos.
  • Intersección. La intersección de dos conjuntos A y B es el conjunto A ∩ B que contiene todos los elementos comunes de A y B.
  • Diferencia. La diferencia entre dos conjuntos A y B es el conjunto A \ B que contiene todos los elementos de A que no pertenecen a B.
  • Complemento. El complemento de un conjunto A es el conjunto A que contiene todos los elementos (respecto de algún conjunto referencial) que no pertenecen a A.
  • Diferencia simétrica La diferencia simétrica de dos conjuntos A y B es el conjunto A Δ B con todos los elementos que pertenecen, o bien a A, o bien a B, pero no a ambos a la vez.
  • Producto cartesiano. El producto cartesiano de dos conjuntos A y B es el conjunto A × B que contiene todos los pares ordenados (ab) cuyo primer elemento a pertenece a A y su segundo elemento pertenece a B.

ejercicios resueltos
1.- Sean A ={1,2,3,4}; B ={2,4,6,8}; C ={3,4,5,6}
Hallar a).- A U B; b).- A U C; c).- B U C; d).- B U B
Solución:
A U B = {1,2,3,4,6,8}
A U C = {1,2,3,4,5,6}
B U C = {2,4,6,3,5}
B U B = {2,4,6,8}
2.- Dado el conjunto A = {6,2,8,4,3} encontrar todos los subconjuntos de A que se puedan construir con sus elementos, es decir el conjunto potencia.
2={ {6},{2},{8},{4},{3},{6,2},{6,8},{6,4},{6,3},{2,8},{2,4},{2,3},{8,4},{8,3},{4,3},
{6,2,8},{6,2,4},{6,2,3},{6,8,4},{6,8,3},{6,4,3},{2,8,4},{2,8,3},{8,4,3},{6,2,8,4},{6,2,8,3},
{2,8,4,3,},{6,8,4,3,},{6,2,4,3,},{6,2,8,4,3},{ }

conceptos basicos de probabilidad


CONCEPTOS BÁSICOS DE PROBABILIDAD
Experimento aleatorio: conjunto de pruebas cuyos resultados están determinados únicamente por el azar.
Espacio muestral: conjunto de todos los resultados posibles de un experimento aleatorio
Punto muestral o suceso elemental: el resultado de una sola prueba de un experimento muestral
Suceso o evento: cualquier subconjunto de puntos muestrales
Sucesos mutuamente excluyentes: sucesos o eventos que no pueden ocurrir simultaneamente .
Sucesos complementarios: dos sucesos o eventos mutuamente excluyentes cuya unión es el espacio muestral
Sucesos independientes: sucesos o eventos que no tienen relación entre sí; la ocurrencia de uno no afecta la ocurrencia del otro
Sucesos dependientes: sucesos o eventos que sí tienen relación entre sí; la ocurrencia de uno sí afecta la ocurrencia del otro.
EJEMPLO: Se lanza un dado.
a) Encontrar el espacio muestral. Solución: S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
b) Enumerar los puntos muestrales. Solución: Hay seis puntos muestrales: {1},{2},{3},{4},{5} y {6}.
c) Poner dos ejemplos de eventos. Solución: evento A = {resultado es impar} = {1, 3, 5}; evento B = {resultado es mayor que 2} = {3, 4, 5, 6}
d) ¿Son mutuamente excluyentes los siguientes eventos? A = {resultado menor o igual a 4}, B = {resultado es primo}. Solución: A = {1, 2, 3, 4} y B = {2, 3, 5} sí tienen dos puntos en común, 2 y 3. Por lo tanto, no son mutuamente excluyentes.
e) ¿Cuál suceso es complementario a M = {2, 6}? Solución: {1, 3, 4, 5}.
f) ¿Son dependientes o independientes los siguientes eventos? A = {obtener un 2 un el primer lanzamiento}, B = {obtener un 4 en el segundo lanzamiento}. Solución: Son independientes, porque obtener o no un 2 en el primer lanzamiento no afecta el resultado del segundo lanzamiento.

Caso 1: estudio con familias
En una investigación con familias, se definen los siguientes sucesos:H = la familia tiene hijos.R = la familia vive en sectores rurales.M = el jefe de familia es mujer.Escriba en forma algebraica los siguientes sucesos:1.1. La familia no vive en sectores rurales.1.2. La familia tiene hijos y vive en sectores rurales.1.3. El jefe de familia es mujer, pero no tiene hijos.1.4. La familia vive en sectores rurales o no tiene hijos.1.5. La familia no tiene hijos y viveen sectores rurales.1.6. El jefe de familia es mujer, dado que vive en sectores rurales.


permutaciones y combinaciones

PERMUTACIONES Y COMBINACIONES
Cuando trabajamos con muchos objetos, estos conceptos aparecen frecuentemente. Una permutación es un arreglo de un conjunto de $N $objetos en un orden definido. El número de permutaciones diferentes de estos $N $ objetos es $N!$; esto se vé fácilmente si pensamos que para la primera alternativa disponemos de los $N $ elementos del conjunto, cada uno de los cuales puede complementarse con los $(N-1) $ restantes como segunda opción, y así hasta llegar a la última elección, conformando el producto $N\cdot(N-1)\cdot\dots\cdot1=El número de permutaciones posibles al tomar $R $ objetos del conjunto de $N $ elementos será, siguiendo el mismo razonamiento,
$\displaystyle N\cdot(N-1)\cdot\dots\cdot(N-R+1)=\frac{N!}{(N-R)!} \;.
$
Conviene enfatizar que también en este caso distinguimos subconjuntos que hayan sido escogidos en diferente orden. Una combinación $C_R^N $ es una selección de $R $ objetos sin importar el orden en que se escojan:
$\displaystyle C_R^N = \frac{N!}{(N-R)!\;R!} \equiv
\left(\! \begin{array}{c} N R \end{array} \!\right) \;.
$
El factor $R! $ del denominador descuenta aquellas configuraciones que tienen los mismos elementos y sólo difieren en su ordenamiento.
Si un conjunto de $N $ elementos contiene $n_1 $ elementos idénticos de tipo 1, $n_2 $ de tipo 2, $\dots$ , $n_k $ de tipo $k$, puede verse que el número de permutaciones posibles será
$\displaystyle \frac{N!}{n_1!\;n_2!\;\cdots\;n_k!} \qquad\qquad
\left(\sum_i^k n_i = N\right) \;.
$
Para entender lo que son las permutaciones es necesario definir lo que es una combinación y lo que es una permutación para establecer su diferencia y de esta manera entender claramente cuando es posible utilizar una combinación y cuando utilizar una permutación al momento de querer cuantificar los elementos de algún evento.
COMBINACIÓN Y PERMUTACION.
COMBINACIÓN:
Es todo arreglo de elementos en donde no nos interesa el lugar o posición que ocupa cada uno de los elementos que constituyen dicho arreglo.
PERMUTACIÓN:
Es todo arreglo de elementos en donde nos interesa el lugar o posición que ocupa cada uno de los elementos que constituyen dicho arreglo.
A continuación obtendremos las fórmulas de permutaciones y de combinaciones, pero antes hay que definir lo que es n! (ene factorial), ya que está involucrado en las fórmulas que se obtendrán y usarán para la resolución de problemas.
n!= al producto desde la unidad hasta el valor que ostenta n.
n!= 1 x 2 x 3 x 4 x...........x n
Ejem.
10!=1 x 2 x 3 x 4 x.........x 10=3,628,800
8!= 1 x 2 x 3 x 4 x.........x 8=40,320
6!=1 x 2 x 3 x 4 x..........x 6=720, etc., etc.

ejercicios de permutaciones 
1. ¿Cuántos números de 5 cifras diferentes se puede formar con los dígitos: 1, 2, 3, 4, 5.?
m = 5     n = 5
 entran todos los elementos. De 5 dígitos entran sólo 3.
 importa el orden. Son números distintos el 123, 231, 321.
No se repiten los elementos. El enunciado nos pide que las cifras sean diferentes.
Permutaciones
2. ¿De cuántas formas distintas pueden sentarse ocho personas en una fila de butacas?
 entran todos los elementos. Tienen que sentarse las 8 personas.
 importa el orden.
No se repiten los elementos. Una persona no se puede repetir.
permutaciones
3. ¿De cuántas formas distintas pueden sentarse ocho personas alrededor de una mesa redonda?
Permutaciones circulares
4. Con las cifras 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4; ¿cuántos números de nueve cifras se pueden formar?
m = 9     a = 3     b = 4     c = 2     a + b + c = 9
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
Sí se repiten los elementos.
Permutaciones con repetición
5. Con las letras de la palabra libro, ¿cuántas ordenaciones distintas se pueden hacer que empiecen por vocal?
La palabra empieza por i u o seguida de las 4 letras restantes tomadas de 4 en 4.
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
6. ¿Cuántos números de cinco cifras distintas se pueden formar con las cifras impares? ¿Cuántos de ellos son mayores de 70.000?
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
Si es impar sólo puede empezar por 7 u 8
solución
7. En el palo de señales de un barco se pueden izar tres banderas rojas, dos azules y cuatro verdes. ¿Cuántas señales distintas pueden indicarse con la colocación de las nueve banderas?
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
Sí se repiten los elementos.
Permutaciones con repetición
8. ¿De cuántas formas pueden colocarse los 11 jugadores de un equipo de fútbol teniendo en cuenta que el portero no puede ocupar otra posición distinta que la portería?
Disponemos de 10 jugadores que pueden ocupar 10 posiciones distintas.
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
9. Una mesa presidencial está formada por ocho personas, ¿de cuántas formas distintas se pueden sentar, si el presidente y el secretario siempre van juntos?
Se forman dos grupos el primero de 2 personas y el segundo de 7 personas, en los dos se cumple que:
 entran todos los elementos.
 importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
10. Cuatro libros distintos de matemáticas, seis diferentes de física y dos diferentes de química se colocan en un estante. De cuántas formas distintas es posible ordenarlos si:
1. Los libros de cada asignatura deben estar todos juntos.
solución
solución
2.Solamente los libros de matemáticas deben estar juntos.
solución
solución
11. Se ordenan en una fila 5 bolas rojas, 2 bolas blancas y 3 bolas azules. Si las bolas de igual color no se distinguen entre sí, ¿de cuántas formas posibles pueden ordenarse?
solución
12. Resolver las ecuaciones:
1. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
2. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias

ecuaciones combinatorias
3. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
PROBLEMAS DE COMBINACIONES

1. En una clase de 35 alumnos se quiere elegir un comité formado por tres alumnos. ¿Cuántos comités diferentes se pueden formar?
No entran todos los elementos.
No importa el orden: Juan, Ana.
No se repiten los elementos.
Combinaciones
2. ¿De cuántas formas pueden mezclarse los siete colores del arco iris tomándolos de tres en tres?
No entran todos los elementos.
No importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
3. A una reunión asisten 10 personas y se intercambian saludos entre todos. ¿Cuántos saludos se han intercambiado?
No entran todos los elementos.
No importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
4. En una bodega hay en un cinco tipos diferentes de botellas. ¿De cuántas formas se pueden elegir cuatro botellas?
No entran todos los elementos. Sólo elije 4..
No importa el orden. Da igual que elija 2 botellas de anís y 2 de ron, que 2 de ron y 2 de anís.
 se repiten los elementos. Puede elegir más de una botella del mismo tipo.
solución
5. ¿Cuántas apuestas de Lotería Primitiva de una columna han de rellenarse para asegurarse el acierto de los seis resultados, de 49?
No entran todos los elementos.
No importa el orden.
No se repiten los elementos.
solución
6. ¿Cuántas diagonales tiene un pentágono y cuántos triángulos se puede informar con sus vértices?
Vamos a determinar en primer lugar las rectas que se pueden trazar entre 2 vértices.
No entran todos los elementos.
No importa el orden.
No se repiten los elementos.
Son combinaciones, a las que tenemos que restar los lados que determinan 5 rectas que no son diagonales.
solución
solución
7. Un grupo, compuesto por cinco hombres y siete mujeres, forma un comité de 5 hombres y 3 mujeres. De cuántas formas puede formarse, si:
1. Puede pertenecer a él cualquier hombre o mujer.
solución
2. Una mujer determinada debe pertenecer al comité.
solución
3. Dos hombres determinados no pueden estar en el comité.
solución
8. Una persona tiene cinco monedas de distintos valores. ¿Cuántas sumas diferentes de dinero puede formar con las cinco monedas?
solución
9. Resolver las ecuaciones combinatorias:
1. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
2. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
3. ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
ecuaciones combinatorias
27 no es solución porque el número de orden en las combinaciones es menor que el número de elementos.