Física con Zeuss

Intensivo PAES · Capítulo 22 · Opcional M2

Respuestas · Evaluación Formativa M2

Pauta y desarrollo de la evaluación opcional M2 del capítulo 22.

Esta pauta es opcional. Corresponde a la Competencia Matemática M2. Quienes solo rinden M1 no la aplican. Intenta cada pregunta antes de abrir el popup.
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1 Opcional M2

La probabilidad de sacar una ficha blanca de una urna es \(\frac{p}{q}\). ¿Cuál es la probabilidad de sacar una ficha que no sea blanca?

Pregunta 1

Desarrollo

La probabilidad del evento complementario se obtiene restando a 1 la probabilidad del evento original:

\[ P(\text{no blanca})=1-P(\text{blanca}) =1-\frac{p}{q}. \]

Alternativa correcta: B

2 Opcional M2

Al lanzar un dado cargado, la probabilidad de que salga un número par es \(p\). Si se lanza un dado dos veces, ¿cuál es la probabilidad de que en ambos lanzamientos se obtenga un número impar?

Pregunta 2

Desarrollo

Si \(P(\text{par})=p\), entonces por complemento

\[ P(\text{impar})=1-p. \]

Como los dos lanzamientos son independientes:

\[ P(\text{impar e impar})=(1-p)(1-p)=(1-p)^2. \]

Alternativa correcta: B

3 Opcional M2

En la final del concurso de pintura “En búsqueda del nuevo Monet”, llegaron \(A\) participantes en paisajes, \(B\) en retratos y \(C\) en abstracto. Hay un ganador por categoría. Si se escoge al azar un participante de cada categoría, ¿cuál es la probabilidad de escoger a los 3 campeones?

Pregunta 3

Desarrollo

En paisajes hay una sola persona ganadora entre \(A\):

\[ P(P)=\frac1A. \]

En retratos:

\[ P(R)=\frac1B. \]

En abstracto:

\[ P(A)=\frac1C. \]

Para que ocurran las tres selecciones correctas:

\[ P=\frac1A\cdot\frac1B\cdot\frac1C =\frac1{ABC}. \]

Alternativa correcta: A

4 Opcional M2

Un suceso \(X\) ocurre con probabilidad 0,4, mientras que la probabilidad de que ocurra simultáneamente con \(Y\) es 0,32. ¿Cuál es la probabilidad de \(Y\) si ambos sucesos son independientes?

Pregunta 4

Desarrollo

Para sucesos independientes:

\[ P(X\cap Y)=P(X)P(Y). \]

Sustituyendo:

\[ 0,32=0,4\,P(Y). \]

Entonces:

\[ P(Y)=\frac{0,32}{0,4}=0,8. \]

Alternativa correcta: D

5 Opcional M2

Un juego de 48 cartas tiene 12 cartas de cada color (blanco, rojo, negro y azul), numeradas del 1 al 12. Se gana si la carta extraída es un número par o es azul. ¿Cuál es la probabilidad de ganar?

Pregunta 5

Desarrollo

Usamos la regla de la unión:

\[ P(\text{par o azul})=P(\text{par})+P(\text{azul})-P(\text{par y azul}). \]

Hay 6 números pares por cada color, por lo que hay \(24\) cartas pares:

\[ P(\text{par})=\frac{24}{48}. \]

Hay \(12\) cartas azules:

\[ P(\text{azul})=\frac{12}{48}. \]

Entre las azules hay 6 pares:

\[ P(\text{par y azul})=\frac6{48}. \]

Así:

\[ P=\frac{24+12-6}{48}=\frac{30}{48}=\frac58. \]

Alternativa correcta: D

6 Opcional M2

En un colegio deportivo existen 180 estudiantes. La tabla indica: varones: Fútbol \(a\), Hockey 25, Rugby \(c\), Básquetbol 33; damas: Fútbol 15, Hockey \(b\), Rugby 18, Básquetbol \(d\). Si cada estudiante practica solo un deporte, ¿cuál afirmación es verdadera?

Pregunta 6

Desarrollo

Sumemos primero las cantidades conocidas:

\[ 25+33+15+18=91. \]

Por tanto, el total representado en la tabla es

\[ 91+a+b+c+d. \]

La cantidad de damas es

\[ 15+b+18+d=33+b+d. \]

Entonces:

\[ P(\text{dama})=\frac{33+b+d}{91+a+b+c+d}. \]

Esa expresión coincide exactamente con A.

Alternativa correcta: A

7 Opcional M2

Si se elige un estudiante al azar de un grupo de siete estudiantes, y luego se elige nuevamente un estudiante al azar del mismo grupo de siete, ¿cuál es la probabilidad de que se elijan dos estudiantes diferentes?

Pregunta 7

Desarrollo

La primera elección puede ser cualquiera. Una vez elegido el primer estudiante, en la segunda elección hay 7 posibilidades y 6 corresponden a una persona diferente:

\[ P(\text{diferente})=\frac67. \]

Equivalentemente:

\[ P(\text{mismo})=\frac17,\qquad P(\text{diferente})=1-\frac17=\frac67. \]

Alternativa correcta: B

8 Opcional M2

En una generación de \(A\) estudiantes, \(B\) toman Estadística y \(C\) toman Cálculo. De los estudiantes que toman Estadística o Cálculo, \(D\) toman ambos cursos. ¿Cuántos estudiantes no toman ninguno?

Pregunta 8

Desarrollo

Por inclusión-exclusión, quienes toman al menos uno de los cursos son:

\[ n(E\cup C)=B+C-D. \]

Se resta \(D\) porque quienes toman ambos fueron contados dos veces. Por lo tanto, quienes no toman ninguno son:

\[ A-(B+C-D). \]

Alternativa correcta: A

9 Opcional M2

Se tiene una moneda cargada cuya probabilidad de obtener cara es \(x\). ¿Cuál es la probabilidad de que al lanzarla 3 veces salga primero una cara y luego dos sellos?

Pregunta 9

Desarrollo

Si

\[ P(C)=x, \]

entonces

\[ P(S)=1-x. \]

La secuencia solicitada es exactamente \(C,S,S\):

\[ P(CSS)=x(1-x)(1-x)=x(1-x)^2. \]

Alternativa correcta: C

10 Opcional M2

Si se lanzan tres dados cargados cuya probabilidad de obtener un número par es igual al 25% de la probabilidad de obtener un número impar, ¿cuál es la probabilidad de obtener tres impares?

Pregunta 10

Desarrollo

Sea \(I=P(\text{impar})\). Entonces

\[ P(\text{par})=0,25I. \]

Como par e impar son complementarios:

\[ I+0,25I=1 \] \[ 1,25I=1 \] \[ I=0,8. \]

Para tres dados independientes:

\[ P(\text{tres impares})=(0,8)^3=0,512. \]

Alternativa correcta: C

11 Opcional M2

Si se lanzan simultáneamente 2 dados, ¿cuál es la probabilidad de que la suma de sus caras sea par o primo?

Pregunta 11

Desarrollo

Hay \(36\) resultados equiprobables. Las sumas pares son \(2,4,6,8,10,12\), con:

\[ 1+3+5+5+3+1=18 \]

casos. Las sumas primas son \(2,3,5,7,11\), con:

\[ 1+2+4+6+2=15 \]

casos. La intersección “par y primo” solo puede ser la suma \(2\), que tiene 1 caso. Por inclusión-exclusión:

\[ 18+15-1=32. \]

Así:

\[ P=\frac{32}{36}=\frac89. \]

Alternativa correcta: C

12 Opcional M2

En una tómbola hay \(n\) bolitas, de las cuales \(a\) son azules y \(b\) blancas. Se extraen 3 bolitas sin reposición. ¿Cuál es la probabilidad de obtener azul, blanca y azul, en ese orden?

Pregunta 12

Desarrollo

Primera extracción, azul:

\[ \frac an. \]

Como no hay reposición quedan \(n-1\) bolitas. La azul extraída no cambia la cantidad de blancas:

\[ P(\text{blanca en 2ª})=\frac b{n-1}. \]

Después quedan \(n-2\) bolitas y solo \(a-1\) azules:

\[ P(\text{azul en 3ª})=\frac{a-1}{n-2}. \]

Multiplicamos:

\[ P=\frac an\cdot\frac b{n-1}\cdot\frac{a-1}{n-2}. \]

Alternativa correcta: C

13 Opcional M2

Si se lanzan \(n\) monedas, ¿cuál es la probabilidad de que al menos una de ellas muestre una cara?

Pregunta 13

Desarrollo

Es más simple usar el complemento. “Al menos una cara” es el complemento de “ninguna cara”, es decir, obtener sello en las \(n\) monedas:

\[ P(\text{todos sellos})=\left(\frac12\right)^n. \]

Entonces:

\[ P(\text{al menos una cara}) =1-\left(\frac12\right)^n. \]

Alternativa correcta: D

14 Opcional M2

En una bolsa hay \(A\) bolas rojas y \(B\) verdes. Se extraen, con reposición, dos bolas. ¿Cuál es la probabilidad de sacar dos rojas?

Pregunta 14

Desarrollo

En cada extracción:

\[ P(R)=\frac{A}{A+B}. \]

Como hay reposición, la probabilidad no cambia para la segunda extracción:

\[ P(RR)=\frac{A}{A+B}\cdot\frac{A}{A+B} =\frac{A^2}{(A+B)^2}. \]

Desarrollando:

\[ (A+B)^2=A^2+2AB+B^2. \]

Por tanto:

\[ P(RR)=\frac{A^2}{A^2+2AB+B^2}. \]

Alternativa correcta: E

15 Opcional M2

Una bolsa contiene 7 dulces de manzana, 5 de pera y 8 de naranja. ¿Cuántos dulces de manzana deben añadirse para que la probabilidad de escoger uno de manzana sea 48%?

Pregunta 15

Desarrollo

Inicialmente hay:

\[ 7+5+8=20 \]

dulces. Si agregamos \(x\) dulces de manzana:

\[ \text{manzana}=7+x,\qquad \text{total}=20+x. \]

Se exige:

\[ \frac{7+x}{20+x}=0,48=\frac{12}{25}. \]

Multiplicando cruzado:

\[ 25(7+x)=12(20+x) \] \[ 175+25x=240+12x \] \[ 13x=65 \] \[ x=5. \]

Alternativa correcta: B

16 Opcional M2

La máquina “Gana” tiene tres ruedas A, B y C. Cada rueda puede mostrar, con igual probabilidad, banana, naranja, manzana, pera o símbolo de peso. Se gana cuando A y B muestran una manzana o una naranja, y C muestra una banana. ¿Cuál es la probabilidad de ganar?

Pregunta 16

Desarrollo

Para A hay 2 resultados favorables de 5:

\[ P(A)=\frac25. \]

Para B ocurre lo mismo:

\[ P(B)=\frac25. \]

Para C debe salir específicamente banana:

\[ P(C)=\frac15. \]

Las ruedas son independientes:

\[ P=\frac25\cdot\frac25\cdot\frac15 =\frac4{125}=0,032. \]

Alternativa correcta: B

17 Opcional M2

Si \(m\) se escoge al azar de \(\{4,5,7\}\) y \(n\) de \(\{9,10,11\}\), ¿cuál es la probabilidad de que \(mn\) sea divisible por 5?

Pregunta 17

Desarrollo

Hay:

\[ 3\cdot3=9 \]

pares \((m,n)\) equiprobables. Un producto es divisible por 5 si al menos uno de sus factores es múltiplo de 5. En el primer conjunto el múltiplo de 5 es \(5\); en el segundo, \(10\). Casos con \(m=5\):

\[ (5,9),(5,10),(5,11) \]

son 3 casos. Casos adicionales con \(n=10\) y \(m\neq5\):

\[ (4,10),(7,10) \]

son 2 casos. Total:

\[ 3+2=5. \]

Entonces:

\[ P=\frac59. \]

Alternativa correcta: C

18 Opcional M2

Un coleccionista obtiene envío gratis si encuentra la montura y la figura de acción en la misma página. Se sabe que hay 20% de probabilidad de no encontrar ni la figura ni la montura. Se desea determinar la probabilidad de encontrar ambas sabiendo que: (1) hay 50% de probabilidad de encontrar la montura; (2) hay 10% de probabilidad de no encontrar la figura y sí encontrar la montura.

Pregunta 18

Desarrollo

Definamos cuatro casos:

\[ P(M\cap F),\quad P(M\cap F^c),\quad P(M^c\cap F),\quad P(M^c\cap F^c). \]

El enunciado entrega:

\[ P(M^c\cap F^c)=0,20. \]

Con (1) sabemos:

\[ P(M)=P(M\cap F)+P(M\cap F^c)=0,50, \]

pero no podemos separar cuánto corresponde a “ambas”. Por sí sola, (1) no basta. Con (2):

\[ P(M\cap F^c)=0,10, \]

pero tampoco conocemos \(P(M)\), así que por sí sola no basta. Usando ambas:

\[ P(M\cap F)=P(M)-P(M\cap F^c) =0,50-0,10=0,40. \]

Por tanto, se necesitan ambas afirmaciones.

Alternativa correcta: C

19 Opcional M2

Se desea determinar el porcentaje de mujeres operadores de maquinaria pesada de una empresa minera sabiendo que: (1) el 52% de los trabajadores de la empresa son varones; (2) el 55% de los operadores de maquinaria pesada son varones.

Pregunta 19

Desarrollo

La pregunta pide el porcentaje de mujeres dentro del grupo de operadores de maquinaria pesada. La afirmación (2) entrega directamente:

\[ P(\text{varón}\mid\text{operador})=55\%. \]

Por complemento:

\[ P(\text{mujer}\mid\text{operador}) =100\%-55\%=45\%. \]

Por tanto, (2) por sí sola es suficiente. La afirmación (1) describe a todos los trabajadores de la empresa, no específicamente a los operadores, por lo que no permite responder la pregunta.

Alternativa correcta: B

20 Opcional M2

La figura representa un tiro al blanco formado por dos círculos concéntricos, cada uno dividido en ocho segmentos congruentes. El área del círculo grande es exactamente 3 veces la del círculo pequeño. ¿Cuál es la probabilidad de que un dardo caiga en una parte sombreada?

Figura en el enunciado Observa la figura en EF_M2_C22.pdf mientras contrastas el desarrollo.

Pregunta 20

Desarrollo

Sea \(A\) el área del círculo pequeño. Entonces el área del círculo grande es:

\[ 3A. \]

El anillo exterior tiene área:

\[ 3A-A=2A. \]

En la figura, la región sombreada corresponde a 2 de los 8 sectores congruentes del anillo exterior, es decir:

\[ \frac28=\frac14 \]

del anillo. Su área es:

\[ A_s=\frac14(2A)=\frac A2. \]

La probabilidad geométrica es área favorable dividida por área total:

\[ P=\frac{A/2}{3A} =\frac16. \]

Alternativa correcta: D

Clave 1: B · 2: B · 3: A · 4: D · 5: D · 6: A · 7: B · 8: A · 9: C · 10: C · 11: C · 12: C · 13: D · 14: E · 15: B · 16: B · 17: C · 18: C · 19: B · 20: D