18 Probabilidad de la union de mm sucesos

Theorem 18.1.

Sean (Ω,𝒜︁,P)(\Omega,\mathscr{A},P) un espacio probabilistico con card(Ω)card(\Omega) finito o numerable, y una coleccion arbitraria de sucesos aleatorios A1,A2,,Am𝒜︁A_{1},A_{2},\ldots,A_{m}\in\mathscr{A}.

La probabilidad de que ocurra alguno de estos mm sucesos responde a la formula

P(i=1mAi)\displaystyle P\left(\bigcup^{m}_{i=1}A_{i}\right)
=i=1mP(Ai)1i1<i2mP(Ai1Ai2)+1i1<i2<i3mP(Ai1Ai2Ai3)+\displaystyle{}=\sum_{i=1}^{m}P(A_{i})-\sum_{1\leq i_{1}<i_{2}\leq m}P(A_{i_{1% }}\cup A_{i_{2}})+\sum_{1\leq i_{1}<i_{2}<i_{3}\leq m}P(A_{i_{1}}\cap A_{i_{2}% }\cap A_{i_{3}})+
+(1)r+11i1<i2mP(Ai1Ai2Air)+\displaystyle{}\cdots+(-1)^{r+1}\sum_{1\leq i_{1}<i_{2}\leq m}P(A_{i_{1}}\cap A% _{i_{2}}\cap\cdots\cap A_{i_{r}})+
+(1)m+1P(A1A2Am)\displaystyle{}\cdots+(-1)^{m+1}P(A_{1}\cap A_{2}\cap\cdots\cap A_{m})
Example 18.2.

Se dispone de una baraja con 1010 cartas numeradas del 11 al 1010, y de 1010 lugares sobre una mesa con la misma numeracion.

Se barajan las cartas y a continuacion se coloca un naipe sobre cada posicion de la mesa.

Cual es la probabilidad de que alguna de las cartas caiga en el lugar que tiene su numero?

P(alguna coincidencia)=1P(ninguna)=112!+13!14!+110!=0.6321P(\text{alguna coincidencia})=1-P(\text{ninguna})=1-\frac{1}{2!}+\frac{1}{3!}-% \frac{1}{4!}+\cdots-\frac{1}{10!}=0.6321
Example 18.3.

Se reparten al azar 88 bolas en 66 urnas sin restriccion de capacidad. Cual es la probabilidad de que ninguna urna quede vacia?

Sea AiA_{i} el suceso de que la urna ii quede vacia.

P(ninguna vacia)=1P(i=16Ai)=1k=16(1)k1(6k)(6k6)8=0.1140P(\text{ninguna vacia})=1-P\left(\bigcup_{i=1}^{6}A_{i}\right)=1-\sum_{k=1}^{6% }(-1)^{k-1}\binom{6}{k}\left(\frac{6-k}{6}\right)^{8}=0.1140