Un desafío por semana
Diciembre 2020, segundo desafío
El
11 diciembre 2020
- Escrito por
Ana Rechtman
El
11 diciembre 2020
Artículo original :
Décembre 2020, 2e défi
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Proponemos un desafío del Calendario Matemático por semana y su solución a la semana siguiente. ¡El calendario 2020 ya está en librerías (en México)!
Semana 50
Un grupo de personas asiste a una fiesta. Cada una conoce a lo más tres personas, y si dos no se conocen, entonces tienen al menos un conocido en común. ¿Cuántas personas puede haber como máximo en la fiesta?
Enunciado
Si denotamos $j, k$ y $l$ las respectivas probabilidades de ganar de Juana, Karla y Laura en cada manga, tenemos que $j = \frac{1}{2}, k = 2l$ y $j + k + l = 1$, porque hay una sola ganadora en cada manga. La última ecuación la podemos reescribir como $3l = 1 - j = \frac{1}{2}$, de donde $l = \frac{1}{6}$ y $k = \frac{1}{3}$.
Ahora, si Juana gana tres mangas, Karla dos y Laura una, el resultado en el orden de las mangas es una permutación de $JJJKKL$, donde la $i$-ésima letra corresponde la una victoria en la manga correspondiente.
En total hay $6! = 6\times 5\times 4\times 3\times 2\times1$ permutaciones posibles de una palabra de seis letras, pero permutar las letras $J$ entre ellas o las letras $K$ no cambia la palabra obtenida.
Como hay $3!$ maneras de permutar las $J$ y $2!$ maneras de permutar las $K$, el número total de permutaciones de la palabra $JJJKKL$ es
\[
\frac{6!}{3! 2! 1!} = \frac{6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1}{3\times 2\times 1\times 2\times 1\times1} = 60.
\]
Finalmente, la probabilidad de que el resultado de las mangas sea $JJJKKL$ (en este orden) es
\[
\frac{1}{2}\times \frac{1}{2}\times \frac{1}{2}\times \frac{1}{3}\times \frac{1}{3}\times \frac{1}{6} = \frac{1}{2^3\times 3^2\times 6}.
\]
Multiplicando por el número de permutaciones posibles, obtenemos una probabilidad igual a
\[
\frac{60}{2^3\times 3^2\times 6} = \frac{5}{36}
\]
para tres victorias de Juna, dos de Karla y una de Laura.
Post-scriptum : Calendario matemático 2020 (versión en español) - Bajo la dirección de Anne Alberro y Radmila Bulajich - 2019, Googol S.A. de C.V. Todos los derechos reservados.
Calendario matemático 2020 (versión francesa) - Bajo la dirección de Ana Rechtman, con la contribución de Nicolas Hussenot - Textos: Serge Abiteboul, Charlotte Truchet. 2019, Presses universitaires de Grenoble. Todos los derechos reservados.
Para citar este artículo:
— «Diciembre 2020, segundo desafío» — Images des Mathématiques, CNRS, 2020
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