Relacionando los Emparejamientos de Cumpleaños y los Compañeros de Cumpleaños

Si r personas comparan cumpleaños en el problema de las parejas, la probabilidad de que al menos 2 tengan el mismo cumpleaños es Pr.

¿Cuánto deb valer n en el problema personal de encontrar compañero de nacimiento para que tu probabilidad de éxito sea aproximadamente Pr?

Solución

Básicamente, el problema es el número de oportunidades para cumpleaños emparejados.

En el problema de los compañeros de nacimiento, n personas n oportunidades para encontrar el 8/2 (8 de febrero)

En el problema de las parejas de cumpleaños, cada individuo compara su propio cumpleaños con otros r-1. El número de tales parejas entre las personas es

r (r- 1) / 2,

y ese es el número de oportunidades para cumpleaños iguales.

Para obtener aproximadamente la misma probabilidad en los dos problemas, deberíamos tener

Por ejemplo, cuando r = 23,

n debería ser aproximadamente

23 (22) / 2 = 253,

lo cual concuerda exactamente con nuestros hallazgos en los dos problemas anteriores.

Aquellos que deseen profundizar en esto podrían ver "Entendiendo el problema del cumpleaños", Maestro de Matemáticas, Vol. 55, 1962, pp. 322-5.

En los dos problemas anteriores encontramos que, para n mucho menor que N (N=365), la probabilidad de no encontrar a su compañero de nacimiento entre n personas es aproximadamente

e-n / N.

De manera similar, encontramos en el problema de las parejas de cumpleaños que, para valores pequeños en comparación con N, la probabilidad de no encontrar una pareja con cumpleaños idénticos es aproximadamente

e - r (r-1 ) / 2N.

Para que las dos probabilidades sean casi iguales,

la expresión (1) debe cumplirse. Este ataque directo a través de la aproximación nos da una forma de entender la relación entre los problemas. La discusión anterior deja claro que

r ( r - 1 ) / 2

tiene la interpretación física "número de oportunidades" que proporcionó otra explicación para comparar n con

 r ( r − 1 ) / 2.



 

SIMULACIÓN realizada con ChatGPT

La escena genera grupos del número de personas que se escoja.

Al pulsar un grupo se genera un día del año para cada persona, salen en naranja y amarillo los que coinciden (un naranja con un amarillo) y en azul el 39.
 

Grupos simulados (G): 0

Grupos con coincidencias (I): 0 y con 39: 0

Probabilidad de coincidencia (P): 0 y de 39 (PC): 0

Con la escena hemos escogido 30 personas (r=30)

y después de simular 100000 grupos obtuvimos

Hemos obtenido una probabilidad de emparejamiento

Pr=0,706

según (1) n=30·29/2=435

Así que escogeremos 435 personas y simularemos 100000 grupos a ver que probabilidad de compañero del 8/2 (8/feb) obtenemos


 

 La probabilidad de compañero para n=435 es

0,697

Difier en 9 milésimas (menos del 1%) de la probabilidad

 0,706

de pareja con r=30 , la aproximación es buena.

 

Créditos

Traducción del problema 33 del libro Fifty challenging problems in probability , MOSTELLER

Vídeo introducción con lumen5.com

Imágenes creados por chatGPT (DALL-E)

 

 


Consolación Ruiz Gil Abril 2024  https://www.matsolin.com/parejasvscompañeros/index.htm