Una pelota de béisbol y un bate cuestan $ 110. Si el bate cuesta $ 100 más que la pelota, ¿cuánto cuesta la pelota?

Si solo le importa la respuesta correcta al problema, esto no le interesará. Incluso puede considerarlo fuera de tema. Considero que el problema es aburrido, pero me fascina por qué tanta gente se equivoca. Si tú también lo estás, sigue leyendo.

¿AÚN CONMIGO? AQUÍ VA …

Este es un famoso rompecabezas. El científico cognitivo Daniel Kahneman lo utiliza para ilustrar un punto, en su libro “Pensamiento, rápido y lento”.

Su modelo de cómo piensan los humanos involucra dos sistemas. El sistema 1 es “rápido” y propone soluciones intuitivas a los problemas. Escribo “propone”, porque el trabajo del Sistema 2 (“lento”) es juzgar la utilidad de la solución propuesta. El Sistema 1 podría proponer varias soluciones, y el Sistema 2 puede elegir la mejor alternativa.

El sistema 1 es rápido y cuesta poco esfuerzo. Si se requiere una decisión rápida, por ejemplo, debido al peligro inminente, confiamos en el sistema 1. Por eso los militares entrenan de la manera que lo hacen: quieren aumentar la probabilidad de que la reacción instintiva de un soldado (Sistema 1) sea buena.

El sistema 2 es lento y cuesta mucho esfuerzo. También es secuencial, concentrándose en una cosa a la vez. El razonamiento matemático es el Sistema 2 por excelencia.

Es interesante que la mayoría de las soluciones correctas aquí (la pelota cuesta $ 5) explícitamente usan álgebra, lo que significa que el solucionador ha sido entrenado en algún momento para traducir problemas de palabras en ecuaciones. Pensarías que cualquiera con tal entrenamiento sería más propenso a resolver este problema correctamente.

No tan rapido. En un estudio de estudiantes del MIT, Harvard y Yale, el 50% dio la respuesta incorrecta. Por supuesto, en universidades menos prestigiosas, el 80% dio la respuesta incorrecta. (Shane Frederick, “Reflexión cognitiva y toma de decisiones”, Journal of Economic Perspectives 19 (2005) pp. 25–42)

Si la pregunta hubiera estado en una prueba, sospecho que ambos porcentajes habrían bajado. El contexto determina cuánto esfuerzo estás dispuesto a poner para producir la respuesta. Cuanto más importante sea hacerlo bien, más probabilidades hay de que haga el esfuerzo del Sistema 2. Es posible que todos los solucionadores correctos que aparecen aquí sean una muestra autoseleccionada de personas motivadas para obtener la respuesta correcta.

El estudio muestra que, incluso si tiene un entrenamiento extenso, algunas intuiciones del Sistema 1 son difíciles de vencer. Hace once años, la mitad de los estudiantes del MIT en el estudio compartieron la intuición de que la respuesta es $ 10. Si se hubieran molestado en probar la respuesta contra las restricciones dadas, ¡sin duda habrían dicho D’oh! e hice algo de álgebra mental. Pero, ¿por qué molestarse, si no importa (solo un estudio de psicología) y lo primero que se te viene a la cabeza se siente convincente?

Es por eso que la respuesta que más me impresiona es la que dio Jerry Van Bergen, quien admite que primero saltó al número equivocado, como creo que la mayoría de nosotros lo hacemos, incluso sin saberlo, y luego me di cuenta de que la respuesta “se sintió mal”. Algo lo hizo hacer un esfuerzo extra para evaluar la respuesta, y luego descubrió (¡sin álgebra!) Cómo adaptarse desde allí hasta llegar a la solución correcta. Muestra algo prometedor para un tipo que dice no ser realmente una persona matemática.

Este problema es tan famoso, estoy bastante seguro de que las personas a las que les gustan los rompecabezas ya han establecido la respuesta correcta (en el Sistema 1) y pueden rellenar con álgebra a pedido (del Sistema 2).

Para divertirse, pruebe este (de “Pensamiento, rápido y lento”, p. 45). Para citar de Kahneman (cursiva mía):

“Intenta determinar, tan rápido como puedas , si el argumento es lógicamente válido. ¿La conclusión se sigue de las premisas?

Todas las rosas son flores.

Algunas flores se desvanecen rápidamente.

Por lo tanto, algunas rosas se desvanecen rápidamente “.

Como Kahneman escribe, “… una respuesta plausible viene a mi mente de inmediato. Anularlo requiere un trabajo duro: la insistente idea de que “¡es verdad, es verdad!” hace que sea difícil verificar la lógica, y la mayoría de las personas no se toman la molestia de pensar en el problema “.

Kahneman nuevamente: “Una gran mayoría de estudiantes universitarios respaldan el silogismo como válido. De hecho, el argumento es defectuoso, porque es posible que no haya rosas entre las flores que se desvanezcan rápidamente … ”

La lección no es que las personas son tontas, o que las habilidades especializadas hacen que sea menos probable que te equivoques. La lección que tomo es que hacerlo bien es un trabajo duro, y requiere que a veces seamos escépticos de nuestras propias intuiciones.

$ 5 para el béisbol
$ 5 + $ 100 = $ 105 por el bate
Por un total de $ 110

El primer instinto es de $ 10, pero una vez que haces los cálculos, te das cuenta de que la suma total es de $ 120. Lo resolví mediante prueba y error, y por experiencia adiviné $ 5 y funcionó.

Para resolver esto como una serie de ecuaciones lineales, haga lo siguiente:

b = precio del béisbol
B = precio de murciélago

(1) b + B = $ 110 (una pelota de béisbol y un bate cuestan $ 110)

(2) B = $ 100 + b (y el bate cuesta $ 100 más que la pelota)

Reorganice la ecuación (2) restando el precio del béisbol de cada lado para obtener:

(3) -b + B = $ 100 (coloqué el pequeño b al frente, a pesar de que es negativo y parece un poco extraño tener un negativo más un positivo, pero esto es crucial para facilitar el siguiente paso)

Agregue la ecuación (1) a la ecuación (3) para obtener

b + B = $ 110
+ -b + B = $ 100
0 + 2B = $ 210

Ahora dividimos ambos lados de la ecuación por 2 para aislar B en el lado izquierdo de la ecuación y obtenemos:

(4) B = $ 105

Y dado que b + B = $ 110, podemos sustituir nuestro valor resuelto de B para obtener

(5) b + $ 105 = $ 110

Resta $ 105 de ambos lados para obtener:

(6) b = $ 5

Por lo tanto, el precio del bate es de $ 105 y el béisbol es de $ 5.

También podemos resolver la ecuación (1) y (2) mediante sustitución directa, por ejemplo, reorganizar la ecuación uno para resolver explícitamente el precio del murciélago, B:

(3a) B = $ 110 – b

Y conecte este valor de B en la ecuación (2):

(4a) $ 110 – b = $ 100 + b

Ahora restaré b de ambos lados

(5a) $ 110 – b – b = $ 100 + b – b

luego combinando términos similares

(6a) $ 110 – 2b = $ 100

Ahora podemos restar $ 110 de ambos lados para aislar b en el lado izquierdo de la ecuación:

(7a) $ 110 – 2b – $ 110 = $ 100 – $ 110

Hacer las matemáticas aquí nos da:

(8a) -2b = – $ 10

Ahora, dividiendo ambos lados de esta ecuación por negativo a para aislar completamente b nos da:

(9a) b = – $ 10 / $ 2 = $ 5

Y conectando nuestro nuevo valor de b en la ecuación (1) para darnos

(10a) $ 5 + B = $ 110

Y restar 5 de ambos lados y ejecutar las matemáticas nos da

(11a) B = $ 105

Esto también se puede resolver mucho más fácilmente como un problema de álgebra lineal de la siguiente manera:

Ab = c

Donde A es la matriz de coeficientes, b es el vector que define los precios, y c es el costo. Necesitamos reorganizar las ecuaciones 1 y 2 para cumplir con este formato de la siguiente manera:

(1) b + B = $ 110 (no es necesario reorganizar aquí, está en el orden que lo quiero)
(2) -b + B = $ 100 (el mismo álgebra que hice entre los pasos originales 2 y 3)

Entonces, mi matriz de coeficiente A representará los coeficientes de b y B para ambas ecuaciones:

A =
El | 1 1 |
El | -1 1 |

Ahora definiré mi vector b (precio) para que sea:

b =
El | b |
El | B |

Y definiré mi matriz c (costo) como el lado derecho de la ecuación:

c =
El | $ 110 |
El | $ 100 |

Ahora que he configurado con éxito mi ecuación matricial, combinaré A y c para hacer una matriz aumentada con la que resolveré este conjunto simple de dos ecuaciones lineales:

A | c =
El | 1 1 | $ 110 |
El | -1 1 | $ 100 |

Ahora necesito cambiar esto a cualquiera de las formas de fila de escalón de forma reducida de escalón de fila usando operaciones lineales.

Primero agregaré la primera fila a la segunda fila para eliminar el -1 en la parte inferior izquierda, colocando así la matriz A en forma de fila de escalón (triángulo inferior izquierdo todos ceros) , esto me dará:

A | c =
El | 1 1 | $ 110 |
El | 0 2 | $ 210 |

Ahora dividiré la segunda fila por 2 para obtener mi matriz A en forma escalonada de fila reducida (triángulo inferior izquierdo todos ceros y todas las entradas diagonales principales iguales a uno) .

A | c =
El | 1 1 | $ 110 |
El | 0 1 | $ 105 |

Ahora podemos usar esta forma para resolver la ecuación mediante sustitución hacia atrás de la siguiente manera:

Ab = c
El | 1 1 | * | b | = | $ 110 |
El | 0 1 | El | B | = | $ 105 |

multiplicando los rendimientos de la fila inferior:
B = $ 105

y multiplicando los rendimientos de la fila superior:
b + B = $ 110

pero sustituir B por $ 105 me da:
b + $ 105 = $ 110

y restando $ 105 de ambos lados:
b = $ 5

– = OR = –
Podría resolver explícitamente esto más fácilmente que la sustitución inversa haciendo un paso más de reducción de matriz de la siguiente manera:

A | c =
El | 1 1 | $ 110 |
El | 0 1 | $ 105 |

Ahora restaré la fila dos de la fila uno para hacer que la matriz A sea una matriz de identidad, por lo tanto, habré resuelto explícitamente b y B.

A | c =
El | 1 0 | $ 5 |
El | 0 1 | $ 105 |

Multiplicar la ecuación matricial Ab = c como antes me da:
b = $ 5
B = $ 105

Como puede ver, hay más de una forma de desollar a un gato, pero incluso el álgebra más simple que hice aquí es extremadamente engorroso y sobrecargado, por lo que la mayoría de las personas lo harán en su cabeza a través de prueba y error.

Específicamente arriba, menciono por experiencia que adiviné $ 5. Bueno, sabía que $ 10 por la pelota produciría $ 120, y como sé que el precio del bate está relacionado con el precio de la pelota (bola + 100 ¿verdad?), Ese precio se cuenta dos veces cuando se hace el total ( es decir, si elevo el precio de la pelota en $ 5, aumentaré el precio de la pelota y el bate totales en $ 10), por lo que simplemente reduciendo el precio de la pelota en $ 5 reduciría el total en $ 10, igualando así el precio total de $ 110 requerido por la declaración del problema. Incluso sin esta intuición, sabes que $ 10 es demasiado y cero es muy poco, así que trata de dividir el problema a la mitad y prueba $ 5 … ¡la viola funciona y con mucho menos dolor, lágrimas, dolor de corazón y sacrificio de sangre!

Espero que esto ayude más que mi respuesta colapsada (pero correcta).

La respuesta instintiva es de $ 10, pero la respuesta correcta es $ 5.

Esta es en realidad una pregunta muy común que se usa para enseñar a las personas “Incluso si crees que sabes la respuesta, resuélvela de todos modos”. Entonces hagamos eso …

Primera oración: Ball + Bat = $ 110
Segunda oración: Bat = Ball + $ 100
Usando una buena sustitución antigua: Bola + (Bola + $ 100) = $ 110
Recoger términos similares: 2 * Bola + $ 100 = $ 110
Restar $ 100 de ambos lados: 2 * Bola = $ 10
Dividir por 2, y listo: Bola = $ 5

… y porque cualquier buen estudiante verifica su trabajo:
Bola = $ 5
Bateo = $ 105
Bate + Bola = $ 110

QED