Probabilidad y Estadística 2010 Andalucia
Probabilidad total y Teorema de Bayes: Servidores de Internet
EJERCICIO 3
Una empresa utiliza dos servidores para conectarse a Internet. El primero, $S_1$, lo utiliza el 45% de las veces y el segundo, $S_2$, el resto. Cuando se conecta a Internet con $S_1$, los ordenadores se bloquean el 5% de las veces, y cuando lo hace con $S_2$ el 8%. Si un día, al azar, la empresa está conectada a Internet,
a) (1.25 puntos) ¿cuál es la probabilidad de que los ordenadores se queden bloqueados?
b) (1.25 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que la empresa esté utilizando el servidor $S_1$, sabiendo que los ordenadores se han quedado bloqueados?
Paso 1
Definición de sucesos y esquema de árbol
**a) (1.25 puntos) ¿cuál es la probabilidad de que los ordenadores se queden bloqueados?**
Primero, definimos los sucesos que intervienen en el problema:
- $S_1$: La empresa utiliza el servidor 1.
- $S_2$: La empresa utiliza el servidor 2.
- $B$: Los ordenadores se bloquean.
- $\bar{B}$: Los ordenadores NO se bloquean.
Extraemos los datos del enunciado en términos de probabilidad:
- $P(S_1) = 45\% = 0.45$
- $P(S_2) = 1 - 0.45 = 0.55$ (ya que es el resto)
- $P(B|S_1) = 5\% = 0.05$ (probabilidad de bloqueo si se usa $S_1$)
- $P(B|S_2) = 8\% = 0.08$ (probabilidad de bloqueo si se usa $S_2$)
Representamos la situación mediante un **diagrama de árbol** para visualizar todos los caminos posibles:
Paso 2
Cálculo de la probabilidad total
Para calcular la probabilidad de que los ordenadores se bloqueen, $P(B)$, utilizaremos el **Teorema de la Probabilidad Total**.
Este suceso puede ocurrir por dos vías: que se use el servidor 1 y se bloquee, o que se use el servidor 2 y se bloquee. Matemáticamente:
$$P(B) = P(S_1) \cdot P(B|S_1) + P(S_2) \cdot P(B|S_2)$$
Sustituimos los valores numéricos:
$$P(B) = 0.45 \cdot 0.05 + 0.55 \cdot 0.08$$
$$P(B) = 0.0225 + 0.044$$
$$P(B) = 0.0665$$
💡 **Tip:** Recuerda que la suma de las probabilidades de todas las ramas que llegan al suceso deseado (bloqueo) nos da la probabilidad total.
✅ **Resultado (a):**
$$\boxed{P(B) = 0.0665}$$
(Esto significa que hay un $6.65\%$ de probabilidad de que los ordenadores se bloqueen).
Paso 3
Cálculo de la probabilidad a posteriori (Teorema de Bayes)
**b) (1.25 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que la empresa esté utilizando el servidor $S_1$, sabiendo que los ordenadores se han quedado bloqueados?**
Se nos pide calcular una probabilidad condicionada inversa: conocemos el efecto (bloqueo) y queremos saber la probabilidad de una de las causas (servidor $S_1$). Para ello usamos el **Teorema de Bayes**.
La fórmula es:
$$P(S_1|B) = \frac{P(S_1 \cap B)}{P(B)} = \frac{P(S_1) \cdot P(B|S_1)}{P(B)}$$
Ya tenemos los datos necesarios del apartado anterior:
- Numerador (probabilidad de usar $S_1$ y que se bloquee): $0.45 \cdot 0.05 = 0.0225$
- Denominador (probabilidad total de bloqueo): $0.0665$
Realizamos la división:
$$P(S_1|B) = \frac{0.0225}{0.0665}$$
$$P(S_1|B) \approx 0.3383$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes siempre se puede ver como "la rama que me interesa dividida por la suma de todas las ramas que llevan al mismo resultado final".
✅ **Resultado (b):**
$$\boxed{P(S_1|B) \approx 0.3383}$$
(Aproximadamente un $33.83\%$ de probabilidad).