Probabilidad y Estadística 2012 Canarias
Probabilidad condicionada y Teorema de Bayes: Alergias
Entre los alérgicos, un 40% tiene alergia a los animales, un 45% tiene alergia a las plantas y un 15% tiene alergia a algunas comidas. Son hombres el 40% de los alérgicos a los animales, el 50% de los alérgicos a las plantas y el 35% de los alérgicos a algunas comidas.
a) Hacer el árbol de probabilidades.
b) Calcular la proporción de hombres en los alérgicos.
c) Se elije una mujer alérgica. ¿Cuál es la probabilidad de que lo sea a las plantas?
Paso 1
Definición de sucesos y árbol de probabilidades
**a) Hacer el árbol de probabilidades.**
Primero definimos los sucesos principales basados en el tipo de alergia y el género:
- $A$: Alergia a los animales.
- $P$: Alergia a las plantas.
- $C$: Alergia a las comidas.
- $H$: Ser hombre.
- $M$: Ser mujer.
Datos del enunciado expresados en probabilidad:
$P(A) = 0.40; \quad P(P) = 0.45; \quad P(C) = 0.15$
$P(H|A) = 0.40 \implies P(M|A) = 0.60$
$P(H|P) = 0.50 \implies P(M|P) = 0.50$
$P(H|C) = 0.35 \implies P(M|C) = 0.65$
Representamos estos datos en un árbol de probabilidades:
💡 **Tip:** En un árbol de probabilidad, la suma de las ramas que salen de un mismo nodo siempre debe ser $1$.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad total de hombres
**b) Calcular la proporción de hombres en los alérgicos.**
Para calcular la probabilidad total de ser hombre $P(H)$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**. Este teorema nos dice que debemos sumar las probabilidades de ser hombre en cada uno de los grupos de alérgicos:
$$P(H) = P(A) \cdot P(H|A) + P(P) \cdot P(H|P) + P(C) \cdot P(H|C)$$
Sustituimos los valores obtenidos del enunciado o del árbol:
$$P(H) = (0.40 \cdot 0.40) + (0.45 \cdot 0.50) + (0.15 \cdot 0.35)$$
$$P(H) = 0.16 + 0.225 + 0.0525$$
$$P(H) = 0.4375$$
💡 **Tip:** El resultado $0.4375$ indica que el $43.75\%$ de las personas alérgicas son hombres.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(H) = 0.4375}$$
Paso 3
Aplicación del Teorema de Bayes para mujeres con alergia a las plantas
**c) Se elije una mujer alérgica. ¿Cuál es la probabilidad de que lo sea a las plantas?**
Nos piden una probabilidad condicionada: la probabilidad de tener alergia a las plantas ($P$) sabiendo que la persona elegida es mujer ($M$). Usamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(P|M) = \frac{P(P \cap M)}{P(M)}$$
Primero, calculamos $P(M)$. Como solo hay hombres y mujeres en el grupo de alérgicos:
$$P(M) = 1 - P(H) = 1 - 0.4375 = 0.5625$$
Ahora, calculamos la probabilidad de la intersección $P(P \cap M)$, que es la probabilidad de ser alérgico a las plantas y ser mujer:
$$P(P \cap M) = P(P) \cdot P(M|P) = 0.45 \cdot 0.50 = 0.225$$
Finalmente, calculamos el cociente:
$$P(P|M) = \frac{0.225}{0.5625} = 0.4$$
💡 **Tip:** Recuerda que $P(A|B)$ es la probabilidad de que ocurra $A$ dado que ya sabemos que ha ocurrido $B$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(P|M) = 0.4}$$