Probabilidad y Estadística 2014 Andalucia
Probabilidad de defectos en fabricación
EJERCICIO 3
Un estudio estadístico de la producción de una fábrica de batidoras determina que el 4.5% de las batidoras presenta defectos eléctricos, el 3.5% presenta defectos mecánicos y el 1% presenta ambos defectos. Se escoge al azar una batidora.
a) (1 punto) Calcule la probabilidad de que no tenga ninguno de los dos defectos.
b) (1 punto) Calcule la probabilidad de que tenga un defecto mecánico sabiendo que tiene un defecto eléctrico.
c) (0.5 puntos) Justifique si los sucesos “tener un defecto eléctrico” y “tener un defecto mecánico” son independientes. ¿Son incompatibles?
Paso 1
Definición de sucesos y organización de datos
**a) (1 punto) Calcule la probabilidad de que no tenga ninguno de los dos defectos.**
En primer lugar, definimos los sucesos del enunciado y traducimos los porcentajes a probabilidades:
- $E$: "La batidora tiene un defecto eléctrico". $P(E) = 4.5\% = 0.045$
- $M$: "La batidora tiene un defecto mecánico". $P(M) = 3.5\% = 0.035$
- $E \cap M$: "La batidora tiene ambos defectos". $P(E \cap M) = 1\% = 0.01$
Para visualizar mejor la situación, organizamos los datos en una **tabla de contingencia**. Completamos los huecos sabiendo que las filas y columnas deben sumar sus respectivos totales:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& M & \bar{M} & \text{Total} \\ \hline
E & 0.01 & 0.035 & 0.045 \\
\bar{E} & 0.025 & 0.93 & 0.955 \\ \hline
\text{Total} & 0.035 & 0.965 & 1
\end{array}$$
Calculamos las intersecciones restando:
- $P(E \cap \bar{M}) = P(E) - P(E \cap M) = 0.045 - 0.01 = 0.035$
- $P(\bar{E} \cap M) = P(M) - P(E \cap M) = 0.035 - 0.01 = 0.025$
- $P(\bar{E} \cap \bar{M}) = P(\bar{E}) - P(\bar{E} \cap M) = 0.955 - 0.025 = 0.93$
💡 **Tip:** En probabilidad, el suceso "ninguno de los dos" se expresa como la intersección de los contrarios: $P(\bar{E} \cap \bar{M})$.
Observando la tabla, la probabilidad de que no tenga ninguno de los dos defectos es:
$$P(\bar{E} \cap \bar{M}) = 0.93$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{E} \cap \bar{M}) = 0.93}$$
Paso 2
Cálculo de la probabilidad condicionada
**b) (1 punto) Calcule la probabilidad de que tenga un defecto mecánico sabiendo que tiene un defecto eléctrico.**
Se nos pide la probabilidad de tener un defecto mecánico ($M$) condicionado a que ya sabemos que tiene un defecto eléctrico ($E$). Esto se escribe como $P(M|E)$.
Utilizamos la definición de probabilidad condicionada:
$$P(M|E) = \frac{P(M \cap E)}{P(E)}$$
Sustituimos los valores que ya conocemos:
$$P(M|E) = \frac{0.01}{0.045}$$
Para simplificar la fracción, multiplicamos numerador y denominador por 1000:
$$P(M|E) = \frac{10}{45} = \frac{2}{9} \approx 0.2222$$
💡 **Tip:** Recuerda que $P(A|B)$ siempre lleva en el denominador la probabilidad del suceso que "ya sabemos" (la condición).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(M|E) = \frac{2}{9} \approx 0.2222}$$
Paso 3
Estudio de independencia e incompatibilidad
**c) (0.5 puntos) Justifique si los sucesos “tener un defecto eléctrico” y “tener un defecto mecánico” son independientes. ¿Son incompatibles?**
**1. Independencia:**
Dos sucesos son independientes si $P(E \cap M) = P(E) \cdot P(M)$.
- Tenemos que $P(E \cap M) = 0.01$.
- Calculamos el producto: $P(E) \cdot P(M) = 0.045 \cdot 0.035 = 0.001575$.
Como $0.01 \neq 0.001575$, los sucesos **no son independientes**.
**2. Incompatibilidad:**
Dos sucesos son incompatibles si no pueden ocurrir a la vez, es decir, si $P(E \cap M) = 0$.
- En este caso, $P(E \cap M) = 0.01$.
Como la probabilidad de la intersección es distinta de cero, los sucesos **no son incompatibles** (son compatibles).
💡 **Tip:** Si dos sucesos son independientes, el hecho de que ocurra uno no cambia la probabilidad del otro. Si son incompatibles, si ocurre uno es imposible que ocurra el otro.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{No son independientes y no son incompatibles}}$$