Probabilidad y Estadística 2014 Andalucia
Probabilidad de asistencia a clase
EJERCICIO 3
Se sabe que dos alumnos de la asignatura de Matemáticas asisten a clase, de forma independiente, el primero a un 85% de las clases y el segundo a un 35%. Tomado al azar un día de clase, calcule la probabilidad de cada uno de los siguientes sucesos:
a) (0.75 puntos) Que los dos hayan asistido a clase ese día.
b) (0.75 puntos) Que alguno de ellos haya asistido a clase ese día.
c) (0.5 puntos) Que ninguno haya asistido a clase ese día.
d) (0.5 puntos) Que haya asistido a clase el segundo, sabiendo que el primero no ha asistido.
Paso 1
Definición de sucesos y datos del problema
En primer lugar, definimos los sucesos que intervienen en el problema basándonos en el enunciado:
- $A$: El primer alumno asiste a clase.
- $B$: El segundo alumno asiste a clase.
El enunciado nos proporciona las probabilidades de estos sucesos:
- $P(A) = 85\% = 0,85$
- $P(B) = 35\% = 0,35$
También nos dice que asisten **de forma independiente**, lo cual es un dato clave. Si dos sucesos son independientes, se cumple que:
$$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$$
Además, necesitaremos las probabilidades de que no asistan (sucesos contrarios):
- $P(\bar{A}) = 1 - P(A) = 1 - 0,85 = 0,15$
- $P(\bar{B}) = 1 - P(B) = 1 - 0,35 = 0,65$
Podemos resumir la situación con una tabla de contingencia:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& B & \bar{B} & \text{Total} \\ \hline
A & 0,2975 & 0,5525 & 0,85 \\
\bar{A} & 0,0525 & 0,0975 & 0,15 \\ \hline
\text{Total} & 0,35 & 0,65 & 1,00
\end{array}$$
💡 **Tip:** Recuerda que para trabajar en probabilidad es fundamental pasar los porcentajes a número decimal dividiendo entre 100.
Paso 2
Apartado a) Probabilidad de que los dos hayan asistido
**a) (0.75 puntos) Que los dos hayan asistido a clase ese día.**
El suceso "los dos han asistido" se representa matemáticamente como la intersección de ambos, $A \cap B$.
Como el enunciado indica que los alumnos asisten de forma **independiente**, la probabilidad de la intersección es el producto de las probabilidades individuales:
$$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$$
$$P(A \cap B) = 0,85 \cdot 0,35 = 0,2975$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cap B) = 0,2975}$$
💡 **Tip:** El término "independiente" en probabilidad casi siempre implica que vas a tener que multiplicar las probabilidades para hallar la probabilidad conjunta.
Paso 3
Apartado b) Probabilidad de que alguno haya asistido
**b) (0.75 puntos) Que alguno de ellos haya asistido a clase ese día.**
El suceso "alguno de ellos" significa que asiste el primero, o asiste el segundo, o asisten ambos. Esto corresponde a la unión de sucesos, $A \cup B$.
Utilizamos la fórmula de la probabilidad de la unión:
$$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$$
Sustituimos los valores que ya conocemos:
$$P(A \cup B) = 0,85 + 0,35 - 0,2975$$
$$P(A \cup B) = 1,20 - 0,2975 = 0,9025$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cup B) = 0,9025}$$
💡 **Tip:** En lenguaje probabilístico, "alguno" o "al menos uno" equivale siempre a la unión ($A \cup B$).
Paso 4
Apartado c) Probabilidad de que ninguno haya asistido
**c) (0.5 puntos) Que ninguno haya asistido a clase ese día.**
El suceso "ninguno asiste" significa que el primero no asiste ($\bar{A}$) y el segundo tampoco asiste ($\bar{B}$). Esto es la intersección de los contrarios: $\bar{A} \cap \bar{B}$.
Existen dos formas de calcularlo:
**Método 1 (Por el suceso contrario de la unión):**
"Ninguno asiste" es lo contrario de "al menos uno asiste".
$$P(\bar{A} \cap \bar{B}) = 1 - P(A \cup B)$$
$$P(\bar{A} \cap \bar{B}) = 1 - 0,9025 = 0,0975$$
**Método 2 (Por independencia):**
Si $A$ y $B$ son independientes, sus contrarios $\bar{A}$ y $\bar{B}$ también lo son:
$$P(\bar{A} \cap \bar{B}) = P(\bar{A}) \cdot P(\bar{B})$$
$$P(\bar{A} \cap \bar{B}) = 0,15 \cdot 0,65 = 0,0975$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{A} \cap \bar{B}) = 0,0975}$$
💡 **Tip:** Las Leyes de De Morgan nos dicen que $P(\bar{A} \cap \bar{B}) = P(\overline{A \cup B})$.
Paso 5
Apartado d) Probabilidad condicionada
**d) (0.5 puntos) Que haya asistido a clase el segundo, sabiendo que el primero no ha asistido.**
Se trata de una probabilidad condicionada. Queremos hallar la probabilidad de $B$ sabiendo que ha ocurrido $\bar{A}$, denotado como $P(B | \bar{A})$.
Por la definición de probabilidad condicionada:
$$P(B | \bar{A}) = \frac{P(B \cap \bar{A})}{P(\bar{A})}$$
Al ser sucesos independientes, sabemos que $P(B \cap \bar{A}) = P(B) \cdot P(\bar{A})$. Si sustituimos esto en la fórmula:
$$P(B | \bar{A}) = \frac{P(B) \cdot P(\bar{A})}{P(\bar{A})} = P(B)$$
Esto es lógico: si los sucesos son **independientes**, el hecho de que el primero no asista no influye en absoluto en la probabilidad de que asista el segundo.
Por tanto:
$$P(B | \bar{A}) = P(B) = 0,35$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(B | \bar{A}) = 0,35}$$
💡 **Tip:** Por definición, si dos sucesos $A$ y $B$ son independientes, $P(B|A) = P(B)$ y $P(A|B) = P(A)$.