Probabilidad y Estadística 2016 Andalucia
Probabilidad de retrasos en vuelos
EJERCICIO 3
En un aeropuerto internacional operaron 300000 vuelos en un determinado año, distribuidos de la siguiente forma: 150000 en la terminal A, 100000 en la terminal B y 50000 en la terminal C. En ese año se sabe que sufrieron retrasos el 10% de los vuelos de la terminal A, el 8% de la B y el 5% de la C. Determine, para un vuelo elegido al azar, las probabilidades de los siguientes sucesos:
a) (1.25 puntos) Que no sufriera retraso.
b) (1.25 puntos) Que operase en la terminal A, sabiendo que tuvo retraso.
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidades
**a) (1.25 puntos) Que no sufriera retraso.**
Primero, definimos los sucesos que intervienen en el problema:
- $A$: El vuelo opera en la terminal A.
- $B$: El vuelo opera en la terminal B.
- $C$: El vuelo opera en la terminal C.
- $R$: El vuelo sufre un retraso.
- $\bar{R}$: El vuelo no sufre un retraso.
Calculamos las probabilidades de elegir cada terminal sobre el total de $300,000$ vuelos:
- $P(A) = \frac{150,000}{300,000} = 0.5$
- $P(B) = \frac{100,000}{300,000} = \frac{1}{3} \approx 0.3333$
- $P(C) = \frac{50,000}{300,000} = \frac{1}{6} \approx 0.1667$
Las probabilidades condicionadas dadas son:
- $P(R|A) = 0.10 \implies P(\bar{R}|A) = 0.90$
- $P(R|B) = 0.08 \implies P(\bar{R}|B) = 0.92$
- $P(R|C) = 0.05 \implies P(\bar{R}|C) = 0.95$
Representamos la situación 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 de no tener retraso
Para hallar la probabilidad de que un vuelo no sufriera retraso, $P(\bar{R})$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**.
Este suceso puede ocurrir en cualquiera de las tres terminales:
$$P(\bar{R}) = P(A) \cdot P(\bar{R}|A) + P(B) \cdot P(\bar{R}|B) + P(C) \cdot P(\bar{R}|C)$$
Sustituimos los valores obtenidos:
$$P(\bar{R}) = 0.5 \cdot 0.9 + \frac{1}{3} \cdot 0.92 + \frac{1}{6} \cdot 0.95$$
Realizamos las operaciones:
$$P(\bar{R}) = 0.45 + \frac{0.92}{3} + \frac{0.95}{6}$$
Para operar con exactitud, buscamos común denominador ($6$):
$$P(\bar{R}) = \frac{2.7}{6} + \frac{1.84}{6} + \frac{0.95}{6} = \frac{2.7 + 1.84 + 0.95}{6} = \frac{5.49}{6}$$
Calculamos el resultado final:
$$P(\bar{R}) = 0.915$$
✅ **Resultado (Apartado a):**
$$\boxed{P(\bar{R}) = 0.915}$$
💡 **Tip:** La probabilidad de que no sufriera retraso es del **91.5%**.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de haber operado en la terminal A dado que tuvo retraso
**b) (1.25 puntos) Que operase en la terminal A, sabiendo que tuvo retraso.**
Se nos pide calcular la probabilidad condicionada $P(A|R)$. Para ello, aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(A|R) = \frac{P(A \cap R)}{P(R)} = \frac{P(A) \cdot P(R|A)}{P(R)}$$
Primero necesitamos calcular $P(R)$. Como sabemos que $P(\bar{R}) = 0.915$, por la propiedad del suceso contrario:
$$P(R) = 1 - P(\bar{R}) = 1 - 0.915 = 0.085$$
Ahora calculamos el numerador (probabilidad de que sea de la terminal A y tenga retraso):
$$P(A \cap R) = P(A) \cdot P(R|A) = 0.5 \cdot 0.1 = 0.05$$
Aplicamos la fórmula de Bayes:
$$P(A|R) = \frac{0.05}{0.085} = \frac{50}{85} = \frac{10}{17}$$
Expresado en decimal:
$$P(A|R) \approx 0.5882$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes nos permite calcular la probabilidad de una "causa" (Terminal A) dado que conocemos el "efecto" (Retraso).
✅ **Resultado (Apartado b):**
$$\boxed{P(A|R) = \frac{10}{17} \approx 0.5882}$$