Probabilidad y Estadística 2016 Canarias
Probabilidad en estudios universitarios
2. Del alumnado que se matricula en la universidad, el 60% acaba la carrera elegida y, de éstos, el 45% son chicos. Además, el 25% cambia de carrera, de los que el 30% son chicas, y el 15% deja los estudios, de los que el 50% son chicos.
a) Construir un diagrama de árbol.
b) Elegido un alumno al azar, ¿cuál es la probabilidad de que sea chico?
c) Elegido un chico al azar, ¿cuál es la probabilidad de que cambie de carrera?
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del diagrama de árbol
**a) Construir un diagrama de árbol.**
Primero, definimos los sucesos principales para organizar la información del enunciado:
- $A$: El alumno acaba la carrera.
- $C$: El alumno cambia de carrera.
- $D$: El alumno deja los estudios.
- $H$: El alumno es chico (hombre).
- $M$: El alumno es chica (mujer).
Datos del enunciado:
- $P(A) = 0.60$
- $P(C) = 0.25$
- $P(D) = 0.15$
- Condicionadas: $P(H|A) = 0.45$, $P(M|C) = 0.30$ (por tanto $P(H|C) = 0.70$), $P(H|D) = 0.50$.
💡 **Tip:** En un diagrama de árbol, la suma de las probabilidades de las ramas que salen de un mismo nodo debe ser siempre 1. Por ejemplo, $P(H|C) + P(M|C) = 0.70 + 0.30 = 1$.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de ser chico
**b) Elegido un alumno al azar, ¿cuál es la probabilidad de que sea chico?**
Para calcular la probabilidad total de que el alumno sea chico ($H$), debemos sumar las probabilidades de todas las ramas que terminan en "chico". Aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total**:
$$P(H) = P(A) \cdot P(H|A) + P(C) \cdot P(H|C) + P(D) \cdot P(H|D)$$
Sustituimos los valores obtenidos del diagrama de árbol:
$$P(H) = (0.60 \cdot 0.45) + (0.25 \cdot 0.70) + (0.15 \cdot 0.50)$$
$$P(H) = 0.27 + 0.175 + 0.075$$
$$P(H) = 0.52$$
💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total se usa cuando un suceso (ser chico) puede ocurrir a través de varios caminos excluyentes (acabar, cambiar o dejar estudios).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(H) = 0.52}$$
(Existe un 52% de probabilidad de que el alumno elegido sea chico).
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada
**c) Elegido un chico al azar, ¿cuál es la probabilidad de que cambie de carrera?**
En este apartado nos piden la probabilidad de que un alumno cambie de carrera ($C$) sabiendo que es chico ($H$). Se trata de una **probabilidad condicionada** $P(C|H)$.
Utilizamos la definición de probabilidad condicionada (o Teorema de Bayes):
$$P(C|H) = \frac{P(C \cap H)}{P(H)}$$
Ya conocemos los valores necesarios del paso anterior:
- $P(C \cap H) = P(C) \cdot P(H|C) = 0.25 \cdot 0.70 = 0.175$
- $P(H) = 0.52$
Calculamos la división:
$$P(C|H) = \frac{0.175}{0.52} \approx 0.3365$$
💡 **Tip:** No confundas $P(H|C)$ (probabilidad de ser chico si cambia de carrera, que es 0.70) con $P(C|H)$ (probabilidad de cambiar de carrera si es chico). El Teorema de Bayes permite "invertir" la condición.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(C|H) = \frac{175}{520} = \frac{35}{104} \approx 0.3365}$$
(Aproximadamente un 33.65% de los chicos cambian de carrera).