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Probabilidad y Estadística 2017 Castilla y Leon

Probabilidad en listas electorales

3A- La lista electoral de un determinado partido político está formada por un número igual de hombres y mujeres. Un análisis sociológico de dichas listas revela que el 60% de los hombres tienen 40 o más años de edad, mientras que el 30% de las mujeres tienen menos de 40 años. Se elige al azar una persona que forma parte de las listas electorales. a) Calcula la probabilidad de que tenga menos de 40 años. b) Sabiendo que tiene 40 o más años de edad, calcula la probabilidad de que sea mujer.
Paso 1
Definición de sucesos y esquema del problema
**a) Calcula la probabilidad de que tenga menos de 40 años.** Primero, definimos los sucesos que intervienen en el problema: - $H$: La persona elegida es hombre. - $M$: La persona elegida es mujer. - $A$: La persona tiene 40 o más años. - $\bar{A}$: La persona tiene menos de 40 años. Extraemos los datos del enunciado: - El número de hombres y mujeres es igual: $P(H) = 0,5$ y $P(M) = 0,5$. - El 60% de los hombres tienen 40 o más años: $P(A|H) = 0,6$. Esto implica que $P(\bar{A}|H) = 1 - 0,6 = 0,4$. - El 30% de las mujeres tienen menos de 40 años: $P(\bar{A}|M) = 0,3$. Esto implica que $P(A|M) = 1 - 0,3 = 0,7$. Representamos la situación en un **árbol de probabilidad**:
Lista Hombre (H) Mujer (M) $\ge 40$ (A) $\lt 40$ ($\bar{A}$) $\ge 40$ (A) $\lt 40$ ($\bar{A}$) P(H)=0,5 P(M)=0,5 P(A|H)=0,6 P(Ā|H)=0,4 P(A|M)=0,7 P(Ā|M)=0,3 P(H∩A)=0,30 P(H∩Ā)=0,20 P(M∩A)=0,35 P(M∩Ā)=0,15
Paso 2
Cálculo de la probabilidad total
Para calcular la probabilidad de que una persona tenga menos de 40 años, $P(\bar{A})$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**, sumando las probabilidades de ser hombre menor de 40 años y ser mujer menor de 40 años: $$P(\bar{A}) = P(H) \cdot P(\bar{A}|H) + P(M) \cdot P(\bar{A}|M)$$ Sustituimos los valores obtenidos en el árbol: $$P(\bar{A}) = (0,5 \cdot 0,4) + (0,5 \cdot 0,3)$$ $$P(\bar{A}) = 0,2 + 0,15 = 0,35$$ 💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total se usa cuando un suceso puede ocurrir a través de varios caminos excluyentes (en este caso, por ser hombre o por ser mujer). ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(\bar{A}) = 0,35}$$
Paso 3
Probabilidad condicionada (Teorema de Bayes)
**b) Sabiendo que tiene 40 o más años de edad, calcula la probabilidad de que sea mujer.** Se trata de una probabilidad a posteriori, ya que conocemos el efecto (tiene 40 o más años) y buscamos la causa (ser mujer). Aplicamos el **Teorema de Bayes**: $$P(M|A) = \frac{P(M \cap A)}{P(A)}$$ Primero calculamos el denominador $P(A)$ (probabilidad de tener 40 o más años). Podemos hacerlo como el suceso contrario de tener menos de 40 años: $$P(A) = 1 - P(\bar{A}) = 1 - 0,35 = 0,65$$ Ahora calculamos el numerador $P(M \cap A)$: $$P(M \cap A) = P(M) \cdot P(A|M) = 0,5 \cdot 0,7 = 0,35$$ Finalmente, calculamos la probabilidad condicionada: $$P(M|A) = \frac{0,35}{0,65}$$ Simplificamos la fracción dividiendo entre $0,05$: $$P(M|A) = \frac{35}{65} = \frac{7}{13} \approx 0,5385$$ 💡 **Tip:** Recuerda que $P(A|B)$ no es lo mismo que $P(B|A)$. El Teorema de Bayes permite invertir el orden de la condición. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(M|A) = \frac{7}{13} \approx 0,5385}$$
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