Probabilidad y Estadística 2017 Madrid
Probabilidad de contaminación por nitratos y sulfatos
Ejercicio 4. (Calificación máxima: 2 puntos)
La probabilidad de que cierto río esté contaminado por nitratos es $0'6$, por sulfatos es $0'4$, y por ambos es $0'2$. Calcúlese la probabilidad de que dicho río:
a) No esté contaminado por nitratos, si se sabe que está contaminado por sulfatos.
b) No esté contaminado ni por nitratos ni por sulfatos.
Paso 1
Definición de sucesos y organización de datos
Lo primero que debemos hacer es definir los sucesos y anotar los datos que nos proporciona el enunciado:
- $N$: El río está contaminado por nitratos. $P(N) = 0,6$.
- $S$: El río está contaminado por sulfatos. $P(S) = 0,4$.
- $N \cap S$: El río está contaminado por ambos. $P(N \cap S) = 0,2$.
Para visualizar mejor las relaciones entre estos sucesos, podemos construir una **tabla de contingencia** completando los valores que faltan (sabiendo que las sumas de filas y columnas deben coincidir con los totales):
$$\begin{array}{c|cc|c}
& S & \overline{S} & \text{Total} \\ \hline
N & 0,2 & 0,4 & 0,6 \\
\overline{N} & 0,2 & 0,2 & 0,4 \\ \hline
\text{Total} & 0,4 & 0,6 & 1,0
\end{array}$$
💡 **Tip:** En los problemas de probabilidad con dos sucesos y su intersección, la tabla de contingencia es una herramienta excelente para ver todas las combinaciones posibles rápidamente.
Paso 2
Probabilidad condicionada de no estar contaminado por nitratos
**a) No esté contaminado por nitratos, si se sabe que está contaminado por sulfatos.**
Nos piden calcular una probabilidad condicionada. La condición es que el río ya está contaminado por sulfatos ($S$). El suceso que queremos calcular es que no esté contaminado por nitratos ($\overline{N}$).
Usamos la fórmula de la probabilidad condicionada:
$$P(\overline{N} | S) = \frac{P(\overline{N} \cap S)}{P(S)}$$
De la tabla anterior (o deduciendo que $P(\overline{N} \cap S) = P(S) - P(N \cap S)$), sabemos que:
- $P(S) = 0,4$
- $P(\overline{N} \cap S) = 0,4 - 0,2 = 0,2$
Sustituimos en la fórmula:
$$P(\overline{N} | S) = \frac{0,2}{0,4} = \frac{1}{2} = 0,5$$
💡 **Tip:** La expresión "si se sabe que" nos indica siempre que estamos ante una probabilidad condicionada $P(A|B)$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\overline{N} | S) = 0,5}$$
Paso 3
Probabilidad de no estar contaminado por ninguno de los dos
**b) No esté contaminado ni por nitratos ni por sulfatos.**
En este apartado nos piden la probabilidad de que no ocurra $N$ **y** no ocurra $S$. Es decir, la intersección de los complementarios: $P(\overline{N} \cap \overline{S})$.
Podemos resolverlo de dos formas:
1. Mirando directamente nuestra tabla de contingencia, donde el cruce de $\overline{N}$ y $\overline{S}$ es $0,2$.
2. Utilizando las **Leyes de De Morgan**:
Sabemos que $\overline{N} \cap \overline{S} = \overline{N \cup S}$. Por tanto:
$$P(\overline{N} \cap \overline{S}) = P(\overline{N \cup S}) = 1 - P(N \cup S)$$
Primero calculamos la unión $P(N \cup S)$:
$$P(N \cup S) = P(N) + P(S) - P(N \cap S)$$
$$P(N \cup S) = 0,6 + 0,4 - 0,2 = 0,8$$
Ahora calculamos la probabilidad del complementario:
$$P(\overline{N} \cap \overline{S}) = 1 - 0,8 = 0,2$$
💡 **Tip:** Recuerda las Leyes de De Morgan: el complementario de la unión es la intersección de los complementarios, y viceversa.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\overline{N} \cap \overline{S}) = 0,2}$$