Probabilidad y Estadística 2017 Madrid
Probabilidad condicionada y sucesos independientes
Ejercicio 4. (Calificación máxima: 2 puntos)
El $30 \%$ de los individuos de una determinada población son jóvenes. Si una persona es joven, la probabilidad de que lea prensa al menos una vez por semana es $0'20$. Si una persona lee prensa al menos una vez por semana, la probabilidad de que no sea joven es $0'9$. Se escoge una persona al azar. Calcúlese la probabilidad de que esa persona:
a) No lea prensa al menos una vez por semana.
b) No lea prensa al menos una vez por semana o no sea joven.
Paso 1
Definición de sucesos y extracción de datos
**a) No lea prensa al menos una vez por semana.**
En primer lugar, definimos los sucesos del enunciado para trabajar con claridad:
- $J$: La persona es joven.
- $J^c$: La persona no es joven (adulta o mayor).
- $P$: La persona lee prensa al menos una vez por semana.
- $P^c$: La persona no lee prensa al menos una vez por semana.
Extraemos los datos proporcionados:
- $P(J) = 30\% = 0,3 \implies P(J^c) = 1 - 0,3 = 0,7$
- Probabilidad de leer prensa siendo joven (condicionada): $P(P|J) = 0,20$
- Probabilidad de no ser joven si lee prensa (condicionada): $P(J^c|P) = 0,9$
💡 **Tip:** En probabilidad, "no ser joven" es el suceso complementario de "ser joven", y se denota habitualmente como $J^c$ o $\bar{J}$.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de leer prensa
Para responder al apartado (a), necesitamos hallar $P(P^c)$, que es $1 - P(P)$. Calcularemos primero $P(P)$ utilizando los datos de las intersecciones.
1. Calculamos la probabilidad de ser joven y leer prensa:
$$P(J \cap P) = P(J) \cdot P(P|J) = 0,3 \cdot 0,20 = 0,06$$
2. Usamos la probabilidad condicionada $P(J^c|P) = 0,9$:
Sabemos que $P(J^c|P) = \dfrac{P(J^c \cap P)}{P(P)} = 0,9$, de donde despejamos:
$$P(J^c \cap P) = 0,9 \cdot P(P)$$
3. Aplicamos el Teorema de la Probabilidad Total para el suceso $P$:
$$P(P) = P(J \cap P) + P(J^c \cap P)$$
Sustituimos los valores obtenidos:
$$P(P) = 0,06 + 0,9 \cdot P(P)$$
$$P(P) - 0,9 \cdot P(P) = 0,06 \implies 0,1 \cdot P(P) = 0,06$$
$$P(P) = \frac{0,06}{0,1} = 0,6$$
💡 **Tip:** Recuerda que cualquier suceso $A$ se puede descomponer según un suceso $B$ y su contrario: $P(A) = P(A \cap B) + P(A \cap B^c)$.
Paso 3
Construcción de la tabla de contingencia
Para visualizar mejor todos los datos, construimos una tabla de contingencia con los valores obtenidos:
- $P(P) = 0,6 \implies P(P^c) = 0,4$
- $P(J \cap P) = 0,06$
- $P(J^c \cap P) = 0,6 - 0,06 = 0,54$
- $P(J \cap P^c) = P(J) - P(J \cap P) = 0,3 - 0,06 = 0,24$
- $P(J^c \cap P^c) = P(J^c) - P(J^c \cap P) = 0,7 - 0,54 = 0,16$
$$\begin{array}{c|cc|c}
& J & J^c & \text{Total} \\ \hline
P & 0,06 & 0,54 & 0,60 \\
P^c & 0,24 & 0,16 & 0,40 \\ \hline
\text{Total} & 0,30 & 0,70 & 1,00
\end{array}$$
💡 **Tip:** Las tablas de contingencia son muy útiles en Selectividad porque permiten verificar que todas las sumas de filas y columnas coinciden con los totales.
Paso 4
Solución del apartado a)
La probabilidad de que una persona no lea prensa al menos una vez por semana es $P(P^c)$.
Directamente de la tabla anterior o del cálculo previo de $P(P)$:
$$P(P^c) = 1 - P(P) = 1 - 0,6 = 0,4$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(P^c) = 0,4}$$
Paso 5
Solución del apartado b)
**b) No lea prensa al menos una vez por semana o no sea joven.**
Nos piden calcular la probabilidad de la unión de dos sucesos: $P(P^c \cup J^c)$.
Podemos resolverlo utilizando las Leyes de De Morgan, que relacionan la unión de complementarios con la intersección:
$$P(P^c \cup J^c) = P((P \cap J)^c)$$
Como sabemos que $P((P \cap J)^c) = 1 - P(P \cap J)$:
Sustituimos el valor de $P(P \cap J) = 0,06$ que calculamos en el paso 2:
$$P(P^c \cup J^c) = 1 - 0,06 = 0,94$$
También podríamos haber sumado los elementos de la tabla que cumplen alguna de las dos condiciones:
$$P(P^c \cup J^c) = P(P^c \cap J) + P(P^c \cap J^c) + P(P \cap J^c) = 0,24 + 0,16 + 0,54 = 0,94$$
💡 **Tip:** Ley de De Morgan: El complementario de la intersección es la unión de los complementarios: $(A \cap B)^c = A^c \cup B^c$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(P^c \cup J^c) = 0,94}$$