Probabilidad y Estadística 2019 Andalucia
Probabilidad condicionada y Teorema de Bayes: Taxistas y licencias
EJERCICIO 3
El $70 \%$ de los taxistas de una ciudad tiene 40 años o más y de estos, el $60 \%$ es propietario de la licencia del vehículo. Sin embargo, en el caso de los menores de 40 años, son propietarios de la licencia el $23 \%$. Se escoge al azar un taxista de esa ciudad.
a) (1 punto) Calcule la probabilidad de que sea propietario de la licencia del vehículo.
b) (1 punto) Sabiendo que no es propietario de la licencia, calcule la probabilidad de que tenga 40 años o más.
c) (0.5 puntos) Calcule la probabilidad de que sea propietario de la licencia o tenga menos de 40 años.
Paso 1
Definición de sucesos y diagrama de árbol
**a) (1 punto) Calcule la probabilidad de que sea propietario de la licencia del vehículo.**
Primero, definimos los sucesos que intervienen en el problema:
- $A$: El taxista tiene 40 años o más.
- $\bar{A}$: El taxista tiene menos de 40 años.
- $L$: El taxista es propietario de la licencia.
- $\bar{L}$: El taxista no es propietario de la licencia.
A partir del enunciado, extraemos los datos de probabilidad:
- $P(A) = 0,70 \implies P(\bar{A}) = 1 - 0,70 = 0,30$
- $P(L|A) = 0,60 \implies P(\bar{L}|A) = 1 - 0,60 = 0,40$
- $P(L|\bar{A}) = 0,23 \implies P(\bar{L}|\bar{A}) = 1 - 0,23 = 0,77$
Representamos la información en un árbol de probabilidad:
Paso 2
Cálculo de la probabilidad total
Para hallar la probabilidad de ser propietario, $P(L)$, aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total** sumando las ramas que terminan en el suceso $L$:
$$P(L) = P(A) \cdot P(L|A) + P(\bar{A}) \cdot P(L|\bar{A})$$
Sustituimos los valores:
$$P(L) = (0,70 \cdot 0,60) + (0,30 \cdot 0,23)$$
$$P(L) = 0,42 + 0,069 = 0,489$$
💡 **Tip:** Recuerda que la suma de todas las probabilidades de las ramas que parten de un mismo nodo siempre debe ser 1.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(L) = 0,489}$$
Paso 3
Cálculo de probabilidad a posteriori (Bayes)
**b) (1 punto) Sabiendo que no es propietario de la licencia, calcule la probabilidad de que tenga 40 años o más.**
Se nos pide la probabilidad condicionada $P(A|\bar{L})$. Aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(A|\bar{L}) = \frac{P(A \cap \bar{L})}{P(\bar{L})} = \frac{P(A) \cdot P(\bar{L}|A)}{P(\bar{L})}$$
Primero, calculamos el denominador $P(\bar{L})$, que es el suceso contrario de ser propietario:
$$P(\bar{L}) = 1 - P(L) = 1 - 0,489 = 0,511$$
Ahora calculamos el numerador:
$$P(A \cap \bar{L}) = 0,70 \cdot 0,40 = 0,28$$
Finalmente:
$$P(A|\bar{L}) = \frac{0,28}{0,511} \approx 0,5479$$
💡 **Tip:** En el Teorema de Bayes, el numerador siempre es uno de los sumandos que habrías usado para calcular la probabilidad total del denominador si lo hubieras desglosado.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A|\bar{L}) \approx 0,5479}$$
Paso 4
Probabilidad de la unión de sucesos
**c) (0.5 puntos) Calcule la probabilidad de que sea propietario de la licencia o tenga menos de 40 años.**
Nos piden la probabilidad de la unión de dos sucesos: $P(L \cup \bar{A})$. Utilizamos la fórmula general:
$$P(L \cup \bar{A}) = P(L) + P(\bar{A}) - P(L \cap \bar{A})$$
Calculamos la intersección $P(L \cap \bar{A})$ que corresponde a los taxistas jóvenes que son propietarios:
$$P(L \cap \bar{A}) = P(\bar{A}) \cdot P(L|\bar{A}) = 0,30 \cdot 0,23 = 0,069$$
Sustituimos en la fórmula de la unión:
$$P(L \cup \bar{A}) = 0,489 + 0,30 - 0,069$$
$$P(L \cup \bar{A}) = 0,789 - 0,069 = 0,72$$
💡 **Tip:** No olvides restar la intersección en la unión, ya que si no estarías contando dos veces a los taxistas que cumplen ambas condiciones a la vez.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(L \cup \bar{A}) = 0,72}$$