Probabilidad y Estadística 2019 Aragon
Probabilidad y departamentos: Inglés en la empresa
3. (3,5 puntos) Una empresa tiene 64 trabajadores repartidos en tres departamentos: Administración, Producción y Ventas. Se ha hecho un estudio sobre si los trabajadores saben inglés o no, con los siguientes resultados:
$$\begin{array}{|l|c|c|c|}
\hline & \text{Administración} & \text{Producción} & \text{Ventas} \\
\hline \text{Sabe inglés} & 12 & 30 & 6 \\
\hline \text{No sabe inglés} & 4 & 11 & 1 \\
\hline
\end{array}$$
a) (1 punto) Elegimos al azar un trabajador de la empresa, ¿cuál es la probabilidad de que sepa inglés?
b) (1 punto) Elegimos al azar un trabajador de entre los que saben inglés, ¿cuál es la probabilidad de que sea del departamento de Ventas?
c) (0,75 puntos) Elegimos al azar un trabajador de la empresa. Sea A el suceso "el trabajador es del departamento de Administración" y B el suceso "el trabajador sabe inglés". ¿Son los sucesos A y B independientes?
d) (0,75 puntos) Elegimos al azar (sin reemplazamiento) tres trabajadores de la empresa. ¿Cuál es la probabilidad de que sean del mismo departamento?
Paso 1
Organización de datos en una tabla de contingencia
Para resolver este tipo de problemas, lo primero es completar la tabla de contingencia con los totales por filas (inglés) y por columnas (departamentos).
$$\begin{array}{|l|c|c|c||c|}
\hline & \text{Adm.} & \text{Prod.} & \text{Vent.} & \text{Total} \\
\hline \text{Sabe inglés (I)} & 12 & 30 & 6 & \mathbf{48} \\
\hline \text{No sabe inglés (\bar{I})} & 4 & 11 & 1 & \mathbf{16} \\
\hline \hline \text{Total} & \mathbf{16} & \mathbf{41} & \mathbf{7} & \mathbf{64} \\
\hline
\end{array}$$
💡 **Tip:** El total general debe coincidir sumando tanto la última fila ($16+41+7=64$) como la última columna ($48+16=64$).
Paso 2
Probabilidad de que sepa inglés
**a) (1 punto) Elegimos al azar un trabajador de la empresa, ¿cuál es la probabilidad de que sepa inglés?**
Aplicamos la regla de Laplace:
$$P(\text{Sabe inglés}) = \frac{\text{Casos favorables}}{\text{Casos totales}}$$
Mirando nuestra tabla:
- Trabajadores que saben inglés: $48$
- Total de trabajadores: $64$
$$P(I) = \frac{48}{64}$$
Simplificamos dividiendo entre 16:
$$P(I) = \frac{3}{4} = 0.75$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(I) = 0.75}$$
Paso 3
Probabilidad condicionada: Ventas sabiendo inglés
**b) (1 punto) Elegimos al azar un trabajador de entre los que saben inglés, ¿cuál es la probabilidad de que sea del departamento de Ventas?**
Este es un problema de **probabilidad condicionada**, ya que restringimos nuestro espacio muestral solo a los trabajadores que saben inglés.
Sean los sucesos:
- $I$: El trabajador sabe inglés.
- $V$: El trabajador es de Ventas.
Buscamos $P(V|I)$:
$$P(V|I) = \frac{\text{Trabajadores de Ventas que saben inglés}}{\text{Total de trabajadores que saben inglés}}$$
Consultamos la tabla:
- Ventas e Inglés ($V \cap I$): $6$
- Total Inglés ($I$): $48$
$$P(V|I) = \frac{6}{48}$$
Simplificamos dividiendo entre 6:
$$P(V|I) = \frac{1}{8} = 0.125$$
💡 **Tip:** Recuerda que $P(A|B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(V|I) = 0.125}$$
Paso 4
Estudio de la independencia de sucesos
**c) (0,75 puntos) Elegimos al azar un trabajador de la empresa. Sea A el suceso "el trabajador es del departamento de Administración" y B el suceso "el trabajador sabe inglés". ¿Son los sucesos A y B independientes?**
Dos sucesos $A$ y $B$ son **independientes** si se cumple la condición:
$$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$$
Calculamos cada probabilidad por separado usando la tabla:
1. $P(A) = \frac{\text{Total Administración}}{\text{Total trabajadores}} = \frac{16}{64} = \frac{1}{4} = 0.25$
2. $P(B) = \frac{\text{Total sabe inglés}}{\text{Total trabajadores}} = \frac{48}{64} = \frac{3}{4} = 0.75$
3. $P(A \cap B) = \frac{\text{Administración y sabe inglés}}{\text{Total trabajadores}} = \frac{12}{64} = \frac{3}{16} = 0.1875$
Ahora comprobamos el producto:
$$P(A) \cdot P(B) = 0.25 \cdot 0.75 = 0.1875$$
Como $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$, podemos afirmar que los sucesos **son independientes**.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{A y B son independientes}}$$
Paso 5
Probabilidad de tres trabajadores del mismo departamento
**d) (0,75 puntos) Elegimos al azar (sin reemplazamiento) tres trabajadores de la empresa. ¿Cuál es la probabilidad de que sean del mismo departamento?**
Para que los tres sean del mismo departamento, pueden ser los tres de Administración ($A$), los tres de Producción ($P$) o los tres de Ventas ($V$). Al ser sin reemplazamiento, la probabilidad cambia en cada extracción.
1. **Probabilidad de 3 de Administración:**
$$P(AAA) = \frac{16}{64} \cdot \frac{15}{63} \cdot \frac{14}{62} = \frac{3360}{249984}$$
2. **Probabilidad de 3 de Producción:**
$$P(PPP) = \frac{41}{64} \cdot \frac{40}{63} \cdot \frac{39}{62} = \frac{63960}{249984}$$
3. **Probabilidad de 3 de Ventas:**
$$P(VVV) = \frac{7}{64} \cdot \frac{6}{63} \cdot \frac{5}{62} = \frac{210}{249984}$$
La probabilidad total es la suma de estos tres casos mutuamente excluyentes:
$$P(\text{mismo}) = \frac{3360 + 63960 + 210}{249984} = \frac{67530}{249984}$$
Calculamos el valor decimal aproximado:
$$P(\text{mismo}) \approx 0.2701$$
💡 **Tip:** Cuando es "sin reemplazamiento", el denominador y el numerador disminuyen en una unidad para la siguiente extracción si buscamos el mismo tipo de elemento.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P \approx 0.2701}$$