Probabilidad y Estadística 2020 Madrid
Probabilidad de lluvia en excursiones de senderismo
A.4. ( 2 puntos)
Una asociación de senderismo ha programado tres excursiones para el mismo fin de semana. El $40\%$ de los socios irá al nacimiento del río Cuervo, el $35\%$ a las Hoces del río Duratón y el resto al Cañón del río Lobos. La probabilidad de lluvia en cada una de estas zonas se estima en $0,5, 0,6$ y $0,45$, respectivamente. Elegido un socio al azar:
a) Calcule la probabilidad de que en su excursión no llueva.
b) Si en la excursión realizada por este socio ha llovido, ¿cuál es la probabilidad de que este socio haya ido al nacimiento del río Cuervo?
Paso 1
Identificar sucesos y construir el diagrama de árbol
Para resolver este problema, primero definimos los sucesos principales basados en el destino de la excursión y el hecho de si llueve o no.
Sean los sucesos:
- $C$: El socio va al nacimiento del río Cuervo.
- $H$: El socio va a las Hoces del río Duratón.
- $L$: El socio va al Cañón del río Lobos.
- $R$: En la zona de la excursión llueve.
- $\bar{R}$: En la zona de la excursión no llueve.
Extraemos los datos de las probabilidades del enunciado:
- $P(C) = 0,40$
- $P(H) = 0,35$
- $P(L) = 1 - (0,40 + 0,35) = 1 - 0,75 = 0,25$
Las probabilidades condicionadas de lluvia son:
- $P(R|C) = 0,5 \implies P(\bar{R}|C) = 1 - 0,5 = 0,5$
- $P(R|H) = 0,6 \implies P(\bar{R}|H) = 1 - 0,6 = 0,4$
- $P(R|L) = 0,45 \implies P(\bar{R}|L) = 1 - 0,45 = 0,55$
💡 **Tip:** En un diagrama de árbol, la suma de las probabilidades que parten de un mismo nodo siempre debe ser $1$.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de que no llueva
**a) Calcule la probabilidad de que en su excursión no llueva.**
Para calcular la probabilidad de que no llueva, $P(\bar{R})$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**, sumando las probabilidades de que no llueva en cada uno de los tres posibles destinos:
$$P(\bar{R}) = P(C) \cdot P(\bar{R}|C) + P(H) \cdot P(\bar{R}|H) + P(L) \cdot P(\bar{R}|L)$$
Sustituimos los valores obtenidos en el paso anterior:
$$P(\bar{R}) = (0,40 \cdot 0,5) + (0,35 \cdot 0,4) + (0,25 \cdot 0,55)$$
Realizamos los cálculos intermedios:
- $0,40 \cdot 0,5 = 0,2$
- $0,35 \cdot 0,4 = 0,14$
- $0,25 \cdot 0,55 = 0,1375$
Sumamos los resultados:
$$P(\bar{R}) = 0,2 + 0,14 + 0,1375 = 0,4775$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\text{no llueva}) = 0,4775}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada con Bayes
**b) Si en la excursión realizada por este socio ha llovido, ¿cuál es la probabilidad de que este socio haya ido al nacimiento del río Cuervo?**
Se nos pide calcular una probabilidad a posteriori, es decir, sabiendo que ha ocurrido el evento "llover" ($R$), cuál es la probabilidad de que el destino fuera el río Cuervo ($C$). Aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(C|R) = \frac{P(C \cap R)}{P(R)} = \frac{P(C) \cdot P(R|C)}{P(R)}$$
Primero, calculamos $P(R)$. Como sabemos que $P(\bar{R}) = 0,4775$, la probabilidad de que llueva es el suceso complementario:
$$P(R) = 1 - P(\bar{R}) = 1 - 0,4775 = 0,5225$$
Ahora calculamos la probabilidad de la intersección (ir al Cuervo y que llueva):
$$P(C \cap R) = P(C) \cdot P(R|C) = 0,40 \cdot 0,5 = 0,2$$
Finalmente, aplicamos la fórmula de Bayes:
$$P(C|R) = \frac{0,2}{0,5225} \approx 0,38277...$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes se usa siempre que nos dan el resultado final (ha llovido) y nos preguntan por la causa original (destino).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(C|R) \approx 0,3828}$$