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Probabilidad y Estadística 2021 Andalucia

Probabilidad en la plantilla municipal

Una determinada ciudad tiene en la plantilla del ayuntamiento $1000$ agentes de la policía local, $600$ bomberos y $400$ funcionarios de protección civil. En esta plantilla, el $42\%$ de policías, el $20\%$ de bomberos y el $50\%$ de funcionarios de protección civil son mujeres. Se elige una persona al azar de la plantilla. a) (1.5 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que sea mujer? b) (1 punto) Si la persona elegida es hombre, ¿cuál es la probabilidad de que sea bombero?
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidad
Para resolver el problema, primero definimos los sucesos principales según el cuerpo al que pertenece el trabajador y su sexo: - $P$: Ser agente de la policía local. - $B$: Ser bombero. - $C$: Ser funcionario de protección civil. - $M$: Ser mujer. - $H$: Ser hombre. Calculamos las probabilidades de pertenecer a cada cuerpo dividiendo el número de personas en cada uno por el total de la plantilla ($1000 + 600 + 400 = 2000$): $$P(P) = \frac{1000}{2000} = 0.5$$ $$P(B) = \frac{600}{2000} = 0.3$$ $$P(C) = \frac{400}{2000} = 0.2$$ Las probabilidades condicionadas según el sexo son: - Policías: $P(M|P) = 0.42 \implies P(H|P) = 0.58$ - Bomberos: $P(M|B) = 0.20 \implies P(H|B) = 0.80$ - Protec. Civil: $P(M|C) = 0.50 \implies P(H|C) = 0.50$ 💡 **Tip:** Recuerda que en cada nodo del árbol, la suma de las probabilidades de las ramas que salen debe ser igual a $1$.
Plantilla 0.5 Policía (P) 0.3 Bombero (B) 0.2 P. Civil (C) 0.42 M 0.58 H 0.20 M 0.80 H 0.50 M 0.50 H P(P∩M) = 0.5 · 0.42 = 0.21 P(P∩H) = 0.5 · 0.58 = 0.29 P(B∩M) = 0.3 · 0.20 = 0.06 P(B∩H) = 0.3 · 0.80 = 0.24 P(C∩M) = 0.2 · 0.50 = 0.10 P(C∩H) = 0.2 · 0.50 = 0.10
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de ser mujer
**a) (1.5 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que sea mujer?** Para calcular la probabilidad de que la persona elegida sea mujer ($M$), utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**. Sumamos las probabilidades de ser mujer en cada uno de los tres colectivos: $$P(M) = P(P) \cdot P(M|P) + P(B) \cdot P(M|B) + P(C) \cdot P(M|C)$$ Sustituimos los valores obtenidos en el paso anterior: $$P(M) = (0.5 \cdot 0.42) + (0.3 \cdot 0.20) + (0.2 \cdot 0.50)$$ $$P(M) = 0.21 + 0.06 + 0.10 = 0.37$$ 💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total se usa cuando un suceso (ser mujer) puede ocurrir a través de varios caminos excluyentes (ser policía, bombero o protección civil). ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(M) = 0.37}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada
**b) (1 punto) Si la persona elegida es hombre, ¿cuál es la probabilidad de que sea bombero?** Este apartado nos pide una probabilidad condicionada: la probabilidad de que sea bombero ($B$) sabiendo que es hombre ($H$). La fórmula es: $$P(B|H) = \frac{P(B \cap H)}{P(H)}$$ Primero, calculamos la probabilidad de ser hombre ($P(H)$). Como ser hombre es el suceso contrario a ser mujer: $$P(H) = 1 - P(M) = 1 - 0.37 = 0.63$$ Ahora, calculamos la probabilidad de ser hombre y bombero ($P(B \cap H)$): $$P(B \cap H) = P(B) \cdot P(H|B) = 0.3 \cdot 0.80 = 0.24$$ Finalmente, aplicamos la fórmula de la probabilidad condicionada (o Teorema de Bayes): $$P(B|H) = \frac{0.24}{0.63}$$ Simplificamos la fracción dividiendo entre $0.03$: $$P(B|H) = \frac{24}{63} = \frac{8}{21} \approx 0.3809$$ 💡 **Tip:** En los problemas de "Si ocurre X, ¿cuál es la probabilidad de Y?", siempre estamos ante una probabilidad condicionada $P(Y|X)$. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(B|H) = \frac{8}{21} \approx 0.3809}$$
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