Probabilidad y Estadística 2021 Aragon
Probabilidad de viajes de fin de bachillerato
5.- (10 puntos) Al terminar el bachillerato los 100 alumnos de un Centro, de las modalidades de Ciencias y Artes, planean viajar por Italia, Francia o Portugal. Entre los 55 alumnos de Ciencias se sabe que 10 quieren ir a Italia, 25 a Francia y 20 a Portugal. En el grupo de Artes hay 30 que quieren ir a Italia y 15 a Portugal. Elegido un alumno al azar, calcula:
a.- (2,5 puntos) La probabilidad de que quiera ir a Portugal.
b.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno que quiera ir a Italia sea de Artes.
c.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno quiera ir a Francia y sea de Ciencias.
d.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno de Ciencias quiera ir a Francia.
Paso 1
Organización de los datos en una tabla de contingencia
Para resolver este tipo de ejercicios de probabilidad con grupos y categorías, lo más sencillo es organizar la información en una **tabla de contingencia**.
Definimos los sucesos:
- $C$: El alumno es de la modalidad de Ciencias.
- $A$: El alumno es de la modalidad de Artes.
- $I$: El alumno quiere ir a Italia.
- $F$: El alumno quiere ir a Francia.
- $P$: El alumno quiere ir a Portugal.
Datos conocidos:
- Total de alumnos: $100$.
- Alumnos de Ciencias ($C$): $55$. Por tanto, los de Artes ($A$) son $100 - 55 = 45$.
- Ciencias: $10$ a Italia, $25$ a Francia, $20$ a Portugal ($10 + 25 + 20 = 55$).
- Artes: $30$ a Italia, $15$ a Portugal. Como son $45$ en total, a Francia van $45 - (30 + 15) = 0$.
$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|}
\hline
& \text{Italia (I)} & \text{Francia (F)} & \text{Portugal (P)} & \text{Total} \\ \hline
\text{Ciencias (C)} & 10 & 25 & 20 & 55 \\ \hline
\text{Artes (A)} & 30 & 0 & 15 & 45 \\ \hline
\text{Total} & 40 & 25 & 35 & 100 \\ \hline
\end{array}$$
💡 **Tip:** Comprobar siempre que las filas y las columnas sumen el total indicado ($100$ en este caso). Esto evita errores de cálculo posteriores.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de ir a Portugal
**a.- (2,5 puntos) La probabilidad de que quiera ir a Portugal.**
Utilizamos la **Regla de Laplace**, que define la probabilidad como el cociente entre casos favorables y casos posibles.
- Casos posibles: Total de alumnos del centro = $100$.
- Casos favorables: Total de alumnos que quieren ir a Portugal (la suma de los de Ciencias y Artes que eligen Portugal) = $20 + 15 = 35$.
$$P(P) = \frac{\text{Alumnos que van a Portugal}}{\text{Total de alumnos}} = \frac{35}{100}$$
Simplificando o expresando en decimal:
$$P(P) = 0.35$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(P) = 0.35}$$
Paso 3
Probabilidad condicionada: Alumno de Artes dado que va a Italia
**b.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno que quiera ir a Italia sea de Artes.**
Este apartado pide una **probabilidad condicionada**. Queremos saber la probabilidad de que sea de Artes sabiendo ya que su destino es Italia, es decir, $P(A|I)$.
Mirando nuestra tabla:
- Restringimos el total al grupo de los que van a Italia: $40$ alumnos.
- De esos $40$, ¿cuántos son de Artes?: $30$ alumnos.
Aplicando la fórmula de la probabilidad condicionada:
$$P(A|I) = \frac{P(A \cap I)}{P(I)} = \frac{30/100}{40/100} = \frac{30}{40}$$
Simplificando la fracción:
$$P(A|I) = \frac{3}{4} = 0.75$$
💡 **Tip:** En una tabla de contingencia, para calcular $P(X|Y)$, basta con dividir el valor de la casilla donde se cruzan $X$ e $Y$ entre el total de la columna/fila de la condición $Y$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A|I) = 0.75}$$
Paso 4
Probabilidad de la intersección: Francia y Ciencias
**c.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno quiera ir a Francia y sea de Ciencias.**
Aquí se pide la **probabilidad de la intersección**, $P(F \cap C)$. Buscamos la probabilidad de elegir a un alumno que cumpla ambas condiciones a la vez sobre el total de la población ($100$).
- Casos favorables: Alumnos que son de Ciencias **y** van a Francia = $25$.
- Casos posibles: Total de alumnos = $100$.
$$P(F \cap C) = \frac{25}{100} = 0.25$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(F \cap C) = 0.25}$$
Paso 5
Probabilidad condicionada: Ir a Francia dado que es de Ciencias
**d.- (2,5 puntos) Probabilidad de que un alumno de Ciencias quiera ir a Francia.**
Aunque suena parecido al apartado anterior, el enunciado dice "un alumno de Ciencias", lo que establece una condición previa. Queremos calcular $P(F|C)$.
- Restringimos el total al grupo de alumnos de Ciencias: $55$ alumnos.
- De esos $55$, ¿cuántos van a Francia?: $25$ alumnos.
$$P(F|C) = \frac{P(F \cap C)}{P(C)} = \frac{25}{55}$$
Simplificamos dividiendo entre $5$:
$$P(F|C) = \frac{5}{11} \approx 0.4545$$
💡 **Tip:** Fíjate en la diferencia con el apartado c. En el c) el total son los 100 alumnos. En el d) el total se limita a los 55 de Ciencias.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(F|C) = \frac{5}{11} \approx 0.4545}$$