Probabilidad y Estadística 2021 Madrid
Independencia de sucesos y probabilidad condicionada
Sean $A$ y $B$ dos sucesos de un experimento aleatorio, tales que $P(A) = 0,5$, $P(ar{B}) = 0,8$ y $P(ar{A} \cup ar{B}) = 0,9$.
a) Estudie si los sucesos $A$ y $B$ son independientes.
b) Calcule $P(ar{A}|B)$.
Paso 1
Obtener las probabilidades fundamentales
Para resolver ambos apartados, primero necesitamos conocer las probabilidades de los sucesos $A$, $B$ y su intersección $A \cap B$.
1. **Probabilidad de $B$:**
Como nos dan la probabilidad del suceso contrario $\bar{B}$, usamos la propiedad del suceso complementario:
$$P(B) = 1 - P(\bar{B}) = 1 - 0,8 = 0,2$$
2. **Probabilidad de la intersección $A \cap B$:**
El enunciado nos da $P(\bar{A} \cup ar{B}) = 0,9$. Aplicando las **Leyes de De Morgan**, sabemos que $\bar{A} \cup \bar{B} = \overline{A \cap B}$.
Por tanto:
$$P(\overline{A \cap B}) = 0,9 \implies P(A \cap B) = 1 - P(\overline{A \cap B}) = 1 - 0,9 = 0,1$$
💡 **Tip:** Recuerda las Leyes de De Morgan: el complementario de la unión es la intersección de los complementarios ($\overline{A \cup B} = \bar{A} \cap ar{B}$) y el complementario de la intersección es la unión de los complementarios ($\overline{A \cap B} = \bar{A} \cup ar{B}$).
$$\boxed{P(A)=0,5; \quad P(B)=0,2; \quad P(A \cap B)=0,1}$$
Paso 2
Estudio de la independencia
**a) Estudie si los sucesos $A$ y $B$ son independientes.**
Dos sucesos $A$ y $B$ son independientes si y solo si la probabilidad de su intersección es igual al producto de sus probabilidades individuales:
$$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$$
Calculamos el producto de las probabilidades:
$$P(A) \cdot P(B) = 0,5 \cdot 0,2 = 0,10$$
Comparamos con el valor de la intersección que hallamos en el paso anterior:
$$P(A \cap B) = 0,1$$
Como $0,1 = 0,1$, se cumple la igualdad.
💡 **Tip:** Si $P(A \cap B) \neq P(A) \cdot P(B)$, entonces los sucesos se denominan dependientes.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Los sucesos } A \text{ y } B \text{ son independientes}}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada
**b) Calcule $P(ar{A}|B)$.**
Podemos resolver este apartado de dos formas gracias a lo que hemos descubierto en el apartado anterior.
**Método 1: Usando la definición de probabilidad condicionada**
$$P(\bar{A}|B) = \frac{P(\bar{A} \cap B)}{P(B)}$$
Primero hallamos $P(\bar{A} \cap B)$. Sabemos que $P(B) = P(A \cap B) + P(\bar{A} \cap B)$, por lo que:
$$P(\bar{A} \cap B) = P(B) - P(A \cap B) = 0,2 - 0,1 = 0,1$$
Ahora sustituimos en la fórmula:
$$P(\bar{A}|B) = \frac{0,1}{0,2} = 0,5$$
**Método 2: Usando la propiedad de independencia**
Si dos sucesos $A$ y $B$ son independientes, entonces sus complementarios también lo son respecto al otro suceso. Esto significa que la ocurrencia de $B$ no afecta a la probabilidad de $A$ ni de $\bar{A}$:
$$P(\bar{A}|B) = P(\bar{A})$$
$$P(\bar{A}) = 1 - P(A) = 1 - 0,5 = 0,5$$
💡 **Tip:** En un examen, si ya has demostrado la independencia en el apartado (a), usar el Método 2 es mucho más rápido y demuestra dominio de la teoría.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{A}|B) = 0,5}$$