Probabilidad y Estadística 2021 Madrid
Probabilidad, teletrabajo y trastornos del sueño
A. 4. (Calificación máxima: 2 puntos)
El 60 % de los empleados de una multinacional teletrabaja desde que se declaró la situación de emergencia sanitaria por Covid-19. De estos, el 30 % padece trastornos del sueño, mientras que este porcentaje se eleva al 80 % para aquellos empleados que no teletrabajan. Seleccionado un empleado al azar, calcule la probabilidad de que:
a) No tenga trastornos del sueño y teletrabaje.
b) No teletrabaje, sabiendo que no tiene trastornos del sueño.
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidad
Para resolver este problema, primero definimos los sucesos que aparecen en el enunciado:
* $T$: El empleado teletrabaja.
* $\bar{T}$: El empleado no teletrabaja.
* $S$: El empleado padece trastornos del sueño.
* $\bar{S}$: El empleado no padece trastornos del sueño.
Del enunciado extraemos los siguientes datos:
- $P(T) = 0.60$
- $P(\bar{T}) = 1 - 0.60 = 0.40$
- $P(S|T) = 0.30 \implies P(\bar{S}|T) = 1 - 0.30 = 0.70$
- $P(S|\bar{T}) = 0.80 \implies P(\bar{S}|\bar{T}) = 1 - 0.80 = 0.20$
Representamos esta información en un **diagrama de árbol** para facilitar los cálculos:
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de no tener trastornos del sueño y teletrabajar
**a) No tenga trastornos del sueño y teletrabaje.**
Nos piden la probabilidad de la intersección de dos sucesos: que el empleado no tenga trastornos del sueño ($\bar{S}$) y que teletrabaje ($T$). Esto corresponde a la probabilidad $P(\bar{S} \cap T)$.
Utilizamos la fórmula de la probabilidad de la intersección:
$$P(\bar{S} \cap T) = P(T) \cdot P(\bar{S}|T)$$
Sustituimos los valores obtenidos del enunciado:
$$P(\bar{S} \cap T) = 0.60 \cdot 0.70 = 0.42$$
💡 **Tip:** En un diagrama de árbol, la probabilidad de una intersección se calcula multiplicando las probabilidades de las ramas que llevan a ese suceso final.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{S} \cap T) = 0.42}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad total de no tener trastornos del sueño
**b) No teletrabaje, sabiendo que no tiene trastornos del sueño.**
Para resolver este apartado, primero necesitamos calcular la probabilidad total de que un empleado no tenga trastornos del sueño, $P(\bar{S})$.
Según el **Teorema de la Probabilidad Total**, el suceso $\bar{S}$ puede ocurrir de dos formas: teletrabajando o no teletrabajando.
$$P(\bar{S}) = P(T) \cdot P(\bar{S}|T) + P(\bar{T}) \cdot P(\bar{S}|\bar{T})$$
Sustituimos los valores:
$$P(\bar{S}) = (0.60 \cdot 0.70) + (0.40 \cdot 0.20)$$
$$P(\bar{S}) = 0.42 + 0.08 = 0.50$$
💡 **Tip:** La suma de las probabilidades de todas las ramas que terminan en el suceso que nos interesa nos da la probabilidad total de dicho suceso.
Paso 4
Cálculo de la probabilidad condicionada (Teorema de Bayes)
Ahora calculamos la probabilidad de que no teletrabaje ($\bar{T}$) dado que sabemos que no tiene trastornos del sueño ($\bar{S}$). Esto es una probabilidad condicionada $P(\bar{T}|\bar{S})$.
Aplicamos la definición de **probabilidad condicionada** (o Teorema de Bayes):
$$P(\bar{T}|\bar{S}) = \frac{P(\bar{T} \cap \bar{S})}{P(\bar{S})}$$
Ya conocemos ambos valores:
- $P(\bar{T} \cap \bar{S}) = P(\bar{T}) \cdot P(\bar{S}|\bar{T}) = 0.40 \cdot 0.20 = 0.08$
- $P(\bar{S}) = 0.50$
Calculamos el cociente:
$$P(\bar{T}|\bar{S}) = \frac{0.08}{0.50} = 0.16$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{T}|\bar{S}) = 0.16}$$