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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:
Inicio Teletrabaja (T) No teletr. (T̄) Sueño (S) No sueño (S̄) Sueño (S) No sueño (S̄) P(T)=0.6 P(T̄)=0.4 P(S|T)=0.3 P(S̄|T)=0.7 P(S|T̄)=0.8 P(S̄|T̄)=0.2 P(T∩S)=0.18 P(T∩S̄)=0.42 P(T̄∩S)=0.32 P(T̄∩S̄)=0.08
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:** $$\boxed{P(\bar{T}|\bar{S}) = 0.16}$$
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