Probabilidad y Estadística 2022 Andalucia
Probabilidad de efectividad de las vacunas
EJERCICIO 6
Del total de personas vacunadas en un país para prevenir una enfermedad, el 48% recibió la vacuna $A$, el 35% la vacuna $B$ y el resto la vacuna $C$.
La efectividad de la vacuna $A$ se sitúa en el 70%, la de $B$ en el 95% y la de $C$ en el 94%. Elegida al azar una persona vacunada,
a) (1.25 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que haya sido vacunada con $A$ y no le sea efectiva?
b) (0.75 puntos) ¿Qué probabilidad hay de que la vacuna le sea efectiva?
c) (0.5 puntos) Sabiendo que la vacuna no le ha sido efectiva, ¿cuál es la probabilidad de que haya sido vacunada con $C$?
Paso 1
Definición de sucesos y diagrama de árbol
**a) (1.25 puntos) ¿Cuál es la probabilidad de que haya sido vacunada con $A$ y no le sea efectiva?**
En primer lugar, definimos los sucesos del problema basándonos en el tipo de vacuna recibida y su efectividad:
- $A$: La persona recibe la vacuna $A$.
- $B$: La persona recibe la vacuna $B$.
- $C$: La persona recibe la vacuna $C$.
- $E$: La vacuna es efectiva.
- $\overline{E}$: La vacuna no es efectiva.
Calculamos la probabilidad de recibir la vacuna $C$ sabiendo que el total debe ser el 100%:
$$P(C) = 1 - (P(A) + P(B)) = 1 - (0.48 + 0.35) = 1 - 0.83 = 0.17$$
A continuación, representamos los datos en un **diagrama de árbol**:
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de A y no efectiva
Para calcular la probabilidad de que una persona reciba la vacuna $A$ y esta no sea efectiva, multiplicamos la probabilidad de elegir la vacuna $A$ por la probabilidad de que no sea efectiva dado que es la $A$:
$$P(A \cap \overline{E}) = P(A) \cdot P(\overline{E} | A)$$
Sustituyendo los valores del enunciado:
$$P(A \cap \overline{E}) = 0.48 \cdot (1 - 0.70) = 0.48 \cdot 0.30 = 0.144$$
💡 **Tip:** El suceso "A y no efectiva" es una intersección. En el árbol, se corresponde con seguir la rama de $A$ y luego la de no efectividad.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cap \overline{E}) = 0.144}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad total de efectividad
**b) (0.75 puntos) ¿Qué probabilidad hay de que la vacuna le sea efectiva?**
Utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**, sumando las probabilidades de que sea efectiva para cada una de las vacunas:
$$P(E) = P(A) \cdot P(E|A) + P(B) \cdot P(E|B) + P(C) \cdot P(E|C)$$
Sustituimos los datos:
$$P(E) = 0.48 \cdot 0.70 + 0.35 \cdot 0.95 + 0.17 \cdot 0.94$$
$$P(E) = 0.336 + 0.3325 + 0.1598 = 0.8283$$
💡 **Tip:** La probabilidad total es la suma de todas las rutas del árbol que terminan en el suceso deseado (en este caso, $E$).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(E) = 0.8283}$$
Paso 4
Aplicación del Teorema de Bayes
**c) (0.5 puntos) Sabiendo que la vacuna no le ha sido efectiva, ¿cuál es la probabilidad de que haya sido vacunada con $C$?**
Se nos pide una probabilidad condicionada a posteriori, por lo que aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(C | \overline{E}) = \frac{P(C \cap \overline{E})}{P(\overline{E})}$$
Primero, calculamos $P(\overline{E})$ usando el suceso contrario al calculado en el apartado anterior:
$$P(\overline{E}) = 1 - P(E) = 1 - 0.8283 = 0.1717$$
Ahora calculamos la intersección $P(C \cap \overline{E})$:
$$P(C \cap \overline{E}) = P(C) \cdot P(\overline{E}|C) = 0.17 \cdot 0.06 = 0.0102$$
Finalmente, calculamos la probabilidad solicitada:
$$P(C | \overline{E}) = \frac{0.0102}{0.1717} \approx 0.0594$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes nos permite "invertir" la condición: si sabemos el resultado final (no efectiva), podemos hallar la probabilidad de la causa (vacuna C).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(C | \overline{E}) \approx 0.0594}$$