Probabilidad y Estadística 2022 Madrid
Probabilidad Condicionada y Teorema de la Probabilidad Total
A.4. (2 puntos) Sean $A$ y $B$ sucesos asociados a un experimento aleatorio tales que $P(A) = 0,6, \ P(A|B) = 0,4$ y $P(A|B^c) = 0,8$; siendo $B^c$ es el suceso complementario de $B$.
a) Calcule $P(B)$.
b) ¿Son $A$ y $B$ independientes? Justifique su respuesta.
Paso 1
Planteamiento mediante el Teorema de la Probabilidad Total
**a) Calcule $P(B)$.**
Para resolver este apartado, utilizaremos el **Teorema de la Probabilidad Total**. Sabemos que el suceso $A$ puede ocurrir habiendo ocurrido $B$ o habiendo ocurrido su complementario $B^c$. La fórmula es:
$$P(A) = P(A|B) \cdot P(B) + P(A|B^c) \cdot P(B^c)$$
Como $P(B^c) = 1 - P(B)$, podemos sustituir los datos que nos da el enunciado:
- $P(A) = 0,6$
- $P(A|B) = 0,4$
- $P(A|B^c) = 0,8$
Si llamamos $x = P(B)$, la ecuación queda:
$$0,6 = 0,4 \cdot x + 0,8 \cdot (1 - x)$$
Podemos visualizar esta situación con un árbol de probabilidad:
💡 **Tip:** Recuerda que la suma de las probabilidades de las ramas que salen de un mismo nodo siempre debe ser 1.
Paso 2
Resolución de la ecuación
Resolvemos la ecuación lineal para hallar $x$:
$$0,6 = 0,4x + 0,8 - 0,8x$$
Agrupamos los términos con $x$ en un lado y los números en otro:
$$0,6 - 0,8 = 0,4x - 0,8x$$
$$-0,2 = -0,4x$$
Despejamos $x$:
$$x = \frac{-0,2}{-0,4} = \frac{0,2}{0,4} = 0,5$$
Por lo tanto, la probabilidad del suceso $B$ es $0,5$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(B) = 0,5}$$
Paso 3
Estudio de la independencia
**b) ¿Son $A$ y $B$ independientes? Justifique su respuesta.**
Dos sucesos $A$ y $B$ son independientes si el hecho de que ocurra uno no modifica la probabilidad de que ocurra el otro. Matemáticamente, se deben cumplir cualquiera de estas condiciones:
1. $P(A|B) = P(A)$
2. $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$
Vamos a comprobar la primera condición utilizando los datos del enunciado:
- $P(A|B) = 0,4$
- $P(A) = 0,6$
Comparamos ambos valores:
$$0,4 \neq 0,6 \implies P(A|B) \neq P(A)$$
Como la probabilidad de $A$ condicionada a $B$ es distinta de la probabilidad de $A$, los sucesos **no son independientes**.
💡 **Tip:** Si $P(A|B) < P(A)$, significa que la ocurrencia de $B$ hace que sea menos probable que ocurra $A$; existe una dependencia negativa.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{A y B no son independientes porque } P(A|B) \neq P(A)}$$