Probabilidad y Estadística 2023 Andalucia
Probabilidad de ganar partidos según superficie
EJERCICIO 5
Durante la pasada temporada, una tenista ganó el $90 \%$ de los partidos que jugó sobre tierra y la mitad cuando lo hizo sobre otro tipo de superficie. De los 40 partidos que jugó la temporada pasada, 25 lo hizo sobre tierra. Elegido al azar un partido de la temporada pasada de esta tenista, halle la probabilidad de que:
a) (1.25 puntos) Ganase el partido.
b) (0.5 puntos) No ganase sabiendo que jugó sobre tierra.
c) (0.75 puntos) Jugase sobre tierra sabiendo que ganó.
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidad
Para resolver este problema de probabilidad, primero debemos identificar los sucesos principales y los datos que nos ofrece el enunciado.
Definimos los siguientes sucesos:
- $T$: El partido se juega sobre **tierra**.
- $O$: El partido se juega sobre **otro tipo de superficie**.
- $G$: La tenista **gana** el partido.
- $\bar{G}$: La tenista **no gana** (pierde) el partido.
Datos del enunciado:
- Total de partidos: $40$.
- Partidos en tierra: $25 \implies P(T) = \frac{25}{40} = 0,625$.
- Partidos en otra superficie: $40 - 25 = 15 \implies P(O) = \frac{15}{40} = 0,375$.
- Probabilidad de ganar en tierra: $P(G|T) = 90\% = 0,9$.
- Probabilidad de ganar en otra superficie: $P(G|O) = 50\% = 0,5$.
Podemos representar esta información en un **árbol de probabilidad**:
💡 **Tip:** En un diagrama de árbol, la suma de las probabilidades de las ramas que parten de un mismo nodo siempre debe ser igual a $1$.
Paso 2
Probabilidad total de ganar el partido
**a) (1.25 puntos) Ganase el partido.**
Para hallar la probabilidad de que ganase el partido, $P(G)$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**, ya que el suceso ganar puede ocurrir tanto si juega en tierra como si juega en otra superficie.
La fórmula es:
$$P(G) = P(T) \cdot P(G|T) + P(O) \cdot P(G|O)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$P(G) = 0,625 \cdot 0,9 + 0,375 \cdot 0,5$$
$$P(G) = 0,5625 + 0,1875$$
$$P(G) = 0,75$$
Esto significa que la tenista tiene una probabilidad del $75 \%$ de ganar un partido elegido al azar.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(G) = 0,75}$$
Paso 3
Probabilidad condicionada: no ganar en tierra
**b) (0.5 puntos) No ganase sabiendo que jugó sobre tierra.**
En este apartado nos piden una probabilidad condicionada: la probabilidad de que no ganase ($\bar{G}$) dado que sabemos que el partido fue sobre tierra ($T$). Es decir, $P(\bar{G}|T)$.
Sabemos por el enunciado que cuando juega sobre tierra gana el $90 \%$ de las veces ($P(G|T) = 0,9$). Por lo tanto, la probabilidad de que no gane es el suceso complementario:
$$P(\bar{G}|T) = 1 - P(G|T)$$
$$P(\bar{G}|T) = 1 - 0,9 = 0,1$$
💡 **Tip:** No confundas $P(\bar{G}|T)$ (probabilidad de perder dado que es tierra) con $P(\bar{G} \cap T)$ (probabilidad de que sea en tierra y pierda).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{G}|T) = 0,1}$$
Paso 4
Teorema de Bayes: jugar en tierra habiendo ganado
**c) (0.75 puntos) Jugase sobre tierra sabiendo que ganó.**
Nos piden la probabilidad de que el partido haya sido sobre tierra ($T$) sabiendo que el resultado fue una victoria ($G$). Es decir, $P(T|G)$.
Para resolver esto, aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(T|G) = \frac{P(T \cap G)}{P(G)} = \frac{P(T) \cdot P(G|T)}{P(G)}$$
Utilizamos los valores obtenidos anteriormente:
- $P(T) \cdot P(G|T) = 0,625 \cdot 0,9 = 0,5625$ (esta es la probabilidad de que el partido sea en tierra y lo gane).
- $P(G) = 0,75$ (calculado en el apartado a).
Sustituimos:
$$P(T|G) = \frac{0,5625}{0,75}$$
$$P(T|G) = 0,75$$
La probabilidad de que el partido ganado se hubiese disputado en tierra es del $75 \%$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(T|G) = 0,75}$$