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Probabilidad y Estadística 2023 Canarias

Probabilidad condicionada y Teorema de Bayes en aerolíneas

A1. En un aeropuerto operan tres líneas aéreas: LAVOLONA, NUBERIA y BRINKEN. El 30% de las llegadas diarias corresponden a la compañía LAVOLONA, el 25% a NUBERIA y el resto a BRINKEN. La proporción de vuelos que llegan con retraso es del 5% para los de LAVOLONA, el 8% para los de NUBERIA y el 12% para los de BRINKEN. a) Dibujar el correspondiente árbol de probabilidades. b) Se ha ido a recoger un pasajero al aeropuerto y el avión llega con retraso. ¿Cuál es la probabilidad de que el avión pertenezca a la compañía NUBERIA? c) Suponiendo que los retrasos se producen independientemente unos de otros, si los dos próximos aterrizajes corresponden a sendos aviones de la compañía BRINKEN, ¿cuál es la probabilidad de que alguno de ellos llegue con retraso?
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidades
**a) Dibujar el correspondiente árbol de probabilidades.** Primero, definimos los sucesos principales para organizar la información: - $L$: El vuelo pertenece a la compañía LAVOLONA. - $N$: El vuelo pertenece a la compañía NUBERIA. - $B$: El vuelo pertenece a la compañía BRINKEN. - $R$: El vuelo llega con retraso. - $\bar{R}$: El vuelo no llega con retraso (llega puntual). Calculamos la probabilidad de BRINKEN, ya que el enunciado dice que es "el resto": $$P(B) = 1 - (P(L) + P(N)) = 1 - (0.30 + 0.25) = 1 - 0.55 = 0.45$$ Las probabilidades condicionadas de retraso según la compañía son: $P(R|L) = 0.05$, $P(R|N) = 0.08$, $P(R|B) = 0.12$. 💡 **Tip:** En un árbol de probabilidades, la suma de las ramas que parten de un mismo nodo siempre debe ser 1.
Inicio 0.30 LAVOLONA 0.25 NUBERIA 0.45 BRINKEN 0.05 (R) 0.95 (R̄) 0.08 (R) 0.92 (R̄) 0.12 (R) 0.88 (R̄)
Paso 2
Cálculo de la probabilidad condicionada (Bayes)
**b) Se ha ido a recoger un pasajero al aeropuerto y el avión llega con retraso. ¿Cuál es la probabilidad de que el avión pertenezca a la compañía NUBERIA?** Nos piden calcular $P(N|R)$. Para ello, aplicamos el **Teorema de Bayes**: $$P(N|R) = \frac{P(N \cap R)}{P(R)} = \frac{P(N) \cdot P(R|N)}{P(R)}$$ Primero, calculamos la probabilidad total de que un avión llegue con retraso, $P(R)$, sumando todas las ramas que terminan en $R$: $$P(R) = P(L) \cdot P(R|L) + P(N) \cdot P(R|N) + P(B) \cdot P(R|B)$$ $$P(R) = 0.30 \cdot 0.05 + 0.25 \cdot 0.08 + 0.45 \cdot 0.12$$ $$P(R) = 0.015 + 0.02 + 0.054 = 0.089$$ Ahora sustituimos en la fórmula de Bayes: $$P(N|R) = \frac{0.25 \cdot 0.08}{0.089} = \frac{0.02}{0.089} \approx 0.2247$$ 💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total nos da el denominador, y el numerador es simplemente el camino específico que nos interesa. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(N|R) = \frac{20}{89} \approx 0.2247}$$
Paso 3
Probabilidad de sucesos independientes
**c) Suponiendo que los retrasos se producen independientemente unos de otros, si los dos próximos aterrizajes corresponden a sendos aviones de la compañía BRINKEN, ¿cuál es la probabilidad de que alguno de ellos llegue con retraso?** Sea $R_1$ el suceso "el primer avión de BRINKEN se retrasa" y $R_2$ el suceso "el segundo avión de BRINKEN se retrasa". Sabemos que para BRINKEN: $$P(R|B) = 0.12 \implies P(\bar{R}|B) = 1 - 0.12 = 0.88$$ Nos piden la probabilidad de que **alguno** llegue con retraso. Esto es equivalente a calcular el suceso contrario: que **ninguno** llegue con retraso. $P(\text{alguno con retraso}) = 1 - P(\text{ninguno con retraso})$ $P(\text{ninguno con retraso}) = P(\bar{R}_1 \cap \bar{R}_2)$ Como los sucesos son independientes: $$P(\bar{R}_1 \cap \bar{R}_2) = P(\bar{R}_1) \cdot P(\bar{R}_2) = 0.88 \cdot 0.88 = 0.7744$$ Finalmente: $$P(\text{alguno R}) = 1 - 0.7744 = 0.2256$$ 💡 **Tip:** Cuando te pidan la probabilidad de "al menos uno" o "alguno", suele ser mucho más rápido calcular $1 - P(\text{ninguno})$. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P = 0.2256}$$
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