Probabilidad y Estadística 2023 Madrid
Probabilidad de hábitos alimenticios y actividad física
A.4. (2 puntos) Un estudio europeo sobre hábitos alimenticios y actividad física indica que el 27,4 % de mujeres españolas mayores de 16 años practica semanalmente alguna actividad física durante al menos 150 minutos, y que el 65,1 % consume de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día. Además, el 76,3 % de estas mujeres dedica semanalmente al menos 150 minutos a practicar alguna actividad física o consume de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día. Calcule la probabilidad de que eligiendo una mujer española mayor de 16 años al azar:
a) Dedique semanalmente al menos 150 minutos a practicar alguna actividad física y consuma de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día.
b) No dedique semanalmente al menos 150 minutos a practicar alguna actividad física, sabiendo que no consume de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día.
Paso 1
Definición de sucesos y organización de datos
En primer lugar, definimos los sucesos que intervienen en el problema basándonos en los datos del enunciado:
- $A$: La mujer practica semanalmente al menos 150 minutos de actividad física.
- $F$: La mujer consume de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día.
Extraemos las probabilidades dadas en el enunciado (expresadas en tanto por uno):
- $P(A) = 0,274$
- $P(F) = 0,651$
- $P(A \cup F) = 0,763$ (probabilidad de que haga actividad física **o** consuma fruta/verdura).
💡 **Tip:** Recuerda que el término "o" en probabilidad se asocia con la unión ($\cup$) y el término "y" con la intersección ($\cap$).
Paso 2
Cálculo de la intersección y tabla de contingencia
Para resolver el ejercicio de forma clara, utilizaremos una **tabla de contingencia**. Primero necesitamos calcular la probabilidad de la intersección $P(A \cap F)$ usando la propiedad de la unión:
$$P(A \cup F) = P(A) + P(F) - P(A \cap F)$$
Despejamos $P(A \cap F)$:
$$P(A \cap F) = P(A) + P(F) - P(A \cup F)$$
$$P(A \cap F) = 0,274 + 0,651 - 0,763 = 0,162$$
Ahora completamos la tabla con los sucesos complementarios ($\bar{A}$ y $\bar{F}$):
- $P(\bar{A}) = 1 - 0,274 = 0,726$
- $P(\bar{F}) = 1 - 0,651 = 0,349$
- $P(A \cap \bar{F}) = P(A) - P(A \cap F) = 0,274 - 0,162 = 0,112$
- $P(\bar{A} \cap F) = P(F) - P(A \cap F) = 0,651 - 0,162 = 0,489$
- $P(\bar{A} \cap \bar{F}) = P(\bar{F}) - P(A \cap \bar{F}) = 0,349 - 0,112 = 0,237$
$$\begin{array}{c|cc|c}
& F & \bar{F} & \text{Total} \\\hline
A & 0,162 & 0,112 & 0,274 \\
\bar{A} & 0,489 & 0,237 & 0,726 \\\hline
\text{Total} & 0,651 & 0,349 & 1,000
\end{array}$$
Paso 3
Probabilidad de realizar ambas actividades
**a) Dedique semanalmente al menos 150 minutos a practicar alguna actividad física y consuma de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día.**
Nos piden la probabilidad de la intersección, es decir, que ocurran ambos sucesos simultáneamente: $P(A \cap F)$.
Como ya hemos calculado en el paso anterior mediante la fórmula de la unión:
$$P(A \cap F) = P(A) + P(F) - P(A \cup F)$$
$$P(A \cap F) = 0,274 + 0,651 - 0,763 = 0,162$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cap F) = 0,162}$$
Paso 4
Probabilidad condicionada
**b) No dedique semanalmente al menos 150 minutos a practicar alguna actividad física, sabiendo que no consume de 1 a 4 porciones de fruta o verdura al día.**
Nos piden calcular una probabilidad condicionada: la probabilidad de $\bar{A}$ sabiendo que ha ocurrido $\bar{F}$, denotada como $P(\bar{A} | \bar{F})$.
Usamos la fórmula de la probabilidad condicionada:
$$P(\bar{A} | \bar{F}) = \frac{P(\bar{A} \cap \bar{F})}{P(\bar{F})}$$
Sustituimos los valores obtenidos en nuestra tabla de contingencia:
- $P(\bar{A} \cap \bar{F}) = 0,237$
- $P(\bar{F}) = 0,349$
$$P(\bar{A} | \bar{F}) = \frac{0,237}{0,349} \approx 0,6791$$
💡 **Tip:** También podrías haber obtenido $P(\bar{A} \cap \bar{F})$ usando la **Leyes de De Morgan**: $P(\bar{A} \cap \bar{F}) = P(\overline{A \cup F}) = 1 - P(A \cup F) = 1 - 0,763 = 0,237$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{A} | \bar{F}) \approx 0,6791}$$