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Probabilidad y Estadística 2023 Madrid

Probabilidad de selección en el Programa Ramón y Cajal

B.4. (2 puntos) La Agencia Estatal de Investigación Española convoca regularmente el Programa Ramón y Cajal para la contratación de investigadores de trayectoria destacada en dos modalidades: general y jóvenes doctores. En la convocatoria 2021 se presentaron 2159 solicitudes en la modalidad general y 1316 en la modalidad de jóvenes doctores. El porcentaje de investigadores seleccionados en la modalidad general fue el 16,1 %, mientras que en la modalidad de jóvenes doctores fue del 21,1 %. Eligiendo un investigador al azar, entre los solicitantes, calcule la probabilidad de que: a) Sea seleccionado para recibir una de las ayudas Ramón y Cajal. b) La solicitud sea de la modalidad general, sabiendo que el investigador ha sido seleccionado.
Paso 1
Definición de eventos y organización de datos
**a) Sea seleccionado para recibir una de las ayudas Ramón y Cajal.** Primero, definimos los sucesos del problema para organizar la información de forma clara: - $G$: El investigador pertenece a la modalidad **General**. - $J$: El investigador pertenece a la modalidad de **Jóvenes doctores**. - $S$: El investigador es **seleccionado**. - $\bar{S}$: El investigador **no es seleccionado**. Calculamos el número total de solicitudes: $$\text{Total} = 2159 + 1316 = 3475$$ Ahora determinamos las probabilidades iniciales: - $P(G) = \dfrac{2159}{3475} \approx 0,6213$ - $P(J) = \dfrac{1316}{3475} \approx 0,3787$ Las probabilidades condicionadas (porcentajes de selección) son: - $P(S|G) = 16,1\% = 0,161$ - $P(S|J) = 21,1\% = 0,211$ 💡 **Tip:** En problemas de probabilidad con varias etapas o clasificaciones, es fundamental definir bien los sucesos y comprobar que la suma de las probabilidades de las ramas principales sea 1 ($0,6213 + 0,3787 = 1$).
Paso 2
Construcción del árbol de probabilidad
Representamos la situación mediante un diagrama de árbol para visualizar todos los caminos posibles:
Inicio General (G) Jóvenes (J) Selec. (S) No Selec. (S̄) Selec. (S) No Selec. (S̄) 2159/3475 1316/3475 0.161 0.839 0.211 0.789 P(G∩S) ≈ 0.1000 P(J∩S) ≈ 0.0799
Paso 3
Cálculo de la probabilidad total
Para hallar la probabilidad de que un investigador sea seleccionado, aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total**. Este teorema nos dice que la probabilidad de $S$ es la suma de las probabilidades de ser seleccionado en cada modalidad: $$P(S) = P(G) \cdot P(S|G) + P(J) \cdot P(S|J)$$ Sustituimos los valores exactos para evitar errores de redondeo prematuros: $$P(S) = \frac{2159}{3475} \cdot 0,161 + \frac{1316}{3475} \cdot 0,211$$ $$P(S) = \frac{2159 \cdot 0,161 + 1316 \cdot 0,211}{3475} = \frac{347,599 + 277,676}{3475}$$ $$P(S) = \frac{625,275}{3475} \approx 0,179935$$ Redondeando a cuatro decimales: $$P(S) \approx 0,1799$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(S) \approx 0,1799}$$ 💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total se usa cuando un suceso puede ocurrir a través de varios caminos excluyentes.
Paso 4
Cálculo de la probabilidad a posteriori (Bayes)
**b) La solicitud sea de la modalidad general, sabiendo que el investigador ha sido seleccionado.** Se nos pide la probabilidad de que la modalidad sea general dado que ya sabemos que ha sido seleccionado. Esto es una probabilidad condicionada $P(G|S)$. Aplicamos el **Teorema de Bayes**: $$P(G|S) = \frac{P(G \cap S)}{P(S)} = \frac{P(G) \cdot P(S|G)}{P(S)}$$ Usamos los valores calculados anteriormente: - Numerador (Probabilidad de ser General y Seleccionado): $P(G \cap S) = \frac{347,599}{3475} \approx 0,100028$ - Denominador (Probabilidad total de ser seleccionado): $P(S) = \frac{625,275}{3475} \approx 0,179935$ Calculamos el cociente: $$P(G|S) = \frac{347,599 / 3475}{625,275 / 3475} = \frac{347,599}{625,275} \approx 0,555909$$ Redondeando a cuatro decimales: $$P(G|S) \approx 0,5559$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(G|S) \approx 0,5559}$$ 💡 **Tip:** Bayes siempre se aplica cuando nos dan el resultado final (ha sido seleccionado) y nos preguntan por el origen o causa (era de la modalidad general).
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