Probabilidad y Estadística 2024 Castilla y Leon
Probabilidad en las modalidades de Bachillerato
P6.
De acuerdo con los últimos datos publicados por el Ministerio de Educación y Formación Profesional (datos y cifras del curso escolar 2022/2023), el 53.7 % de las personas que estudian bachillerato son mujeres. Por modalidad cursada, las mujeres se distribuyen en un 49.1 % en Humanidades y Ciencias Sociales, un 43.6 % en Ciencia y Tecnología y un 7.3 % en Artes; mientras que los hombres se distribuyen en un 43.2 % en Humanidades y Ciencias Sociales, un 52.5 % en Ciencias y Tecnología, y el resto en Artes.
a) Si se elige una persona al azar que estudia bachillerato, ¿cuál es la probabilidad de que estudie una modalidad de Ciencia y Tecnología?
b) Sabiendo que la persona que estudia bachillerato elegida sigue una formación en Ciencia y Tecnología, ¿cuál es la probabilidad de que sea mujer?
Paso 1
Definición de sucesos y extracción de datos
Para resolver este problema, primero debemos definir los sucesos que intervienen y organizar la información que nos da el enunciado.
Definimos los sucesos según el género:
- $M$: La persona elegida es mujer.
- $H$: La persona elegida es hombre.
Definimos los sucesos según la modalidad de estudio:
- $HSS$: Humanidades y Ciencias Sociales.
- $CT$: Ciencia y Tecnología.
- $A$: Artes.
Del enunciado extraemos las probabilidades directas:
- $P(M) = 53.7\% = 0.537$
- Dado que solo hay hombres y mujeres en el estudio, $P(H) = 1 - 0.537 = 0.463$
Ahora extraemos las **probabilidades condicionadas**:
**Para las mujeres ($M$):**
- $P(HSS|M) = 49.1\% = 0.491$
- $P(CT|M) = 43.6\% = 0.436$
- $P(A|M) = 7.3\% = 0.073$
**Para los hombres ($H$):**
- $P(HSS|H) = 43.2\% = 0.432$
- $P(CT|H) = 52.5\% = 0.525$
- $P(A|H) = 1 - (0.432 + 0.525) = 0.043$ (puesto que el resto estudia Artes).
Paso 2
Representación mediante árbol de probabilidad
Un árbol de probabilidad es la mejor herramienta para visualizar estos experimentos compuestos. En la primera rama dividimos por género y en la segunda por modalidad.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de estudiar Ciencia y Tecnología
**a) Si se elige una persona al azar que estudia bachillerato, ¿cuál es la probabilidad de que estudie una modalidad de Ciencia y Tecnología?**
Para calcular la probabilidad total de que alguien estudie $CT$, debemos sumar las probabilidades de que sea mujer y estudie $CT$ y de que sea hombre y estudie $CT$. Aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total**:
$$P(CT) = P(M) \cdot P(CT|M) + P(H) \cdot P(CT|H)$$
Sustituimos los valores:
$$P(CT) = (0.537 \cdot 0.436) + (0.463 \cdot 0.525)$$
$$P(CT) = 0.234132 + 0.243075$$
$$P(CT) = 0.477207$$
💡 **Tip:** Recuerda que la probabilidad total es la suma de los productos de las ramas que terminan en el suceso deseado (en este caso, $CT$).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(CT) = 0.4772}$$
(La probabilidad es de un **47.72 %**).
Paso 4
Cálculo de la probabilidad de ser mujer dado que estudia CT
**b) Sabiendo que la persona que estudia bachillerato elegida sigue una formación en Ciencia y Tecnología, ¿cuál es la probabilidad de que sea mujer?**
Se trata de una probabilidad a posteriori, ya que sabemos que se ha cumplido la condición (estudiar $CT$). Utilizaremos el **Teorema de Bayes**.
La fórmula es:
$$P(M|CT) = \frac{P(M \cap CT)}{P(CT)} = \frac{P(M) \cdot P(CT|M)}{P(CT)}$$
Utilizamos los datos calculados en el apartado anterior:
- Numerador: $P(M \cap CT) = 0.537 \cdot 0.436 = 0.234132$
- Denominador: $P(CT) = 0.477207$
Realizamos la división:
$$P(M|CT) = \frac{0.234132}{0.477207} \approx 0.490628$$
💡 **Tip:** En Bayes, el numerador siempre es uno de los sumandos que usaste en el denominador del paso anterior (la probabilidad total).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(M|CT) \approx 0.4906}$$
(Existe una probabilidad del **49.06 %** de que sea mujer).