Probabilidad y Estadística 2024 Madrid
Probabilidad de meteorología en Madrid
8. (2 puntos) La observación metereológica para los días de otoño en Madrid establece que el día está nublado en un 50 % de las ocasiones y que la temperatura baja de los 10 grados un 7 % de los días. Además, el 35 % de los días son nublados o la temperatura baja de los 10 grados. Escogiendo un día de otoño al azar, calcule la probabilidad de que:
a) Esté nublado y la temperatura baje de los 10 grados.
b) No esté nublado, sabiendo que la temperatura no baja de los 10 grados.
Paso 1
Definición de eventos y extracción de datos
Para resolver este problema, primero definimos los sucesos de interés y traducimos los porcentajes a probabilidades decimales:
- $N$: El día está nublado.
- $T$: La temperatura baja de los 10 grados.
Del enunciado extraemos los siguientes datos:
- $P(N) = 50\% = 0,50$
- $P(T) = 7\% = 0,07$
- $P(N \cup T) = 35\% = 0,35$ (probabilidad de que esté nublado **o** baje la temperatura).
💡 **Tip:** Recuerda que en probabilidad, la conjunción "o" se asocia con la **unión** de sucesos ($A \cup B$), mientras que la conjunción "y" se asocia con la **intersección** ($A \cap B$).
Paso 2
Construcción de la tabla de contingencia
Para organizar la información y visualizar las relaciones entre los sucesos, podemos intentar construir una tabla de contingencia.
Sin embargo, notamos algo inusual en los datos: $P(N \cup T)$ es menor que $P(N)$, lo cual es teóricamente imposible en una distribución de probabilidad real (ya que $N \subset (N \cup T)$). Procederemos aplicando estrictamente las fórmulas matemáticas a los valores proporcionados por el enunciado:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& T & \overline{T} & \text{Total} \\ \hline
N & P(N \cap T) & P(N \cap \overline{T}) & 0,50 \\
\overline{N} & P(\overline{N} \cap T) & P(\overline{N} \cap \overline{T}) & 0,50 \\ \hline
\text{Total} & 0,07 & 0,93 & 1,00
\end{array}$$
Calcularemos los huecos de la tabla en los siguientes pasos.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de la intersección (Apartado a)
**a) Esté nublado y la temperatura baje de los 10 grados.**
Nos piden calcular $P(N \cap T)$. Para ello utilizamos la fórmula de la probabilidad de la unión de dos sucesos:
$$P(N \cup T) = P(N) + P(T) - P(N \cap T)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$0,35 = 0,50 + 0,07 - P(N \cap T)$$
Despejamos la intersección:
$$P(N \cap T) = 0,50 + 0,07 - 0,35$$
$$P(N \cap T) = 0,57 - 0,35 = 0,22$$
💡 **Tip:** Aunque el resultado es numéricamente correcto según la fórmula, en un contexto real la probabilidad de que ocurran dos cosas a la vez ($N \cap T$) nunca puede ser mayor que la probabilidad de que ocurra una sola de ellas ($T = 0,07$). En este ejercicio, seguiremos operando con los valores obtenidos del enunciado.
✅ **Resultado (apartado a):**
$$\boxed{P(N \cap T) = 0,22}$$
*(Nota: 22 % de los días)*
Paso 4
Cálculo de la probabilidad condicionada (Apartado b)
**b) No esté nublado, sabiendo que la temperatura no baja de los 10 grados.**
Nos piden una probabilidad condicionada: $P(\overline{N} | \overline{T})$. La fórmula es:
$$P(\overline{N} | \overline{T}) = \frac{P(\overline{N} \cap \overline{T})}{P(\overline{T})}$$
**1. Calculamos el denominador $P(\overline{T})$:**
Como es el suceso contrario a $T$:
$$P(\overline{T}) = 1 - P(T) = 1 - 0,07 = 0,93$$
**2. Calculamos el numerador $P(\overline{N} \cap \overline{T})$:**
Por las leyes de De Morgan, sabemos que $\overline{N} \cap \overline{T} = \overline{N \cup T}$. Por tanto:
$$P(\overline{N} \cap \overline{T}) = 1 - P(N \cup T) = 1 - 0,35 = 0,65$$
**3. Aplicamos la fórmula final:**
$$P(\overline{N} | \overline{T}) = \frac{0,65}{0,93} \approx 0,6989$$
💡 **Tip:** Las Leyes de De Morgan son fundamentales: $P(\overline{A} \cap \overline{B}) = P(\overline{A \cup B}) = 1 - P(A \cup B)$.
✅ **Resultado (apartado b):**
$$\boxed{P(\overline{N} | \overline{T}) = \frac{65}{93} \approx 0,6989}$$
*(Nota: Aproximadamente un 69,89 % de probabilidad)*