Probabilidad y Estadística 2017 Asturias
Probabilidad de curación y teorema de Bayes
En una cierta enfermedad el 60 % de los pacientes son hombres y el resto mujeres. Con el tratamiento que se aplica se sabe que se curan un 70 % de los hombres y un 80 % de las mujeres. Se elige un paciente al azar.
a) Calcula la probabilidad de que se cure de la enfermedad. (1.25 puntos)
b) Si un paciente no se ha curado, ¿cuál es la probabilidad de que sea mujer? (1.25 puntos)
Paso 1
Definición de sucesos y diagrama de árbol
**a) Calcula la probabilidad de que se cure de la enfermedad. (1.25 puntos)**
En primer lugar, definimos los sucesos que intervienen en el problema:
- $H$: El paciente es hombre.
- $M$: El paciente es mujer.
- $C$: El paciente se cura.
- $\bar{C}$: El paciente no se cura.
Extraemos los datos del enunciado:
- $P(H) = 0.60$
- $P(M) = 1 - 0.60 = 0.40$
- Probabilidad de cura en hombres: $P(C|H) = 0.70 \implies P(\bar{C}|H) = 0.30$
- Probabilidad de cura en mujeres: $P(C|M) = 0.80 \implies P(\bar{C}|M) = 0.20$
Representamos la situación mediante un **diagrama de árbol**:
Paso 2
Cálculo de la probabilidad total
Para calcular la probabilidad de que un paciente elegido al azar se cure, aplicamos el **Teorema de la Probabilidad Total**.
La probabilidad de curarse se obtiene sumando las probabilidades de curarse siendo hombre y de curarse siendo mujer:
$$P(C) = P(H) \cdot P(C|H) + P(M) \cdot P(C|M)$$
Sustituimos los valores obtenidos del árbol:
$$P(C) = 0.6 \cdot 0.7 + 0.4 \cdot 0.8$$
$$P(C) = 0.42 + 0.32 = 0.74$$
💡 **Tip:** Recuerda que la suma de todas las probabilidades que salen de un mismo nodo siempre debe ser igual a 1.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(C) = 0.74}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada (Teorema de Bayes)
**b) Si un paciente no se ha curado, ¿cuál es la probabilidad de que sea mujer? (1.25 puntos)**
Se nos pide calcular la probabilidad de que sea mujer dado que sabemos que no se ha curado, es decir, $P(M|\bar{C})$. Para ello, aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(M|\bar{C}) = \frac{P(M \cap \bar{C})}{P(\bar{C})}$$
Primero calculamos el denominador, la probabilidad de no curarse $P(\bar{C})$, que es el suceso contrario a curarse:
$$P(\bar{C}) = 1 - P(C) = 1 - 0.74 = 0.26$$
Ahora calculamos el numerador (probabilidad de que sea mujer y no se cure):
$$P(M \cap \bar{C}) = P(M) \cdot P(\bar{C}|M) = 0.4 \cdot 0.2 = 0.08$$
Finalmente, calculamos la probabilidad condicionada:
$$P(M|\bar{C}) = \frac{0.08}{0.26} = \frac{8}{26} = \frac{4}{13} \approx 0.3077$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes se utiliza para calcular probabilidades "a posteriori", es decir, cuando ya conocemos el resultado final (no se ha curado) y queremos saber la causa (es mujer).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(M|\bar{C}) = \frac{4}{13} \approx 0.3077}$$