Probabilidad y Estadística 2017 Extremadura
Probabilidad condicionada: Errores en capítulos de un libro
5.- En un libro con 3 capítulos, el primero consta de 100 páginas y 15 de ellas contienen errores. El segundo capítulo, de 80 páginas, tiene 8 con error, y en el tercero, de 50 páginas, el 80 % no tiene ningún error. Calcule la probabilidad de que una página elegida al azar no esté en el capítulo dos y no tenga errores. (1 punto)
Paso 1
Definición de sucesos y construcción del árbol de probabilidad
**5.- En un libro con 3 capítulos, el primero consta de 100 páginas y 15 de ellas contienen errores. El segundo capítulo, de 80 páginas, tiene 8 con error, y en el tercero, de 50 páginas, el 80 % no tiene ningún error. Calcule la probabilidad de que una página elegida al azar no esté en el capítulo dos y no tenga errores. (1 punto)**
En primer lugar, definimos los sucesos según los datos del enunciado:
- $C_1$: La página pertenece al capítulo 1.
- $C_2$: La página pertenece al capítulo 2.
- $C_3$: La página pertenece al capítulo 3.
- $E$: La página contiene errores.
- $\bar{E}$: La página no contiene errores.
Calculamos el número total de páginas: $100 + 80 + 50 = 230$ páginas.
Las probabilidades de elegir una página de cada capítulo son:
- $P(C_1) = \dfrac{100}{230}$
- $P(C_2) = \dfrac{80}{230}$
- $P(C_3) = \dfrac{50}{230}$
Las probabilidades condicionadas de no tener error ($\bar{E}$) en cada capítulo son:
- $P(\bar{E}|C_1) = \dfrac{100-15}{100} = 0.85$
- $P(\bar{E}|C_2) = \dfrac{80-8}{80} = \dfrac{72}{80} = 0.90$
- $P(\bar{E}|C_3) = 80\% = 0.80$
Presentamos el árbol de probabilidad:
💡 **Tip:** El árbol de probabilidad es fundamental para visualizar experimentos compuestos. La suma de las probabilidades que salen de un mismo nodo siempre debe ser 1.
Paso 2
Interpretar el suceso solicitado
Nos piden la probabilidad de que la página **no esté en el capítulo dos y no tenga errores**.
Simbólicamente, esto se traduce como la probabilidad de la intersección:
$$P(\bar{C_2} \cap \bar{E})$$
Como la página debe estar en el libro, si no está en el capítulo 2, debe estar obligatoriamente en el capítulo 1 o en el capítulo 3. Por tanto:
$$\bar{C_2} \cap \bar{E} = (C_1 \cap \bar{E}) \cup (C_3 \cap \bar{E})$$
Dado que los capítulos son conjuntos disjuntos (una página no puede pertenecer a dos capítulos a la vez), los sucesos $(C_1 \cap \bar{E})$ y $(C_3 \cap \bar{E})$ son incompatibles.
💡 **Tip:** Recuerda que si dos sucesos $A$ y $B$ son incompatibles, $P(A \cup B) = P(A) + P(B)$.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad final
Aplicamos la definición de probabilidad condicionada para cada rama del árbol:
$$P(C_1 \cap \bar{E}) = P(C_1) \cdot P(\bar{E}|C_1) = \frac{100}{230} \cdot 0.85 = \frac{100}{230} \cdot \frac{85}{100} = \frac{85}{230}$$
$$P(C_3 \cap \bar{E}) = P(C_3) \cdot P(\bar{E}|C_3) = \frac{50}{230} \cdot 0.80 = \frac{50}{230} \cdot \frac{80}{100} = \frac{40}{230}$$
Sumamos ambas probabilidades para obtener el resultado final:
$$P(\bar{C_2} \cap \bar{E}) = \frac{85}{230} + \frac{40}{230} = \frac{125}{230}$$
Simplificamos la fracción dividiendo entre 5:
$$\frac{125}{230} = \frac{25}{46} \approx 0.5435$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(\bar{C_2} \cap \bar{E}) = \frac{25}{46} \approx 0.5435}$$
💡 **Tip:** Siempre que sea posible, deja el resultado en forma de fracción simplificada y también en número decimal para mayor claridad.