Probabilidad y Estadística 2017 Murcia
Cálculo de probabilidades y leyes de De Morgan
CUESTIÓN B.5: [1 punto] Sean $A$ y $B$ dos sucesos aleatorios tales que: $P(A) = \frac{3}{5}$, $P(B) = \frac{7}{10}$, $P(\bar{A} \cap \bar{B}) = \frac{1}{10}$. Calcule: $P(A \cup B)$, $P(A \cap B)$, $P(B/A)$. (Donde, si $C$ y $D$ son sucesos $\bar{C}$ denota el suceso complementario de $C$ y $P(C/D)$ denota la probabilidad del suceso $C$ condicionada al suceso $D$).
Paso 1
Organización de datos y Leyes de De Morgan
**Calcule: $P(A \cup B)$, $P(A \cap B)$, $P(B/A)$.**
En primer lugar, identificamos los datos proporcionados en el enunciado en formato decimal para facilitar los cálculos:
- $P(A) = \frac{3}{5} = 0,6$
- $P(B) = \frac{7}{10} = 0,7$
- $P(\bar{A} \cap \bar{B}) = \frac{1}{10} = 0,1$
Para hallar $P(A \cup B)$, utilizamos una de las **Leyes de De Morgan**, que establece que la intersección de los complementarios es el complementario de la unión:
$$\bar{A} \cap \bar{B} = \overline{A \cup B}$$
Por tanto:
$$P(\overline{A \cup B}) = P(\bar{A} \cap \bar{B}) = 0,1$$
Sabiendo que $P(E) = 1 - P(\bar{E})$:
$$P(A \cup B) = 1 - P(\overline{A \cup B}) = 1 - 0,1 = 0,9$$
💡 **Tip:** Recuerda que las Leyes de De Morgan son fundamentales: $\overline{A \cup B} = \bar{A} \cap \bar{B}$ y $\overline{A \cap B} = \bar{A} \cup \bar{B}$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cup B) = \dfrac{9}{10} = 0,9}$$
Paso 2
Cálculo de la intersección
Para calcular la probabilidad de la intersección $P(A \cap B)$, aplicamos la fórmula de la probabilidad de la unión de dos sucesos:
$$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$$
Despejamos $P(A \cap B)$ de la expresión anterior:
$$P(A \cap B) = P(A) + P(B) - P(A \cup B)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$P(A \cap B) = 0,6 + 0,7 - 0,9$$
$$P(A \cap B) = 1,3 - 0,9 = 0,4$$
En forma de fracción:
$$P(A \cap B) = \frac{4}{10} = \frac{2}{5}$$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A \cap B) = \dfrac{2}{5} = 0,4}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad condicionada
Finalmente, para calcular $P(B/A)$, utilizamos la definición de **probabilidad condicionada**:
$$P(B/A) = \frac{P(B \cap A)}{P(A)}$$
Como ya hemos calculado $P(A \cap B) = 0,4$ y sabemos que $P(A) = 0,6$:
$$P(B/A) = \frac{0,4}{0,6}$$
Simplificamos la fracción resultante:
$$P(B/A) = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}$$
💡 **Tip:** La probabilidad condicionada $P(B/A)$ representa la probabilidad de que ocurra $B$ sabiendo que ya ha ocurrido $A$. No la confundas con $P(A/B) = \frac{P(A \cap B)}{P(B)}$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(B/A) = \dfrac{2}{3} \approx 0,6667}$$
Paso 4
Tabla de contingencia (Resumen visual)
Podemos verificar los resultados mediante una tabla de contingencia de probabilidades:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& B & \bar{B} & \text{Total} \\ \hline
A & \mathbf{0,4} & 0,2 & 0,6 \\
\bar{A} & 0,3 & \mathbf{0,1} & 0,4 \\ \hline
\text{Total} & 0,7 & 0,3 & 1,0
\end{array}$$
En la tabla se observa que todos los datos son coherentes con los cálculos realizados.