Probabilidad y Estadística 2020 Galicia
Probabilidad condicionada y Teorema de la Probabilidad Total
El 57% de los estudiantes matriculados en la Universidad de Cambridge son naturales del Reino Unido y, de entre todos esos, el 83% aprueban con honores. Además, el porcentaje global de aprobados con honores es del 80%. Calcular la probabilidad de que un estudiante elegido al azar no haya nacido en el Reino Unido sabiendo que aprobó con honores.
Paso 1
Definición de sucesos e identificación de datos
En primer lugar, definimos los sucesos que intervienen en el problema basándonos en el enunciado:
- $R$: El estudiante es natural del Reino Unido.
- $\bar{R}$: El estudiante no es natural del Reino Unido (ha nacido fuera).
- $H$: El estudiante aprueba con honores.
- $\bar{H}$: El estudiante no aprueba con honores.
Extraemos los datos proporcionados en forma de probabilidades:
- $P(R) = 0.57 \implies P(\bar{R}) = 1 - 0.57 = 0.43$
- $P(H|R) = 0.83$ (probabilidad de aprobar con honores sabiendo que es del Reino Unido)
- $P(H) = 0.80$ (probabilidad global de aprobar con honores)
El objetivo es calcular la probabilidad de que no haya nacido en el Reino Unido sabiendo que aprobó con honores, es decir: **$P(\bar{R}|H)$**.
💡 **Tip:** Identifica siempre si el dato es una probabilidad simple, una intersección o una condicionada. Las frases del tipo "de entre todos esos..." o "sabiendo que..." suelen indicar probabilidades condicionadas.
Paso 2
Representación mediante árbol de probabilidad
Podemos representar la situación mediante un árbol. Para completar la rama de los estudiantes que no son del Reino Unido, necesitaremos realizar cálculos adicionales en los siguientes pasos.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de la intersección
Para hallar $P(\bar{R}|H)$, utilizaremos la definición de probabilidad condicionada:
$$P(\bar{R}|H) = \frac{P(\bar{R} \cap H)}{P(H)}$$
Ya conocemos $P(H) = 0.80$, pero necesitamos hallar $P(\bar{R} \cap H)$. Aplicando el Teorema de la Probabilidad Total:
$$P(H) = P(R \cap H) + P(\bar{R} \cap H)$$
$$P(H) = P(R) \cdot P(H|R) + P(\bar{R} \cap H)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$0.80 = (0.57 \cdot 0.83) + P(\bar{R} \cap H)$$
$$0.80 = 0.4731 + P(\bar{R} \cap H)$$
Despejamos la intersección:
$$P(\bar{R} \cap H) = 0.80 - 0.4731 = 0.3269$$
💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total nos dice que la probabilidad de un suceso es la suma de las probabilidades de todas las formas en las que ese suceso puede ocurrir.
Paso 4
Aplicación del Teorema de Bayes
Finalmente, calculamos la probabilidad condicionada solicitada:
$$P(\bar{R}|H) = \frac{P(\bar{R} \cap H)}{P(H)}$$
Sustituimos los valores calculados:
$$P(\bar{R}|H) = \frac{0.3269}{0.80}$$
$$P(\bar{R}|H) = 0.408625$$
Expresado en porcentaje, esto equivale aproximadamente al $40.86\%$.
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{P(\bar{R}|H) = 0.408625}$$