Probabilidad y Estadística 2022 Castilla y Leon
Probabilidad en un torneo de ajedrez
E9.- (Probabilidad y Estadística)
Entre los participantes de un torneo internacional de ajedrez:
• El 28% de ellos son rusos, de los cuales las tres cuartas partes son grandes maestros.
• El 24% son estadounidenses y entre ellos la mitad son grandes maestros.
• El 48% son del resto del mundo, de los cuales un tercio son grandes maestros.
Considerando los sucesos: $R =$ "ser ruso", $E =$ "ser estadounidense", $M =$ "no ser ruso ni estadounidense" y $GM =$ "ser gran maestro"
a) Indique cuáles son los valores de $P(GM/R), P(GM/E)$ y $P(GM/M)$. (0,3 puntos)
b) Calcule la probabilidad de que al elegir al azar a uno de los participantes en el torneo, sea un gran maestro. (0,7 puntos)
c) Si se elige al azar a uno de los grandes maestros del torneo, ¿cuál es la probabilidad de que sea ruso? (1 punto)
Paso 1
Definición de sucesos y árbol de probabilidad
**a) Indique cuáles son los valores de $P(GM/R), P(GM/E)$ y $P(GM/M)$. (0,3 puntos)**
Primero, definimos los sucesos según el enunciado:
- $R$: Ser ruso.
- $E$: Ser estadounidense.
- $M$: Ser del resto del mundo.
- $GM$: Ser gran maestro.
- $\overline{GM}$: No ser gran maestro.
Organizamos la información en un árbol de probabilidad para visualizar las probabilidades condicionadas:
Extraemos los datos directamente del enunciado:
- Rusos: El 28% ($P(R) = 0.28$), con 3/4 de ellos Grandes Maestros: $P(GM/R) = \frac{3}{4} = 0.75$.
- Estadounidenses: El 24% ($P(E) = 0.24$), con la mitad Grandes Maestros: $P(GM/E) = \frac{1}{2} = 0.5$.
- Resto del mundo: El 48% ($P(M) = 0.48$), con 1/3 de ellos Grandes Maestros: $P(GM/M) = \frac{1}{3} \approx 0.333$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(GM/R) = 0.75, \quad P(GM/E) = 0.5, \quad P(GM/M) = \frac{1}{3}}$$
Paso 2
Calcular la probabilidad total de ser Gran Maestro
**b) Calcule la probabilidad de que al elegir al azar a uno de los participantes en el torneo, sea un gran maestro. (0,7 puntos)**
Para calcular la probabilidad de ser gran maestro, $P(GM)$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**. Los sucesos $R, E$ y $M$ forman un sistema completo de sucesos (su suma es $0.28 + 0.24 + 0.48 = 1$).
La fórmula es:
$$P(GM) = P(R) \cdot P(GM/R) + P(E) \cdot P(GM/E) + P(M) \cdot P(GM/M)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$P(GM) = 0.28 \cdot 0.75 + 0.24 \cdot 0.5 + 0.48 \cdot \frac{1}{3}$$
Calculamos cada término:
- $0.28 \cdot 0.75 = 0.21$
- $0.24 \cdot 0.5 = 0.12$
- $0.48 \cdot \frac{1}{3} = 0.16$
Sumamos los resultados:
$$P(GM) = 0.21 + 0.12 + 0.16 = 0.49$$
💡 **Tip:** Recuerda que el Teorema de la Probabilidad Total consiste en sumar las probabilidades de todas las ramas del árbol que terminan en el suceso deseado.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(GM) = 0.49}$$
Paso 3
Calcular la probabilidad de ser ruso dado que es Gran Maestro
**c) Si se elige al azar a uno de los grandes maestros del torneo, ¿cuál es la probabilidad de que sea ruso? (1 punto)**
En este apartado nos piden una probabilidad a posteriori, es decir, sabemos que el participante es Gran Maestro y queremos saber si es ruso: $P(R/GM)$.
Aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(R/GM) = \frac{P(R \cap GM)}{P(GM)} = \frac{P(R) \cdot P(GM/R)}{P(GM)}$$
Utilizamos los datos obtenidos anteriormente:
- $P(R \cap GM) = 0.28 \cdot 0.75 = 0.21$
- $P(GM) = 0.49$
Calculamos el cociente:
$$P(R/GM) = \frac{0.21}{0.49}$$
Simplificamos la fracción dividiendo entre $0.07$:
$$P(R/GM) = \frac{21}{49} = \frac{3}{7} \approx 0.4286$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes siempre relaciona la probabilidad de una "causa" (ser ruso) dado un "efecto" observado (ser gran maestro).
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(R/GM) = \frac{3}{7} \approx 0.4286}$$