Probabilidad y Estadística 2022 Extremadura
Probabilidades de alergias alimentarias
9. En un centro educativo han preguntado a sus alumnos acerca de alergias alimentarias, resultando que un 10 % es celiaco y un 15 % es alérgico a la lactosa. Además el 20 % tiene alguna de las dos alergias. Si se elige un alumno al azar, calcular las siguientes probabilidades:
a) tenga solo una de las dos alergias, (1 punto)
b) sea celiaco si sabemos que no es alérgico a la lactosa. (1 punto)
Paso 1
Definición de sucesos y extracción de datos
**a) tenga solo una de las dos alergias, (1 punto)**
Primero, definimos los sucesos principales a partir del enunciado:
- $C$: El alumno es celiaco.
- $L$: El alumno es alérgico a la lactosa.
Los datos proporcionados en términos de probabilidad son:
- $P(C) = 10\% = 0,10$
- $P(L) = 15\% = 0,15$
- $P(C \cup L) = 20\% = 0,20$ (probabilidad de tener alguna de las dos)
Para resolver cualquier apartado, es fundamental calcular primero la probabilidad de que un alumno tenga ambas alergias (la intersección $C \cap L$). Usamos la propiedad de la unión:
$$P(C \cup L) = P(C) + P(L) - P(C \cap L)$$
Sustituimos los valores:
$$0,20 = 0,10 + 0,15 - P(C \cap L)$$
$$P(C \cap L) = 0,25 - 0,20 = 0,05$$
💡 **Tip:** Recuerda que "alguna de las dos" equivale a la unión ($A \cup B$), mientras que "las dos a la vez" equivale a la intersección ($A \cap B$).
Paso 2
Elaboración de la tabla de contingencia
Para visualizar mejor los datos y facilitar los cálculos, construimos una tabla de contingencia con los valores obtenidos:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& L & \bar{L} & \text{Total} \\ \hline
C & 0,05 & 0,05 & 0,10 \\
\bar{C} & 0,10 & 0,80 & 0,90 \\ \hline
\text{Total} & 0,15 & 0,85 & 1,00
\end{array}$$
Donde:
- $P(C \cap L) = 0,05$ (calculado anteriormente).
- $P(C \cap \bar{L}) = P(C) - P(C \cap L) = 0,10 - 0,05 = 0,05$.
- $P(\bar{C} \cap L) = P(L) - P(C \cap L) = 0,15 - 0,05 = 0,10$.
- $P(\bar{C} \cap \bar{L}) = 1 - P(C \cup L) = 1 - 0,20 = 0,80$.
Paso 3
Probabilidad de tener solo una de las dos alergias
El suceso "tener solo una de las dos alergias" ocurre en dos casos excluyentes: ser celiaco y no alérgico a la lactosa, o ser alérgico a la lactosa y no celiaco.
$$P(\text{Solo una}) = P(C \cap \bar{L}) + P(\bar{C} \cap L)$$
Sustituimos los valores de nuestra tabla:
$$P(\text{Solo una}) = 0,05 + 0,10 = 0,15$$
Otra forma de calcularlo es restando la intersección a la unión:
$$P(C \cup L) - P(C \cap L) = 0,20 - 0,05 = 0,15$$
✅ **Resultado (a):**
$$\boxed{P(\text{Solo una}) = 0,15}$$
💡 **Tip:** "Solo uno" de los sucesos se puede ver gráficamente como la unión menos la intersección (la diferencia simétrica).
Paso 4
Cálculo de la probabilidad condicionada
**b) sea celiaco si sabemos que no es alérgico a la lactosa. (1 punto)**
Se trata de una probabilidad condicionada. Queremos hallar la probabilidad de que sea celiaco ($C$) sabiendo que no es alérgico a la lactosa ($\bar{L}$).
Aplicamos la fórmula de la probabilidad condicionada:
$$P(C | \bar{L}) = \frac{P(C \cap \bar{L})}{P(\bar{L})}$$
De la tabla o los datos anteriores sabemos:
- $P(C \cap \bar{L}) = 0,05$
- $P(\bar{L}) = 1 - P(L) = 1 - 0,15 = 0,85$
Calculamos:
$$P(C | \bar{L}) = \frac{0,05}{0,85} = \frac{5}{85}$$
Simplificando la fracción:
$$P(C | \bar{L}) = \frac{1}{17} \approx 0,0588$$
✅ **Resultado (b):**
$$\boxed{P(C | \bar{L}) = \frac{1}{17} \approx 0,0588}$$
💡 **Tip:** En la probabilidad condicionada $P(A|B)$, el suceso $B$ (lo que sabemos) pasa a ser el nuevo "espacio muestral" o denominador.