Probabilidad y Estadística 2023 Castilla y Leon
Probabilidad en torneo de ajedrez
E9.- (Probabilidad y Estadística)
Un $50\%$ de los participantes en un torneo abierto de ajedrez celebrado en Salamanca son españoles, un $30\%$ son europeos no españoles y los demás proceden del resto del mundo. De ellos, dos tercios de los españoles, la mitad de los europeos no españoles y un tercio de los no europeos no pasan de los $40$ años.
**a)** Indicar las $6$ probabilidades que aparecen en el enunciado **($0,6$ puntos)**
**b)** Si se selecciona un participante al azar ¿Calcular la probabilidad de que no tenga más de $40$ años? **($0,7$ puntos)**
**c)** Si se elige al azar un participante del torneo y no tiene más de $40$ años, ¿cuál es la probabilidad de que sea español? **($0,7$ puntos)**
Paso 1
Definición de sucesos y esquema de árbol
Para resolver el problema, primero definimos los sucesos básicos según la procedencia de los participantes y su edad:
- $E$: El participante es español.
- $U$: El participante es europeo no español.
- $R$: El participante procede del resto del mundo.
- $J$: El participante no pasa de los $40$ años (es joven).
- $\bar{J}$: El participante tiene más de $40$ años.
A partir de los porcentajes, calculamos las probabilidades de procedencia:
- $P(E) = 0,50$
- $P(U) = 0,30$
- $P(R) = 1 - (0,50 + 0,30) = 0,20$
Representamos la información en un árbol de probabilidad:
Paso 2
Identificación de las probabilidades del enunciado
**a) Indicar las $6$ probabilidades que aparecen en el enunciado ($0,6$ puntos)**
Extraemos directamente los datos numéricos transformándolos a notación de probabilidad:
1. Probabilidad de ser español: $P(E) = 0,50$
2. Probabilidad de ser europeo no español: $P(U) = 0,30$
3. Probabilidad de proceder del resto del mundo: $P(R) = 1 - 0,5 - 0,3 = 0,20$
4. Probabilidad de no pasar de 40 años siendo español: $P(J|E) = \dfrac{2}{3}$
5. Probabilidad de no pasar de 40 años siendo europeo no español: $P(J|U) = \dfrac{1}{2}$
6. Probabilidad de no pasar de 40 años procediendo del resto del mundo: $P(J|R) = \dfrac{1}{3}$
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(E)=0,5; \, P(U)=0,3; \, P(R)=0,2; \, P(J|E)=2/3; \, P(J|U)=1/2; \, P(J|R)=1/3}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad total
**b) Si se selecciona un participante al azar ¿Calcular la probabilidad de que no tenga más de $40$ años? ($0,7$ puntos)**
Para calcular $P(J)$, utilizamos el **Teorema de la Probabilidad Total**, sumando las probabilidades de ser joven en cada uno de los tres grupos de procedencia:
$$P(J) = P(E) \cdot P(J|E) + P(U) \cdot P(J|U) + P(R) \cdot P(J|R)$$
Sustituimos los valores:
$$P(J) = 0,5 \cdot \frac{2}{3} + 0,3 \cdot \frac{1}{2} + 0,2 \cdot \frac{1}{3}$$
Realizamos las operaciones:
$$P(J) = \frac{1}{3} + 0,15 + \frac{0,2}{3}$$
$$P(J) = \frac{1,2}{3} + 0,15 = 0,4 + 0,15 = 0,55$$
💡 **Tip:** El Teorema de la Probabilidad Total permite hallar la probabilidad de un suceso final sumando los productos de las ramas del árbol que conducen a él.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(J) = 0,55}$$
Paso 4
Cálculo de la probabilidad condicionada (Bayes)
**c) Si se elige al azar un participante del torneo y no tiene más de $40$ años, ¿cuál es la probabilidad de que sea español? ($0,7$ puntos)**
Nos piden la probabilidad de que sea español sabiendo que es joven, es decir, $P(E|J)$. Aplicamos el **Teorema de Bayes**:
$$P(E|J) = \frac{P(E) \cdot P(J|E)}{P(J)}$$
Utilizamos el valor de $P(J)$ calculado en el apartado anterior:
$$P(E|J) = \frac{0,5 \cdot \frac{2}{3}}{0,55} = \frac{\frac{1}{3}}{0,55}$$
Operamos para simplificar la fracción:
$$P(E|J) = \frac{1}{3 \cdot 0,55} = \frac{1}{1,65} = \frac{100}{165}$$
Simplificando entre 5:
$$P(E|J) = \frac{20}{33} \approx 0,6061$$
💡 **Tip:** El Teorema de Bayes se usa para "volver atrás" en el árbol: hallar la probabilidad de una causa dado un efecto observado.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(E|J) = \frac{20}{33} \approx 0,606}$$