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Probabilidad y Estadística 2023 Baleares

Probabilidad de deportes en una clase

P7. — En una clase donde todos los alumnos practican algún deporte, el 60% de los alumnos juega a fútbol o baloncesto y el 10% practica los dos. Por otra parte, se sabe que hay un 60% de alumnos que no juega a fútbol. (a) [3 puntos] Sea $F$=‘juega a fútbol’ y sea $B$=‘juega a baloncesto’, escribe, en términos de uniones, intersecciones y complementarios de estos dos sucesos, las tres probabilidades que indica el enunciado. (b) Calcula la probabilidad de que, eligiendo al azar un alumno de la clase, (b.1) [1 punto] Juegue a fútbol. (b.2) [2 puntos] Juegue a baloncesto. (b.3) [2 puntos] Juegue a baloncesto y no a fútbol (es decir, sólo juegue a baloncesto). (b.4) [2 puntos] No juegue ni a fútbol ni a baloncesto.
Paso 1
Traducción del enunciado a lenguaje formal
**(a) [3 puntos] Sea $F$=‘juega a fútbol’ y sea $B$=‘juega a baloncesto’, escribe, en términos de uniones, intersecciones y complementarios de estos dos sucesos, las tres probabilidades que indica el enunciado.** Identificamos los datos proporcionados en el enunciado y los traducimos a notación matemática: 1. "El 60% de los alumnos juega a fútbol o baloncesto": La palabra "o" en probabilidad indica unión. $$P(F \cup B) = 0,60$$ 2. "El 10% practica los dos": Que practique ambos indica la intersección de los sucesos. $$P(F \cap B) = 0,10$$ 3. "Hay un 60% de alumnos que no juega a fútbol": El suceso "no jugar a fútbol" es el complementario de $F$. $$P(F^c) = 0,60$$ 💡 **Tip:** Recuerda que en probabilidad el conectivo lógico "o" se traduce como unión ($\\cup$) y el conectivo "y" se traduce como intersección ($\\cap$).
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de jugar a fútbol
**(b.1) [1 punto] Juegue a fútbol.** Para calcular la probabilidad de $F$, utilizamos la propiedad del suceso contrario. Sabemos que la suma de la probabilidad de un suceso y su complementario es 1: $$P(F) + P(F^c) = 1$$ Despejamos $P(F)$: $$P(F) = 1 - P(F^c) = 1 - 0,60 = 0,40$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(F) = 0,40}$$ 💡 **Tip:** La probabilidad de un suceso $A$ siempre es $1 - P(A^c)$.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de jugar a baloncesto
**(b.2) [2 puntos] Juegue a baloncesto.** Utilizamos la fórmula de la probabilidad de la unión de dos sucesos: $$P(F \cup B) = P(F) + P(B) - P(F \cap B)$$ Sustituimos los valores que ya conocemos: $$0,60 = 0,40 + P(B) - 0,10$$ Operamos en el lado derecho: $$0,60 = 0,30 + P(B)$$ Despejamos $P(B)$: $$P(B) = 0,60 - 0,30 = 0,30$$ ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(B) = 0,30}$$ 💡 **Tip:** Esta fórmula es fundamental en probabilidad. No olvides restar la intersección para no contar dos veces los elementos comunes.
Paso 4
Construcción de la tabla de contingencia
Para visualizar mejor el resto de apartados, organizamos los datos en una tabla de contingencia (o de doble entrada). $$\begin{array}{c|cc|c} & F & F^c & \text{Total} \\\hline B & 0,10 & 0,20 & 0,30 \\ B^c & 0,30 & 0,40 & 0,70 \\\hline \text{Total} & 0,40 & 0,60 & 1,00 \end{array}$$ * $P(F \cap B) = 0,10$ (dato) * $P(F) = 0,40$ (calculado), por tanto $P(F \cap B^c) = 0,40 - 0,10 = 0,30$ * $P(B) = 0,30$ (calculado), por tanto $P(F^c \cap B) = 0,30 - 0,10 = 0,20$ * $P(F^c) = 0,60$ (dato), por tanto $P(F^c \cap B^c) = 0,60 - 0,20 = 0,40$ 💡 **Tip:** Las tablas de contingencia son muy útiles para verificar que todas las partes sumen el total (1,00).
Paso 5
Cálculo de la probabilidad de jugar solo baloncesto
**(b.3) [2 puntos] Juegue a baloncesto y no a fútbol (es decir, sólo juegue a baloncesto).** El suceso "jugar a baloncesto y no a fútbol" se expresa como $B \cap F^c$ o también como $B \setminus F$. Su probabilidad es la probabilidad de jugar baloncesto menos la probabilidad de jugar ambos deportes: $$P(B \cap F^c) = P(B) - P(F \cap B)$$ Sustituimos los valores: $$P(B \cap F^c) = 0,30 - 0,10 = 0,20$$ Este valor coincide con el que hemos obtenido en la tabla de contingencia anterior. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(B \cap F^c) = 0,20}$$ 💡 **Tip:** La expresión $P(A \setminus B) = P(A) - P(A \cap B)$ permite hallar la probabilidad de que ocurra $A$ pero no $B$.
Paso 6
Cálculo de la probabilidad de no jugar a nada (de esos dos)
**(b.4) [2 puntos] No juegue ni a fútbol ni a baloncesto.** Este suceso es el complementario de jugar a uno de los dos (la unión). Se puede expresar de dos formas: 1. Como el complementario de la unión: $P((F \cup B)^c)$ 2. Por las leyes de De Morgan: $P(F^c \cap B^c)$ Utilizamos la propiedad del complementario: $$P(F^c \cap B^c) = 1 - P(F \cup B)$$ Sustituimos el valor de la unión dado en el enunciado: $$P(F^c \cap B^c) = 1 - 0,60 = 0,40$$ Este 40% representa a los alumnos que practican "otros" deportes diferentes al fútbol y al baloncesto. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(F^c \cap B^c) = 0,40}$$ 💡 **Tip:** Las Leyes de De Morgan nos dicen que no jugar a $F$ ni a $B$ ($F^c \cap B^c$) es exactamente lo mismo que no jugar a la unión de ambos ($(F \cup B)^c$).
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