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 ($(F \cup B)^c$).