Probabilidad y Estadística 2024 Baleares
Cálculo de probabilidades y sucesos independientes
P7. — Sean $A$ y $B$ dos sucesos de un mismo espacio muestral tales que satisfacen que $P(A \cup B) = 0.7$, $P(A \cap B) = 0.1$ e $P(A \cap B^c) = 0.35$ (donde $B^c$ es el suceso complementario de $B$), calcula:
(a) [3 puntos] $P(A)$.
(b) [3 puntos] $P(B)$.
(c) [2 puntos] $P(A^c \cup B^c)$.
(d) [2 puntos] ¿Son $A$ y $B$ sucesos independientes?
Paso 1
Calcular la probabilidad del suceso A
**(a) [3 puntos] $P(A)$.**
Para calcular la probabilidad de $A$, utilizamos la propiedad que indica que un suceso es la unión de sus intersecciones con otro suceso y su complementario. Es decir:
$$P(A) = P(A \cap B) + P(A \cap B^c)$$
Sustituimos los valores dados en el enunciado:
- $P(A \cap B) = 0.1$
- $P(A \cap B^c) = 0.35$
$$P(A) = 0.1 + 0.35 = 0.45$$
💡 **Tip:** Recuerda que $A = (A \cap B) \cup (A \cap B^c)$ y como estos sucesos son incompatibles, sus probabilidades se suman.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A) = 0.45}$$
Paso 2
Construir la tabla de contingencia
Para facilitar la resolución de los siguientes apartados, organizamos la información en una tabla de contingencia.
Sabemos que:
1. $P(A) = 0.45 \implies P(A^c) = 1 - 0.45 = 0.55$
2. $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) \implies 0.7 = 0.45 + P(B) - 0.1 \implies P(B) = 0.35$
3. $P(A^c \cap B) = P(B) - P(A \cap B) = 0.35 - 0.1 = 0.25$
La tabla quedaría así:
$$\begin{array}{c|cc|c}
& B & B^c & \text{Total} \\ \hline
A & 0.1 & 0.35 & 0.45 \\
A^c & 0.25 & 0.30 & 0.55 \\ \hline
\text{Total} & 0.35 & 0.65 & 1
\end{array}$$
Paso 3
Calcular la probabilidad del suceso B
**(b) [3 puntos] $P(B)$.**
Utilizamos la fórmula de la probabilidad de la unión de dos sucesos:
$$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$$
Despejamos $P(B)$ de la ecuación:
$$P(B) = P(A \cup B) - P(A) + P(A \cap B)$$
Sustituimos los valores conocidos:
$$P(B) = 0.7 - 0.45 + 0.1$$
$$P(B) = 0.35$$
💡 **Tip:** La probabilidad de la unión siempre resta la intersección para no contar dos veces los elementos comunes.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(B) = 0.35}$$
Paso 4
Calcular la probabilidad de la unión de los complementarios
**(c) [2 puntos] $P(A^c \cup B^c)$.**
Para resolver este apartado aplicamos las **Leyes de De Morgan**, que establecen que la unión de los complementarios es el complementario de la intersección:
$$A^c \cup B^c = (A \cap B)^c$$
Por la propiedad del suceso contrario:
$$P(A^c \cup B^c) = P((A \cap B)^c) = 1 - P(A \cap B)$$
Sustituimos el valor de la intersección dado ($0.1$):
$$P(A^c \cup B^c) = 1 - 0.1 = 0.9$$
💡 **Tip:** Las leyes de De Morgan son fundamentales: $A^c \cup B^c = (A \cap B)^c$ y $A^c \cap B^c = (A \cup B)^c$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(A^c \cup B^c) = 0.9}$$
Paso 5
Estudio de la independencia de los sucesos
**(d) [2 puntos] ¿Son $A$ y $B$ sucesos independientes?**
Dos sucesos $A$ y $B$ son independientes si y solo si se cumple la condición:
$$P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$$
Calculamos el producto de las probabilidades individuales:
$$P(A) \cdot P(B) = 0.45 \cdot 0.35 = 0.1575$$
Comparamos con la probabilidad de la intersección dada en el enunciado:
$$P(A \cap B) = 0.1$$
Como $0.1 \neq 0.1575$, se concluye que:
$$P(A \cap B) \neq P(A) \cdot P(B)$$
💡 **Tip:** No confundas sucesos independientes con sucesos incompatibles. Si fueran incompatibles, $P(A \cap B)$ sería $0$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Los sucesos } A \text{ e } B \text{ NO son independientes.}}$$