Matemáticas IIFácilProblema · 2,5 pts

Probabilidad

Comunidad de Madrid · 2018 · Julio · Opción A
Enunciado
Según los datos de la Fundación para la Diabetes, el 13,8 %13{,}8\,\% de los españoles mayores de 18 años tiene diabetes, aunque el 43 %43\,\% de ellos no sabe que la tiene. Se elige al azar un español mayor de 18 años.

a) (1 punto) ¿Cuál es la probabilidad de que sea diabético y lo sepa?, ¿cuál la de que no sea diabético o no sepa que lo es?

b) (1,5 puntos) Cierto test diagnostica correctamente el 96 %96\,\% de los casos positivos de diabetes, pero da un 2 %2\,\% de falsos positivos. Si un español mayor de 18 años da positivo en el test, ¿cuál es la probabilidad de que realmente sea diabético?
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Resultado
a) P(D∩S)=0,07866;P(D‾∪S‾)=0,92134\boxed{\text{a)}\ P(D \cap S) = 0{,}07866;\quad P(\overline{D} \cup \overline{S}) = 0{,}92134}b) P(+)=0,14972;P(D∣+)=0,132480,14972≈0,8849\boxed{\text{b)}\ P(+) = 0{,}14972;\quad P(D \mid +) = \frac{0{,}13248}{0{,}14972} \approx 0{,}8849}
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Estrategia

Lo primero es nombrar los sucesos y fijarse en que el 43 %43\,\% es una probabilidad condicionada: es el porcentaje de los diabéticos que no lo saben, no de toda la población.

En a) la primera probabilidad es una intersección, que se calcula con la regla del producto. La segunda es justo el suceso contrario de la primera («no ser diabético o no saberlo» es la negación de «ser diabético y saberlo», por las leyes de De Morgan), así que sale restando de 1.

En b) el test separa a la población en dos ramas (diabético o no) con distinta probabilidad de dar positivo: un diagrama de árbol, la probabilidad total para P(+)P(+) y el teorema de Bayes para la probabilidad «hacia atrás», la de ser diabético sabiendo que dio positivo.
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Desarrollo

Sucesos: DD = «es diabético», SS = «sabe que tiene diabetes», ++ = «da positivo en el test». Datos:P(D)=0,138,P(S‾∣D)=0,43  ⟹  P(S∣D)=1−0,43=0,57P(D) = 0{,}138, \qquad P(\overline{S} \mid D) = 0{,}43 \;\Longrightarrow\; P(S \mid D) = 1 - 0{,}43 = 0{,}57a) Ser diabético y saberlo:P(D∩S)=P(D)⋅P(S∣D)=0,138⋅0,57=0,07866P(D \cap S) = P(D)\cdot P(S \mid D) = 0{,}138 \cdot 0{,}57 = 0{,}07866«No ser diabético o no saber que lo es» es D‾∪S‾\overline{D} \cup \overline{S}, y por De Morgan D‾∪S‾=D∩S‾\overline{D} \cup \overline{S} = \overline{D \cap S}. Por tanto:P(D‾∪S‾)=1−P(D∩S)=1−0,07866=0,92134P(\overline{D} \cup \overline{S}) = 1 - P(D \cap S) = 1 - 0{,}07866 = 0{,}92134(Quien no es diabético tampoco «sabe que lo es», así que ese suceso incluye a todos los no diabéticos y a los diabéticos que no lo saben: 0,862+0,138⋅0,43=0,862+0,05934=0,921340{,}862 + 0{,}138\cdot 0{,}43 = 0{,}862 + 0{,}05934 = 0{,}92134 ✓.)

b) El test detecta el 96 %96\,\% de los diabéticos y da positivo en el 2 %2\,\% de los sanos:P(+∣D)=0,96,P(+∣D‾)=0,02,P(D‾)=1−0,138=0,862P(+ \mid D) = 0{,}96, \qquad P(+ \mid \overline{D}) = 0{,}02, \qquad P(\overline{D}) = 1 - 0{,}138 = 0{,}862En forma de árbol:
  • DD (0,1380{,}138) → positivo (0,960{,}96): 0,138⋅0,96=0,132480{,}138 \cdot 0{,}96 = 0{,}13248
  • D‾\overline{D} (0,8620{,}862) → positivo (0,020{,}02): 0,862⋅0,02=0,017240{,}862 \cdot 0{,}02 = 0{,}01724
Probabilidad total de dar positivo:P(+)=P(D) P(+∣D)+P(D‾) P(+∣D‾)=0,13248+0,01724=0,14972P(+) = P(D)\,P(+ \mid D) + P(\overline{D})\,P(+ \mid \overline{D}) = 0{,}13248 + 0{,}01724 = 0{,}14972Teorema de Bayes:P(D∣+)=P(D) P(+∣D)P(+)=0,132480,14972≈0,8849P(D \mid +) = \frac{P(D)\,P(+ \mid D)}{P(+)} = \frac{0{,}13248}{0{,}14972} \approx 0{,}8849Es decir, alrededor del 88,5 %88{,}5\,\% de los que dan positivo son realmente diabéticos; el 11,5 %11{,}5\,\% restante son falsos positivos, que pesan bastante porque los no diabéticos son muchos más.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

El 43 %43\,\% no es de toda la población, sino de los diabéticos: es P(S‾∣D)P(\overline{S} \mid D). Tomarlo como P(S‾)P(\overline{S}) es el error que más puntos cuesta en a).

Para el «o» de a) no hace falta sumar y restar intersecciones: es el contrario de «diabético y lo sabe». Reconocer el complementario ahorra cuentas y errores.
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