Matemáticas IIFácil2 pts

Probabilidad

Castilla y León · 2023 · Julio
Enunciado
Sean AA, BB y CC sucesos de un experimento aleatorio con probabilidades P(A)=0,3P(A) = 0{,}3, P(B)=0,4P(B) = 0{,}4 y P(C)=0,5P(C) = 0{,}5 tales que AA y BB son independientes y AA y CC son incompatibles. Calcular las probabilidades P(A∩B)P(A \cap B), P(A∩C)P(A \cap C), P(A∩C‾)P(A \cap \overline{C}), P(A∪B)P(A \cup B) y P(A‾∪B‾)P(\overline{A} \cup \overline{B}) siendo A‾\overline{A}, B‾\overline{B} y C‾\overline{C} los sucesos complementarios de AA, BB y CC respectivamente.
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Resultado
P(A∩B)=0,12,P(A∩C)=0,P(A∩C‾)=0,3\boxed{P(A \cap B) = 0{,}12,\quad P(A \cap C) = 0,\quad P(A \cap \overline{C}) = 0{,}3}P(A∪B)=0,58,P(A‾∪B‾)=0,88\boxed{P(A \cup B) = 0{,}58,\quad P(\overline{A} \cup \overline{B}) = 0{,}88}
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Estrategia

Cada probabilidad sale de una propiedad básica:
  • independencia: P(A∩B)=P(A) P(B)P(A \cap B) = P(A)\,P(B);
  • incompatibilidad: A∩C=∅A \cap C = \emptyset, así que P(A∩C)=0P(A \cap C) = 0;
  • diferencia: P(A∩C‾)=P(A)−P(A∩C)P(A \cap \overline{C}) = P(A) - P(A \cap C);
  • unión: P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B);
  • leyes de De Morgan: A‾∪B‾=A∩B‾\overline{A} \cup \overline{B} = \overline{A \cap B}.
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Desarrollo

P(A∩B)P(A \cap B). Como AA y BB son independientes:P(A∩B)=P(A)⋅P(B)=0,3⋅0,4=0,12P(A \cap B) = P(A)\cdot P(B) = 0{,}3 \cdot 0{,}4 = 0{,}12P(A∩C)P(A \cap C). AA y CC son incompatibles, es decir, A∩C=∅A \cap C = \emptyset:P(A∩C)=0P(A \cap C) = 0P(A∩C‾)P(A \cap \overline{C}). El suceso AA se parte en dos sucesos disjuntos, A=(A∩C)∪(A∩C‾)A = (A \cap C) \cup (A \cap \overline{C}), luegoP(A∩C‾)=P(A)−P(A∩C)=0,3−0=0,3P(A \cap \overline{C}) = P(A) - P(A \cap C) = 0{,}3 - 0 = 0{,}3(Tiene sentido: como AA y CC no pueden ocurrir a la vez, siempre que ocurre AA ocurre C‾\overline{C}, es decir, A⊂C‾A \subset \overline{C}.)

P(A∪B)P(A \cup B).P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(A∩B)=0,3+0,4−0,12=0,58P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B) = 0{,}3 + 0{,}4 - 0{,}12 = 0{,}58P(A‾∪B‾)P(\overline{A} \cup \overline{B}). Por las leyes de De Morgan, A‾∪B‾=A∩B‾\overline{A} \cup \overline{B} = \overline{A \cap B}:P(A‾∪B‾)=1−P(A∩B)=1−0,12=0,88P(\overline{A} \cup \overline{B}) = 1 - P(A \cap B) = 1 - 0{,}12 = 0{,}88Comprobación por otro camino: A‾\overline{A} y B‾\overline{B} también son independientes, así que P(A‾∪B‾)=0,7+0,6−0,7⋅0,6=1,3−0,42=0,88P(\overline{A} \cup \overline{B}) = 0{,}7 + 0{,}6 - 0{,}7\cdot 0{,}6 = 1{,}3 - 0{,}42 = 0{,}88 ✓.

El dato P(C)=0,5P(C) = 0{,}5 no hace falta para ninguna de las cinco probabilidades (solo garantiza que la incompatibilidad es posible: P(A)+P(C)=0,8≤1P(A) + P(C) = 0{,}8 \leq 1).
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Consejo

No confundas independientes con incompatibles: independientes significa P(A∩B)=P(A) P(B)P(A \cap B) = P(A)\,P(B); incompatibles, P(A∩C)=0P(A \cap C) = 0. Dos sucesos con probabilidad positiva no pueden ser ambas cosas a la vez.

Cuando veas complementarios unidos o intersecados, piensa en De Morgan antes de operar: aquí P(A‾∪B‾)P(\overline{A} \cup \overline{B}) sale en una línea como 1−P(A∩B)1 - P(A \cap B).
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