6. Intersección de eventos: el “y”

Objetivo de aprendizaje

  • Comprender la intersección de eventos y calcular probabilidades asociadas a resultados que cumplen dos condiciones simultáneamente.

Intersección de eventos

La intersección de dos eventos \(A\) y \(B\) está formada por los resultados que pertenecen a \(A\) y también pertenecen a \(B\).

Se representa como:

\[ A\cap B \]

y se lee “\(A\) intersección \(B\)”.

Definición

Si \(A\) y \(B\) son eventos de un mismo espacio muestral \(S\), entonces:

\[ A\cap B=\{x\in S: x\in A \text{ y } x\in B\} \]

La palabra “y” indica que ambas condiciones deben cumplirse al mismo tiempo.

Atención

No confundas unión con intersección.

La unión \(A\cup B\) contiene los resultados que cumplen al menos una de las condiciones. En cambio, la intersección \(A\cap B\) contiene solo los resultados que cumplen ambas condiciones simultáneamente.

Ejemplo 1: control de envases

En una revisión se selecciona al azar un envase del conjunto:

\[ S=\{E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8,E9,E10,E11,E12\} \]

Se definen los eventos:

  • \(A\): el envase tiene tapa dañada.
  • \(B\): el envase tiene etiqueta borrosa.

Los eventos son:

\[ A=\{E2,E4,E7,E10,E11\} \]

\[ B=\{E1,E4,E8,E10,E12\} \]

La intersección \(A\cap B\) contiene los envases que tienen tapa dañada y etiqueta borrosa:

\[ A\cap B=\{E4,E10\} \]

 

Como hay \(2\) casos favorables de un total de \(12\), entonces:

\[ P(A\cap B)=\frac{2}{12}=\frac{1}{6} \]

Probabilidad de una intersección

Cuando todos los resultados del espacio muestral son equiprobables:

\[ P(A\cap B)=\frac{|A\cap B|}{|S|} \]

Es decir, se cuentan los resultados que cumplen ambas condiciones y se divide por el total de resultados posibles.

Ejemplo 2: asistencia a dos instancias

En una capacitación participaron \(96\) personas. De ellas, \(41\) asistieron al módulo de comunicación, \(38\) asistieron al módulo de liderazgo y \(17\) asistieron a ambos módulos.

Si se elige una persona al azar, ¿cuál es la probabilidad de que haya asistido al módulo de comunicación y al módulo de liderazgo?

Sea:

  • \(C\): asistir al módulo de comunicación.
  • \(L\): asistir al módulo de liderazgo.

La frase “comunicación y liderazgo” corresponde a la intersección \(C\cap L\).

Como \(17\) personas asistieron a ambos módulos:

\[ P(C\cap L)=\frac{17}{96} \]

Ejemplo 3: intersección vacía

En una exposición se elige al azar una obra. Las obras están clasificadas por técnica única: grabado, acuarela, óleo o collage.

Sea:

  • \(A\): la obra es acuarela.
  • \(B\): la obra es óleo.

Como cada obra tiene una sola técnica en esta clasificación, una obra no puede ser acuarela y óleo al mismo tiempo.

Por lo tanto:

\[ A\cap B=\varnothing \]

La intersección es vacía y su probabilidad es:

\[ P(A\cap B)=0 \]

Ejemplo 4: calcular la intersección desde la unión

En un proceso de postulación hay \(120\) formularios. \(54\) tienen certificado adjunto, \(49\) tienen carta de respaldo y \(78\) tienen certificado adjunto o carta de respaldo.

¿Cuántos formularios tienen ambos documentos?

Sea:

  • \(A\): tener certificado adjunto.
  • \(B\): tener carta de respaldo.

Usamos la relación:

\[ |A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B| \]

Reemplazamos los datos:

\[ 78=54+49-|A\cap B| \]

\[ 78=103-|A\cap B| \]

\[ |A\cap B|=103-78=25 \]

Por lo tanto, \(25\) formularios tienen ambos documentos.

Estrategia para resolver problemas de intersección

  1. Identifica los eventos \(A\) y \(B\).
  2. Traduce la palabra “y” como cumplimiento simultáneo de ambas condiciones.
  3. Cuenta solo los resultados que pertenecen a ambos eventos.
  4. Si se entrega la unión, usa la relación \(|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|\).
  5. Calcula la probabilidad dividiendo los casos de la intersección por el total de casos posibles.

Error común

Al calcular \(A\cap B\), no se deben sumar los elementos de \(A\) y de \(B\). Eso corresponde a una unión si se corrige el doble conteo.

Para la intersección, se cuentan solamente los resultados comunes a ambos eventos.

Ejercicios

Ejercicio 1

En una revisión de equipos se tiene:

\[ S=\{Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q9,Q10,Q11,Q12,Q13,Q14\} \]

Sea \(A=\{Q2,Q5,Q6,Q9,Q13\}\) el evento “requiere mantención” y \(B=\{Q1,Q5,Q7,Q9,Q10,Q13\}\) el evento “requiere calibración”.

Determina \(A\cap B\) y calcula \(P(A\cap B)\).

Ejercicio 2

En una competencia de debate participaron \(68\) estudiantes. \(26\) defendieron postura afirmativa, \(31\) usaron evidencia estadística y \(14\) defendieron postura afirmativa usando evidencia estadística.

Si se elige un estudiante al azar, ¿cuál es la probabilidad de que haya defendido postura afirmativa y usado evidencia estadística?

Ejercicio 3

La siguiente tabla muestra la clasificación de \(80\) solicitudes según si llegaron completas o incompletas y si fueron enviadas dentro o fuera de plazo.

  Dentro de plazo Fuera de plazo Total
Completas 34 11 45
Incompletas 18 17 35
Total 52 28 80

Si se selecciona una solicitud al azar, calcula la probabilidad de que esté completa y haya sido enviada dentro de plazo.

Ejercicio 4

En una colección de \(58\) piezas gráficas, \(22\) usan tipografía serif, \(27\) usan una paleta monocromática y \(13\) usan ambas características.

Una persona afirma que la probabilidad de escoger una pieza que use tipografía serif y paleta monocromática es \(\frac{22+27}{58}\). ¿Es correcta la afirmación? Justifica.

Ejercicio 5

En un registro de \(75\) becas, \(32\) postulantes cumplen el requisito académico, \(41\) cumplen el requisito socioeconómico y \(55\) cumplen al menos uno de esos dos requisitos.

¿Cuántos postulantes cumplen ambos requisitos? ¿Cuál es la probabilidad de seleccionar al azar un postulante que cumpla ambos requisitos?

Ejercicio 6

En una lista de \(64\) proyectos, \(29\) tienen presupuesto aprobado, \(24\) tienen equipo asignado y \(19\) no tienen presupuesto aprobado ni equipo asignado.

Calcula cuántos proyectos tienen presupuesto aprobado y equipo asignado.

Problemas tipo PAES

Problema 1

En una revisión de \(84\) informes, \(33\) incluyen gráficos, \(28\) incluyen conclusiones cuantitativas y \(15\) incluyen ambas características. Si se elige un informe al azar, ¿cuál es la probabilidad de que incluya gráficos y conclusiones cuantitativas?

A) \(\frac{15}{84}\)

B) \(\frac{46}{84}\)

C) \(\frac{61}{84}\)

D) \(\frac{33}{84}\)

Problema 2

Se elige al azar un producto del siguiente espacio muestral:

\[ S=\{(P,1),(P,2),(P,3),(Q,1),(Q,2),(Q,3),(R,1),(R,2),(R,3)\} \]

Sea \(A\) el evento “la letra es \(Q\)” y \(B\) el evento “el número es mayor que \(1\)”. ¿Cuál es \(A\cap B\)?

A) \(\{(Q,1),(Q,2),(Q,3)\}\)

B) \(\{(P,2),(P,3),(Q,2),(Q,3),(R,2),(R,3)\}\)

C) \(\{(Q,2),(Q,3)\}\)

D) \(\{(Q,1)\}\)

Problema 3

En una encuesta a \(110\) personas, \(46\) usan bicicleta al menos una vez por semana, \(39\) usan transporte público al menos una vez por semana y \(62\) usan bicicleta o transporte público al menos una vez por semana. ¿Cuántas personas usan ambos medios al menos una vez por semana?

A) \(15\)

B) \(23\)

C) \(31\)

D) \(85\)

Problema 4

En un registro de \(100\) cursos inscritos, \(44\) tienen cupos completos, \(36\) tienen lista de espera y \(57\) tienen cupos completos o lista de espera. ¿Cuál es la probabilidad de seleccionar un curso que tenga cupos completos y lista de espera?

A) \(\frac{21}{100}\)

B) \(\frac{23}{100}\)

C) \(\frac{57}{100}\)

D) \(\frac{80}{100}\)

Problema 5

En una revisión de \(88\) carpetas, \(11\) tienen firma del apoderado y comprobante adjunto. ¿Cuál es la probabilidad de elegir una carpeta que no tenga ambas condiciones simultáneamente?

A) \(\frac{11}{88}\)

B) \(\frac{22}{88}\)

C) \(\frac{77}{88}\)

D) \(\frac{88}{77}\)