Libro de variables aleatorias y probabilidad social
9. Supuestos basados en probabilidades
Objetivos de la página
- Reconocer supuestos que se hacen a partir de probabilidades.
- Distinguir entre una conclusión segura, probable o no justificada.
- Analizar si una afirmación está respaldada por una distribución de probabilidad.
- Interpretar probabilidades considerando el contexto y las condiciones del problema.
¿Qué es un supuesto?
Un supuesto es una idea que se acepta como posible o razonable a partir de cierta información, aunque no siempre se puede asegurar con certeza.
En probabilidad, muchas conclusiones se basan en supuestos. Por ejemplo, si una encuesta indica que \(70\%\) de un grupo usa transporte público, se puede suponer que es probable elegir una persona que lo use.
Sin embargo, eso no significa que todas las personas del grupo usen transporte público.
Lenguaje probabilístico
Al interpretar una probabilidad, conviene distinguir entre distintos niveles de certeza:
| Probabilidad | Interpretación |
|---|---|
| \(0\) | El evento es imposible en el modelo dado. |
| Entre \(0\) y \(1\) | El evento puede ocurrir, con mayor o menor probabilidad. |
| Cercana a \(1\) | El evento es muy probable, pero no seguro. |
| \(1\) | El evento es seguro en el modelo dado. |
Ejemplo 1: una probabilidad alta no es certeza
Una encuesta informa que la probabilidad de que un estudiante elegido al azar complete una tarea semanal es \(0{,}85\).
Definimos:
\[ C=1 \text{ si el estudiante completa la tarea} \]
\[ C=0 \text{ si el estudiante no completa la tarea} \]
| \(c\) | Interpretación | \(P(C=c)\) |
|---|---|---|
| \(0\) | No completa la tarea | \(0{,}15\) |
| \(1\) | Completa la tarea | \(0{,}85\) |
Se puede afirmar que completar la tarea es muy probable, porque:
\[ P(C=1)=0{,}85 \]
Pero no se puede afirmar que todos completarán la tarea, porque todavía existe probabilidad de no completarla:
\[ P(C=0)=0{,}15 \]
Ejemplo 2: supuesto razonable y supuesto exagerado
Una plataforma educativa registra el tipo de recurso que elige un estudiante al estudiar. La variable \(R\) representa el recurso elegido:
| \(r\) | Recurso | \(P(R=r)\) |
|---|---|---|
| \(1\) | Video | \(0{,}50\) |
| \(2\) | Guía escrita | \(0{,}30\) |
| \(3\) | Ejercicios interactivos | \(0{,}20\) |
Un supuesto razonable sería:
“Según la distribución, el recurso más probable es video, con probabilidad \(0{,}50\)”.
Un supuesto exagerado sería:
“Todos los estudiantes prefieren videos”.
Ese supuesto es incorrecto, porque la probabilidad de elegir video es \(0{,}50\), no \(1\).
Ejemplo 3: condiciones del contexto
Una encuesta realizada en un curso indica que la probabilidad de que un estudiante use bicicleta para llegar al colegio es \(0{,}25\).
Una conclusión cuidadosa sería:
“En este curso, la probabilidad de elegir un estudiante que usa bicicleta es \(0{,}25\)”.
No sería correcto afirmar directamente:
“En todos los colegios, el \(25\%\) de los estudiantes usa bicicleta”.
La razón es que la información proviene de un curso específico. Para extender la conclusión a otros grupos, habría que justificar que la muestra representa adecuadamente a esos grupos.
Error frecuente
No toda afirmación basada en una probabilidad está justificada.
Por ejemplo, si \(P(A=1)=0{,}60\), se puede decir que \(A=1\) es más probable que \(A=0\). Pero no se puede decir que \(A=1\) ocurrirá siempre.
Cómo evaluar un supuesto
Para evaluar si un supuesto está bien respaldado, conviene preguntar:
- ¿Qué probabilidad o distribución lo apoya?
- ¿El supuesto habla del mismo grupo o contexto?
- ¿Se está confundiendo “probable” con “seguro”?
- ¿La conclusión usa palabras demasiado fuertes, como “todos”, “nunca” o “siempre”?
Ejercicio 1
Una encuesta indica que la probabilidad de que un estudiante elegido al azar participe en un taller escolar es \(0{,}70\).
a) Expresa esta probabilidad como porcentaje.
b) ¿Es correcto afirmar que todos los estudiantes participan en talleres?
c) Escribe una conclusión cuidadosa.
a) Convertimos a porcentaje:
\[ 0{,}70=70\% \]
b) No es correcto afirmar que todos participan. Para decir que todos participan, la probabilidad tendría que ser \(1\), es decir, \(100\%\).
c) Una conclusión cuidadosa es:
“Según la encuesta, la probabilidad de elegir un estudiante que participa en un taller escolar es \(0{,}70\), por lo que participar en talleres es más probable que no participar”.
Ejercicio 2
Una variable aleatoria \(A\) se define así:
\[ A=1 \text{ si aparece un anuncio} \]
\[ A=0 \text{ si no aparece un anuncio} \]
| \(a\) | \(P(A=a)\) |
|---|---|
| \(0\) | \(0{,}65\) |
| \(1\) | \(0{,}35\) |
Un estudiante dice: “Como \(P(A=1)=0{,}35\), es imposible que aparezca un anuncio”.
¿Cuál es el error? Corrige la afirmación.
El error es interpretar una probabilidad menor que \(0{,}5\) como si fuera \(0\).
Que \(P(A=1)=0{,}35\) significa que la probabilidad de que aparezca un anuncio es \(35\%\).
No es lo más probable, porque:
\[ 0{,}35<0{,}65 \]
pero sí puede ocurrir, ya que su probabilidad es mayor que \(0\).
Una afirmación correcta sería:
“Es menos probable que aparezca un anuncio a que no aparezca, pero no es imposible”.
Ejercicio 3
En una encuesta de un curso, la distribución de la variable \(M\), donde \(M=1\) significa “prefiere estudiar con música” y \(M=0\) significa “no prefiere estudiar con música”, es:
| \(m\) | \(P(M=m)\) |
|---|---|
| \(0\) | \(0{,}42\) |
| \(1\) | \(0{,}58\) |
a) ¿Qué opción es más probable?
b) ¿Se puede afirmar que todos prefieren estudiar con música?
c) ¿Se puede afirmar que más de la mitad prefiere estudiar con música?
a) Es más probable que el estudiante prefiera estudiar con música, porque:
\[ P(M=1)=0{,}58>0{,}42=P(M=0) \]
b) No se puede afirmar que todos prefieren estudiar con música, porque \(0{,}58\neq 1\).
c) Sí se puede afirmar que más de la mitad prefiere estudiar con música, porque:
\[ 0{,}58=58\% \]
y \(58\%>50\%\).
Ejercicio 4
Una noticia dice:
“En una encuesta realizada a \(40\) estudiantes de un colegio, el \(75\%\) declaró usar redes sociales para informarse. Por lo tanto, el \(75\%\) de todos los estudiantes del país usa redes sociales para informarse”.
Analiza si la conclusión está justificada.
La conclusión no está completamente justificada.
La información entregada corresponde a \(40\) estudiantes de un colegio específico.
Con esos datos sí se puede afirmar:
“En la encuesta realizada, el \(75\%\) de esos \(40\) estudiantes declaró usar redes sociales para informarse”.
Pero no se puede extender directamente la conclusión a todos los estudiantes del país sin justificar que esa muestra representa adecuadamente a ese grupo más amplio.
Ejercicio 5
Observa la distribución de una variable aleatoria \(R\), donde \(R\) representa el número de veces que una persona revisa una aplicación durante una hora.
a) ¿Cuál es el valor más probable de \(R\)?
b) Calcula \(P(R\geq 3)\).
c) Un titular dice: “La mayoría revisa la aplicación \(3\) o más veces por hora”. ¿Está justificado?
Del gráfico se lee:
\[ P(R=0)=0{,}08,\quad P(R=1)=0{,}22,\quad P(R=2)=0{,}40,\quad P(R=3)=0{,}20,\quad P(R=4)=0{,}10 \]
a) El valor más probable es \(R=2\), porque tiene la mayor probabilidad:
\[ P(R=2)=0{,}40 \]
b)
\[ P(R\geq 3)=P(R=3)+P(R=4) \]
\[ P(R\geq 3)=0{,}20+0{,}10=0{,}30 \]
c) No está justificado decir que la mayoría revisa la aplicación \(3\) o más veces por hora, porque:
\[ 0{,}30=30\%<50\% \]
Una conclusión correcta sería: “La probabilidad de revisar la aplicación \(3\) o más veces por hora es \(0{,}30\)”.
Ejercicio 6
En un curso, se elige al azar un estudiante. La variable \(T\) representa la cantidad de tareas entregadas durante una semana.
| \(t\) | \(P(T=t)\) |
|---|---|
| \(0\) | \(0{,}05\) |
| \(1\) | \(0{,}15\) |
| \(2\) | \(0{,}30\) |
| \(3\) | \(0{,}50\) |
a) ¿Cuál es el número de tareas más probable?
b) Calcula \(P(T\geq 2)\).
c) ¿Es razonable suponer que es probable elegir un estudiante que entregó al menos \(2\) tareas?
a) El número de tareas más probable es \(T=3\), porque:
\[ P(T=3)=0{,}50 \]
b)
\[ P(T\geq 2)=P(T=2)+P(T=3) \]
\[ P(T\geq 2)=0{,}30+0{,}50=0{,}80 \]
c) Sí es razonable suponer que es probable elegir un estudiante que entregó al menos \(2\) tareas, porque esa probabilidad es \(0{,}80\), es decir, \(80\%\).
Pero no es seguro, ya que todavía existe una probabilidad de \(0{,}20\) de elegir un estudiante que entregó menos de \(2\) tareas.
Ejercicio 7
Un informe indica que, en una muestra de estudiantes, la probabilidad de preferir clases con actividades prácticas es \(0{,}64\).
Evalúa las siguientes afirmaciones como justificadas o no justificadas.
a) “En la muestra, preferir clases con actividades prácticas es más probable que no preferirlas”.
b) “Todos los estudiantes prefieren clases con actividades prácticas”.
c) “En la muestra, más de la mitad prefiere clases con actividades prácticas”.
La probabilidad dada es:
\[ 0{,}64=64\% \]
La probabilidad de no preferirlas es:
\[ 1-0{,}64=0{,}36 \]
a) Justificada, porque:
\[ 0{,}64>0{,}36 \]
b) No justificada, porque \(0{,}64\) no equivale al \(100\%\).
c) Justificada, porque \(64\%\) es mayor que \(50\%\).
Ejercicio 8
Una variable aleatoria \(S\) representa el nivel de satisfacción con un servicio:
\[ S=1 \text{ baja},\quad S=2 \text{ media},\quad S=3 \text{ alta} \]
| \(s\) | Interpretación | \(P(S=s)\) |
|---|---|---|
| \(1\) | Baja | \(0{,}20\) |
| \(2\) | Media | \(0{,}45\) |
| \(3\) | Alta | \(0{,}35\) |
Una publicación afirma: “La satisfacción es positiva, porque la probabilidad de satisfacción media o alta es mayor que la de satisfacción baja”.
Analiza la afirmación con cálculos.
Satisfacción media o alta corresponde a \(S=2\) o \(S=3\).
Calculamos:
\[ P(S\geq 2)=P(S=2)+P(S=3) \]
\[ P(S\geq 2)=0{,}45+0{,}35=0{,}80 \]
La probabilidad de satisfacción baja es:
\[ P(S=1)=0{,}20 \]
Como:
\[ 0{,}80>0{,}20 \]
la afirmación está respaldada por los datos, si se considera que satisfacción media o alta representa una valoración positiva o aceptable.
Una conclusión cuidadosa sería: “Según esta distribución, la probabilidad de satisfacción media o alta es \(0{,}80\), mayor que la probabilidad de satisfacción baja”.
Ejercicio 9
Dos cursos tienen la siguiente distribución para la variable \(P\), que representa el puntaje obtenido en una actividad de \(0\) a \(3\).
| \(p\) | Curso A | Curso B |
|---|---|---|
| \(0\) | \(0{,}10\) | \(0{,}25\) |
| \(1\) | \(0{,}20\) | \(0{,}25\) |
| \(2\) | \(0{,}40\) | \(0{,}25\) |
| \(3\) | \(0{,}30\) | \(0{,}25\) |
a) Calcula la probabilidad de obtener puntaje \(2\) o \(3\) en cada curso.
b) Un estudiante supone que el Curso A tiene mejores resultados porque concentra más probabilidad en puntajes altos. ¿Está respaldado ese supuesto?
a) Puntaje \(2\) o \(3\) corresponde a \(P\geq 2\).
Curso A:
\[ P_A(P\geq 2)=P_A(P=2)+P_A(P=3)=0{,}40+0{,}30=0{,}70 \]
Curso B:
\[ P_B(P\geq 2)=P_B(P=2)+P_B(P=3)=0{,}25+0{,}25=0{,}50 \]
b) Sí, el supuesto está respaldado si se considera que los puntajes \(2\) y \(3\) son altos, porque:
\[ 0{,}70>0{,}50 \]
Una conclusión cuidadosa sería: “El Curso A tiene mayor probabilidad de obtener puntajes \(2\) o \(3\) que el Curso B”.
Ejercicio 10
Una noticia escolar afirma:
“Como \(P(X=3)=0{,}45\), entonces \(X=3\) es seguro”.
Explica el error usando lenguaje probabilístico.
El error es confundir un evento probable con un evento seguro.
Si:
\[ P(X=3)=0{,}45 \]
entonces el evento \(X=3\) tiene probabilidad \(45\%\), pero no es seguro.
Para que fuera seguro, tendría que cumplirse:
\[ P(X=3)=1 \]
Una afirmación correcta sería:
“El valor \(X=3\) tiene probabilidad \(0{,}45\). Puede ser el valor más probable si ningún otro valor tiene mayor probabilidad, pero no es seguro”.
Ejercicio 11
Observa la distribución de una variable aleatoria \(D\), donde \(D\) representa el número de días por semana que un estudiante usa una plataforma de estudio.
a) Escribe la tabla de distribución.
b) Calcula \(P(D\geq 3)\).
c) ¿Está justificado suponer que es más probable usar la plataforma \(3\) o más días que usarla menos de \(3\) días?
a) Del gráfico se obtiene:
| \(d\) | \(P(D=d)\) |
|---|---|
| \(0\) | \(0{,}05\) |
| \(1\) | \(0{,}10\) |
| \(2\) | \(0{,}20\) |
| \(3\) | \(0{,}30\) |
| \(4\) | \(0{,}25\) |
| \(5\) | \(0{,}10\) |
b)
\[ P(D\geq 3)=P(D=3)+P(D=4)+P(D=5) \]
\[ P(D\geq 3)=0{,}30+0{,}25+0{,}10=0{,}65 \]
c) Usarla menos de \(3\) días corresponde a \(D<3\):
\[ P(D<3)=P(D=0)+P(D=1)+P(D=2) \]
\[ P(D<3)=0{,}05+0{,}10+0{,}20=0{,}35 \]
Como \(0{,}65>0{,}35\), sí está justificado suponer que es más probable usar la plataforma \(3\) o más días que usarla menos de \(3\) días.
Ejercicio 12
Una publicación dice:
“En una encuesta, la probabilidad de elegir una persona que prefiere informarse por medios digitales es \(0{,}72\). Por lo tanto, los medios no digitales ya no tienen importancia”.
Analiza la afirmación y escribe una conclusión más cuidadosa.
La afirmación es exagerada.
Si la probabilidad de preferir medios digitales es:
\[ 0{,}72 \]
entonces la probabilidad de preferir medios no digitales es:
\[ 1-0{,}72=0{,}28 \]
Como \(0{,}28\) no es \(0\), no se puede decir que los medios no digitales no tienen importancia.
Una conclusión más cuidadosa sería:
“Según la encuesta, los medios digitales son preferidos con mayor probabilidad, \(0{,}72\), pero los medios no digitales aún representan una proporción de \(0{,}28\)”.
Para continuar
En la próxima página se analizará cómo tomar decisiones en situaciones de incertidumbre usando distribuciones de probabilidad.