13. Regla de Laplace

La regla de Laplace calcula la probabilidad de un evento como el cociente entre casos favorables y casos posibles cuando todos los resultados son finitos y equiprobables.

13.1 Introducción

La regla de Laplace es uno de los procedimientos más directos para calcular probabilidades. Aparece en problemas con monedas, dados, cartas, urnas y sorteos en los que podemos enumerar los resultados y suponer que tienen la misma posibilidad.

La fórmula es sencilla, pero su aplicación correcta exige definir bien el espacio muestral, contar todos los casos y comprobar la equiprobabilidad.

13.2 Fórmula de Laplace

Si Ω es un espacio muestral finito y todos sus resultados son igualmente probables, para un evento A se cumple:

P(A) = casos favorables / casos posibles

P(A) = |A| / |Ω|

El numerador cuenta los resultados que cumplen la condición. El denominador cuenta todos los resultados que pueden ocurrir.

La fórmula produce un número entre 0 y 1, que también puede expresarse como porcentaje.

13.3 Ejemplo con un dado

Consideremos un dado equilibrado y el evento A = “obtener un número mayor que 4”.

Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
A = {5, 6}

Casos favorables = 2
Casos posibles = 6

P(A) = 2/6 = 1/3 ≈ 33,3 %

El resultado no dice que cada tres lanzamientos deba aparecer exactamente una vez un número mayor que 4. Es la proporción teórica esperada bajo el modelo de un dado equilibrado.

13.4 Ejemplo con dos monedas

Si lanzamos dos monedas y distinguimos el orden, el espacio muestral es:

Ω = {(cara,cara), (cara,cruz), (cruz,cara), (cruz,cruz)}

El evento “obtener al menos una cara” contiene tres casos favorables:

A = {(cara,cara), (cara,cruz), (cruz,cara)}
P(A) = 3/4 = 75 %

El resultado depende de haber definido los casos de manera detallada. No debemos reemplazar esos cuatro casos por solo “cara” y “cruz”, porque estaríamos perdiendo información del experimento compuesto.

13.5 Ejemplo con una urna

Una urna contiene 10 fichas: 4 rojas, 3 azules y 3 verdes. Si se extrae una ficha al azar, la probabilidad de obtener una ficha roja es:

Casos favorables = 4 fichas rojas
Casos posibles = 10 fichas

P(roja) = 4/10 = 0,4 = 40 %

En este caso las fichas individuales son los resultados equiprobables, no los colores. No es correcto dividir 1 entre 3 solo porque hay tres colores: los colores no tienen la misma cantidad de fichas.

13.6 Contar resultados en experimentos compuestos

La dificultad suele estar en contar correctamente el espacio muestral. Para dos dados, cada resultado puede representarse como un par ordenado y hay 6 × 6 = 36 casos posibles.

Evento: suma igual a 7
Casos favorables:
(1,6), (2,5), (3,4), (4,3), (5,2), (6,1)

P(suma 7) = 6/36 = 1/6

Las sumas no son equiprobables: 7 tiene seis combinaciones, mientras que 2 solo tiene (1,1). El enfoque correcto cuenta pares, no únicamente valores de suma.

13.7 Condiciones para aplicar Laplace

Condición Pregunta de control
Espacio definido ¿Puedo enumerar todos los resultados relevantes?
Espacio finito ¿La cantidad de resultados es limitada?
Casos equiprobables ¿Cada resultado tiene la misma posibilidad?
Evento preciso ¿Sé exactamente qué resultados son favorables?

Si alguna respuesta es negativa, la división puede producir un número, pero no necesariamente una probabilidad válida del fenómeno.

13.8 Simulación: ruleta de casos equiprobables

La ruleta representa un espacio muestral de 12 sectores iguales. Elige un evento para colorear sus casos favorables y observa directamente la proporción que ocupa en la ruleta.

Ruleta de Laplace

Cada sector tiene el mismo ángulo porque representa un caso equiprobable. La proporción de sectores verdes respecto del total muestra visualmente la fracción de casos favorables.

13.9 Laplace en JavaScript

Una función general puede recibir el espacio muestral y una condición que determine los casos favorables:

function reglaDeLaplace(espacio, condicion) {
  const favorables = espacio.filter(condicion);
  return {
    casosFavorables: favorables.length,
    casosPosibles: espacio.length,
    probabilidad: favorables.length / espacio.length
  };
}

const resultado = reglaDeLaplace(
  [1, 2, 3, 4, 5, 6],
  numero => numero % 2 === 0
);

console.log(resultado);

13.10 Simulación: teoría frente a observación

La regla de Laplace produce una probabilidad teórica. Al girar muchas veces una ruleta ideal, la frecuencia observada debería acercarse a ella.

Comparación entre Laplace y frecuencia

Pulsa “Simular giros” para comenzar.

Una diferencia entre ambos porcentajes no contradice la regla. La fórmula describe el modelo; la simulación produce una muestra aleatoria.

13.11 Casos favorables y casos equiprobables

“Favorable” depende del evento elegido, mientras que “equiprobable” describe la relación entre los resultados del espacio muestral.

En un dado:

Evento “par”: favorables = {2,4,6}
Equiprobabilidad: cada cara tiene probabilidad 1/6

Si el dado está cargado, los mismos resultados pueden seguir siendo casos favorables, pero ya no podemos aplicar directamente la regla de Laplace porque sus probabilidades individuales son diferentes.

13.12 Errores frecuentes

  • Usar como casos posibles resultados resumidos que no son equiprobables.
  • Contar colores, categorías o sumas en lugar de los resultados elementales reales.
  • Aplicar la fórmula a un objeto cargado o a un sorteo sesgado.
  • Confundir la probabilidad teórica con el resultado de una pequeña simulación.
  • Olvidar simplificar o interpretar el cociente como porcentaje.

13.13 Qué debes recordar de este tema

  • La regla de Laplace es P(A) = |A|/|Ω|.
  • Se aplica cuando el espacio es finito y los resultados son equiprobables.
  • Los casos favorables deben definirse dentro del mismo espacio que los casos posibles.
  • En experimentos compuestos hay que contar resultados detallados, no solo resúmenes.
  • Una simulación puede aproximarse al valor teórico, pero no tiene que coincidir exactamente.
  • Un objeto o proceso sesgado requiere conocer probabilidades individuales o utilizar otro enfoque.

13.14 Conclusión

La regla de Laplace ofrece una herramienta clara para calcular probabilidades mediante conteo. Su aplicación correcta depende de construir un espacio muestral adecuado y verificar que todos sus resultados tengan la misma posibilidad.

En el próximo tema estudiaremos la probabilidad del complemento, que permite calcular la posibilidad de que un evento no ocurra a partir de la probabilidad de que ocurra.