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PR4. 5.3. Ejercicio 7 resuelto - Contenido educativo
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Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de matemáticas de bachillerato en el IES
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arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases
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de la unidad PR4 dedicada a las variables aleatorias continuas y a la distribución
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normal. En la videoclase de hoy resolveremos el ejercicio propuesto 7. En este ejercicio 7 se
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nos pide que consideremos una cierta distribución de una variable aleatoria normal con media 6 y
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desviación típica 0,9 y se nos pide calcular los valores de abstisa k para que se den las
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siguientes igualdades, comenzando por, en este apartado a, probabilidad de que x menor o igual
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a k, esa abstisa desconocida, sea igual a 0,9772. Fijaos en que este ejercicio 7 es muy similar al
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ejercicio anterior 6, salvo porque en el ejercicio 6 se nos dan los valores de la abstisa para que
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calculemos las probabilidades y en este caso hemos de hacer al revés. Se nos dan los valores de la
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probabilidad y hemos de calcular los valores de abstiza. No es de extrañar que si en el caso
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anterior leíamos la tabla mirando las abstizas en los bordes y leyendo en el centro los valores
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de probabilidad, en este caso tengamos que operar del revés. Con estos valores de probabilidad
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miraremos dentro de la tabla y buscaremos cuáles son los correspondientes valores de la abstiza.
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Vamos a verlo con este primer ejemplo.
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Se nos pide probabilidad de que x menor o igual a k, x, variable normal con media 6 y desviación típica 0,9, sea igual a 0,9772.
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Puesto que hemos de hacer uso de la tabla de la distribución normal estándar, lo primero que hemos de hacer es estandarizar.
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restando dentro del suceso, dentro del operador probabilidad, a la variable aleatoria submedia y dividiendo entre la desviación típica.
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Aquí que tenemos el nombre de la variable aleatoria, restaremos la media y dividiremos entre la desviación típica algebricamente.
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Y aquí que tenemos un valor numérico, de momento desconocido, pero numérico, restaremos la media numérica y dividiremos entre la desviación típica numérica.
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Así pues, lo que nos están pidiendo es que consideremos una distribución normal estándar
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y calculemos cuál es el valor de k para que la probabilidad de que z sea menor o igual que esta abstisa así calculada
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sea igual a 0,9772.
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Si nosotros miramos en la tabla de la distribución normal estándar,
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hemos de buscar en su interior un valor de probabilidad que sea 0,9772
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y estamos preguntándonos por cuál es la abstisa que deja a la izquierda ese valor de probabilidad.
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Vamos a mirar un momento.
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Aquí tenemos la tabla de la distribución normal estándar y tenemos que buscar, como he dicho en el interior,
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una probabilidad igual a 0,9772.
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Salvo que esté preparado el ejercicio, raro será que justo ese valor lo encontremos aquí.
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En este caso, 0,9772 sí se encuentra exactamente en la tabla. Fijaos, 0,9772. El ejercicio está preparado.
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El valor de abstisa que deja a la izquierda una probabilidad igual a 0,9772 se puede leer.
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Sería 2,0 y en cuanto a las centésimas, os recuerdo que se mira en el encabezado de columnas, también es un 0.
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Así pues, la probabilidad de que z sea menor o igual que 2 es igual a 0,9772. Ese es el valor que nosotros vamos a considerar.
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Como inciso, si no hubiéramos encontrado exactamente ese valor en la tabla, lo que haríamos sería buscar el valor más aproximado y tomar ese valor, el de z que le corresponda, como el que tenemos que utilizar para seguir operando.
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En este caso, estaba preparado, 0,9772 está en la tabla, la abscisa que le corresponde es 2,00.
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Vamos a volver al ejercicio. Aquí vemos cómo, para continuar la discusión, he apuntado que la probabilidad, mirando en la tabla de distribución normal, de que z sea menor o igual que 2 es igual a 0,9772.
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Si comparo estas dos expresiones, vemos que k menos 6 dividido entre 0,9 debe corresponder con este valor 2.
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Y fijaos, tenemos una ecuación para calcular el valor de k, justamente lo que tenemos que hacer.
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Esta desviación típica la pasaremos multiplicando, este valor de la media lo pasaremos sumando y vemos que k tiene que ser igual a 7,8.
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Y en respuesta a la pregunta, la probabilidad de que x sea menor o igual que 7,8 es igual a 0,9772 con x, siguiendo una distribución normal con media 6 y desviación típica 0,9.
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Hemos de operar de igual manera para resolver el resto de apartados.
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En el apartado b se nos pide probabilidad de que x menor o igual que k sea 0,8.
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Comenzamos estandarizando en el interior del argumento de la probabilidad.
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Esto equivale a que la probabilidad de que z, normal estándar, menor o igual que esta abstisa, se iguala a 0,8.
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Si miramos en la tabla de la distribución normal, vemos que 0,8 exactamente no se encuentra,
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pero 0,7995 es el valor más próximo y eso se corresponde con una abscisa igual a 0,84.
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La probabilidad de que Z sea menor o igual que 0,84 es 0,7995.
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Puesto que es suficientemente próximo a 0,8, inferimos que K-6 dividido entre 0,9 debe ser igual a 0,84.
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Y de aquí, despejando, obtenemos el valor de K igual a 6,756.
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En este apartado c continuamos, nos preguntamos por esa probabilidad de que x menor o igual que k sea igual a 0,3.
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Una vez hemos estandarizado la variable en el interior del argumento de la probabilidad,
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nos encontramos con que la probabilidad de que la variable normal estándar sea menor o igual que esta abscisa tiene que ser igual a 0,3,
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valor que no podemos buscar directamente en la tabla de la distribución normal porque, fijaos,
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En ella tenemos únicamente lo que corresponde a abscisas mayores o iguales que 0
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y en el interior nos encontramos con valores de probabilidad que son mayores o iguales que 0,5.
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Y 0,3 no está dentro de la tabla.
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¿Por qué? Porque la abscisa es negativa.
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Así pues, siempre que aquí tengamos un valor de probabilidad menor que 0,5,
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esta abscisa va a ser negativa y no podemos mirar directamente en la tabla.
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¿Qué es lo que podemos hacer?
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Pues lo que vamos a hacer es considerar el suceso contrario
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Y vamos a preguntarnos no por la probabilidad de que z sea menor o igual que este valor
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Sino por la probabilidad de que z sea mayor o igual que ese valor
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Y en lugar de 0,3 la probabilidad de ese suceso del contrario será 1 menos 0,3 igual a 0,7
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Nosotros no podremos encontrar dentro de la tabla el valor 0,7 sí
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Pero z mayor que esta abscisa tal cual no lo vamos a encontrar
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No tendría sentido mirar en la tabla directamente porque allí vienen probabilidades de las colas izquierdas.
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Y esta es una cola de la derecha, zeta mayor igual que.
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Y además tenemos abstizas positivas y esta es negativa.
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Por hipótesis hemos supuesto, no es por hipótesis, es porque realmente es así,
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que si esta probabilidad de la cola de la izquierda es menor que 0,5 es porque la abstiza es negativa.
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¿Qué hemos de hacer?
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Bueno, pues razonar utilizando la simetría de la función de densidad de probabilidad.
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y buscar el simétrico. La probabilidad de que Z sea mayor o igual que esta abscisa
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coincide con la probabilidad de que Z sea menor o igual que la misma abscisa pero con el signo cambiado.
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Y ahora ya cuadra todo. Tenemos una cola de la izquierda.
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Si esta abscisa era negativa, al cambiar el signo ya tenemos una abscisa positiva
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y este valor es mayor que 0,5. Ahora sí podemos mirar en la tabla.
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0,7, como dije, no se encuentra directamente leyendo la tabla.
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dije que era difícil encontrar estos valores y cuando son tan redondos no va a ser posible.
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El más próximo va a ser este 0,6950 que corresponde con la abstisa para la cola de la izquierda 0,52.
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Así pues, vamos a deducir que esta abstisa menos, cuidado con el signo, k-6 dividido entre 0,9
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tiene que ser igual a este 0,52. Si despejamos k, encontramos un valor 5,532.
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En el caso de este último apartado D, se nos pide calcular k para que la probabilidad de que x sea mayor o igual que k sea igual a este 0,66331.
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Como antes, estandarizamos en el interior del argumento de la probabilidad, restando la media, dividiendo entre la desviación típica,
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y tenemos que hallar el valor de k para que la probabilidad de que la variable normal estándar sea mayor o igual que esta pastisa sea igual a 0,6331.
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En este caso nos encontramos con la probabilidad de una cola de la derecha, z mayor o igual que una cierta abstisa,
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y que esta probabilidad sea mayor que 0,5.
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Esto ocurre cuando esta abstisa es negativa.
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La probabilidad de que z sea mayor o igual que un valor negativo va a dar una probabilidad mayor que 0,5.
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Lo que vamos a hacer en este caso es hacer uso de la simetría de la función de densidad de probabilidad.
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Y en lugar de probabilidad de que z sea mayor o igual que esta abstisa, que sabemos que va a ser negativa,
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vamos a considerar la probabilidad de que Z sea menor que el valor que corresponde a esta abstisa negativa con el signo cambiado.
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Y por eso tenemos aquí este signo menos.
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Esa probabilidad va a ser también 0,6331, insisto, por simetría.
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Si buscamos en la tabla de la distribución normal estándar, el valor 0,6331 se encuentra en el interior
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y corresponde a una abstisa igual a 0,34.
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Así pues, con el signo menos, menos, k menos 6 dividido entre 0,9, esta abscisa va a ser igual a 0,34.
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Fijaos que si la abscisa con el signo cambiado es 0,34, esta abscisa es menos 0,34, lo que estábamos diciendo inicialmente.
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Bien, pues si de esta ecuación despejamos el valor de k, vemos que el valor de k pedido es igual a 5,694.
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En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos y cuestionarios.
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Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web.
00:10:54
No dudéis en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas en el aula virtual.
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Un saludo y hasta pronto.
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- Matemáticas
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- Autor/es:
- Raúl Corraliza Nieto
- Subido por:
- Raúl C.
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- Fecha:
- 14 de marzo de 2025 - 10:35
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
- Duración:
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