Variable aleatoria: qué vas a contar o medir
Lanzas dos monedas. Cara-cara da 2 caras; cara-cruz y cruz-cara dan 1; cruz-cruz da 0. Si solo quieres saber cuántas caras hay, esos números resumen lo que te interesa.
Ese número, que depende del resultado del experimento, es una variable aleatoria. Lo llamamos . Su distribución dice qué valores puede tomar y qué probabilidad tiene cada uno. Para igual a 1, reúne las dos maneras de obtener una cara.
Si cuentas caras, los valores son separados: 0, 1 o 2, nunca 1,5. Es una variable discreta. Una medida como la altura puede representarse con valores a lo largo de un intervalo: es continua. En la normal, que es continua, las probabilidades se leen como áreas entre límites.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Te piden definir , escribir sus valores posibles o calcular .
Decide qué pide contar o medir la pregunta y escríbelo con una frase para . Anota los resultados completos y qué valor de corresponde a cada uno.
Un ejemplo, paso a paso
Lanzas dos monedas equilibradas de forma independiente. cuenta caras. Escribe los valores de y sus probabilidades.
- La pregunta pide cuántas caras salen, no en qué orden. Define número de caras en los dos lanzamientos.
- Escribe los cuatro resultados: cara-cara, cara-cruz, cruz-cara y cruz-cruz. Dos monedas equilibradas e independientes dan a cada pareja probabilidad .
- Ahora cuenta caras en cada pareja: cara-cara da ; cara-cruz y cruz-cara dan ; cruz-cruz da . Los valores posibles de son 0, 1 y 2.
- Reúne las parejas que dan el mismo valor: , y . Comprueba que no falta ningún caso: .
Lo que obtenemos: vale 0, 1 o 2 con probabilidades , y .
Ahora, los símbolos en palabras
- Nombre de lo que cuentas o mides.
- La cantidad observada vale 1; aquí, ha salido una cara.
- Probabilidad de cualquiera de los resultados que dan esa cantidad.
Quédate con esto: Define qué significa cada valor de antes de buscar su probabilidad. Reúne todos los resultados que dan ese valor.
Ojo con este error: puede valer 2; no. Una probabilidad siempre está entre 0 y 1.
Ahora prueba la idea
cuenta caras al lanzar dos monedas. ¿Puede valer 1,5?
Ver la respuesta y el porqué
No.
Solo puede haber 0, 1 o 2 caras. Es un recuento de caras completas.
Binomial: contar éxitos en un número fijo de intentos
Contestas al azar 5 preguntas con 4 opciones y una correcta. Cada pregunta tiene varias respuestas, pero para contar aciertos solo separas correcta e incorrecta. Puedes acertar 0, 1, 2, 3, 4 o 5.
Usas la binomial si se cumplen cuatro cosas: el número de intentos está fijado, cada uno se clasifica en éxito o fallo, la probabilidad de éxito es siempre la misma y un intento no cambia la de los demás. Aquí, si eliges cada respuesta al azar e independientemente, es y es 5.
«Éxito» significa lo que estás contando, no necesariamente algo bueno: puede ser una pieza defectuosa. Si sacas sin devolver, cambian las probabilidades. Si pruebas hasta acertar, no has fijado el número de intentos. Ninguno de esos casos es una binomial exacta.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Hay un número fijado de intentos, se cuenta éxito o fallo y el enunciado asegura probabilidades iguales e independencia.
Decide qué resultado vas a contar, por ejemplo un acierto, y llama a su número de apariciones. Busca cuántos intentos hay y su probabilidad en cada intento; comprueba que sea la misma y que lo ocurrido en uno no cambie las probabilidades de los demás.
Un ejemplo, paso a paso
Respondes al azar e independientemente cinco preguntas de cuatro opciones, una correcta. Define el número de aciertos.
- Define número de respuestas correctas. Cada pregunta cuenta como éxito si aciertas; las tres opciones incorrectas se reúnen como fallo.
- Harás las cinco preguntas aunque aciertes antes: . Hay una opción correcta de cuatro, elegidas al azar: . El fallo tiene probabilidad .
- El enunciado dice que eliges las respuestas de forma independiente. Acertar o fallar una no cambia el de la siguiente. Tenemos número fijo, éxito o fallo, la misma e independencia.
- Con esas cuatro condiciones, escribe . puede valer desde 0 aciertos hasta 5; todavía no hemos calculado la probabilidad de cada valor.
Lo que obtenemos: . Puede valer de 0 a 5.
Ahora, los símbolos en palabras
- sigue una binomial con intentos y probabilidad de éxito en cada uno.
- Número de intentos que vas a hacer.
- Probabilidad de éxito de un intento.
- Probabilidad de fallo de ese mismo intento.
Quédate con esto: Identifica qué cuenta y qué representan y en ese problema. Comprueba las cuatro condiciones antes de usar la binomial.
Ojo con este error: Clasificar en dos resultados no basta. También necesitas fijado, la misma e independencia.
Ahora prueba la idea
Lanzas una moneda hasta la primera cara. ¿El número de lanzamientos es binomial?
Ver la respuesta y el porqué
No.
No sabes de antemano cuántos lanzamientos vas a hacer. Falta un número fijo de intentos.
Fórmula binomial: contar las formas de colocar los éxitos
En tres intentos, dos éxitos pueden aparecer como éxito-éxito-fallo, éxito-fallo-éxito o fallo-éxito-éxito. Con probabilidad de éxito 0,2, cada secuencia tiene . Las tres juntas tienen .
Para escribir esa cuenta sin listar todos los órdenes, usamos : son éxitos con probabilidad cada uno. Los intentos restantes son fallos, cada uno con probabilidad ; aportan . Multiplica ambas partes para un orden concreto y luego por , el número de formas de elegir las posiciones de los éxitos. Esa es la fórmula binomial.
En la calculadora suele llamarse . A mano puedes usar . El signo ! es factorial: y . Cuenta qué posiciones eliges, sin repetir una elección solo por nombrar sus posiciones en otro orden.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: es binomial y piden exactamente éxitos, es decir, .
«Exactamente » fija cuántos éxitos y cuántos fallos necesitas. Lee y del modelo, calcula la probabilidad de un orden concreto y cuenta cuántos órdenes cumplen la pregunta.
Un ejemplo, paso a paso
Si , calcula .
- significa intentos y para éxito en cada uno. «» pide exactamente éxitos; quedan fallo, de probabilidad .
- En el orden éxito-éxito-fallo, necesitas las tres cosas: . Cualquier orden con dos éxitos y un fallo tiene esa misma probabilidad.
- Sirven éxito-éxito-fallo, éxito-fallo-éxito y fallo-éxito-éxito: tres órdenes. La fórmula los cuenta con .
- Suma las probabilidades de esos tres órdenes, o multiplica una por tres: .
Lo que obtenemos: Probabilidad 0,096, es decir, 9,6 %.
Ahora, los símbolos en palabras
- Número exacto de éxitos pedido; entero entre 0 y .
- Número de fallos que completa los intentos.
- Cantidad de formas de colocar éxitos en posiciones.
- Probabilidad de una de esas secuencias.
Quédate con esto: Primero calcula un orden con los éxitos y fallos pedidos. Después multiplica por cuántos órdenes sirven; la fórmula reúne esas dos cuentas.
Ojo con este error: No uses para un fallo: usa . Y exactamente excluye todos los otros números de éxitos.
Ahora prueba la idea
En cinco intentos, ¿cuántos fallos acompañan a exactamente dos éxitos?
Ver la respuesta y el porqué
Tres.
Los cinco intentos deben quedar contados: dos éxitos y tres fallos.
«Como mucho» y «al menos»: qué números se incluyen
En tres monedas, exactamente una cara solo incluye 1. Como mucho una incluye 0 y 1. Al menos una incluye 1, 2 y 3. Cambiar la frase cambia los números que debes contar.
La probabilidad acumulada hasta suma la de todos los valores menores o iguales que . En una calculadora, «puntual» da la probabilidad de un único valor; «acumulada» da el total hasta el indicado.
Para al menos una, puedes quitar del total el único caso que no sirve: ninguna cara. El total de todos los casos es 1. Para al menos , quita los casos de 0 a ; deja incluido.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: La pregunta dice «al menos», «como mucho», «a lo sumo», «menos de», «más de» o probabilidad acumulada.
Traduce la frase a una lista de valores de . «Al menos una» incluye 1, 2, 3…; comprueba si resulta más corto contar los valores que quedan fuera.
Un ejemplo, paso a paso
Lanzas tres monedas equilibradas de forma independiente. ¿Probabilidad de al menos una cara?
- cuenta caras en tres monedas, así que solo puede valer 0, 1, 2 o 3. «Al menos una» incluye 1, 2 y 3: buscamos .
- En vez de sumar tres probabilidades, cuenta el único valor que no sirve: . Cero caras necesita cruz-cruz-cruz.
- Con monedas equilibradas e independientes, .
- Todos los casos juntos tienen probabilidad 1. Quita solo el que no sirve: .
Lo que obtenemos: Probabilidad 0,875, o 87,5 %.
Ahora, los símbolos en palabras
- Como mucho : incluye y los números menores.
- Al menos : incluye y los mayores.
- Probabilidad de todos los valores hasta , incluido .
Quédate con esto: Escribe los valores que sirven antes de calcular. Si restas del total 1, resta los que quedan fuera, sin quitar un valor que la frase incluye.
Ojo con este error: Al menos 2 es , no . Si restas hasta 2, quitas un valor que sí servía.
Ahora prueba la idea
¿Menos de 3 éxitos incluye 3?
Ver la respuesta y el porqué
No: incluye 0, 1 y 2.
«Menos de» excluye la igualdad. «Como mucho 3» sí la incluye.
Media y desviación: el promedio y la separación
Un premio da 0 o 4 puntos, cada uno con probabilidad 1/2. Si se repite muchas veces, esperas aproximadamente tantos ceros como cuatros: el promedio se acerca a 2. Esa media no es un premio posible; en un intento solo recibes 0 o 4.
Los dos premios están a distancia 2 de la media. Para medir la separación sin que −2 y +2 se anulen al sumar, elevamos cada diferencia al cuadrado. Su promedio es 4: eso es la varianza.
La raíz de 4 vuelve a expresar la separación en puntos: 2. Es la desviación típica. Se escribe , y la media, . La varianza es . En una binomial puedes calcular directamente y ; después toma la raíz para obtener la desviación.
Piensa en esto: Para el promedio de una lista sumas los resultados y divides entre cuántos hay. Si conoces probabilidades, puedes dar a cada resultado la frecuencia que le corresponde.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Te piden media, esperanza, varianza, desviación típica o interpretar y .
La media pide un promedio; la desviación pide cuánto se separan los valores de ese promedio. Lista los valores con sus probabilidades y calcula la media antes de restarla a cada valor.
Un ejemplo, paso a paso
vale 0 o 4 puntos, cada uno con probabilidad 1/2. Calcula la media y la desviación típica.
- Para la media, cada premio cuenta con la frecuencia que representa su probabilidad: puntos. No es un premio nuevo: resume el promedio de muchos intentos.
- Ahora mide las separaciones con esa media: y . Si las sumaras, se anularían, aunque ambos premios se separan de 2.
- Eleva cada separación al cuadrado, multiplícala por su probabilidad y suma: puntos². Ya es un promedio: las probabilidades suman 1.
- La desviación vuelve a las unidades de los premios: puntos.
Lo que obtenemos: Media 2 puntos, varianza 4 puntos² y desviación típica 2 puntos.
Ahora, los símbolos en palabras
- Media o esperanza: promedio esperado al repetir muchas veces.
- Varianza: promedio de las diferencias con la media, al cuadrado.
- Desviación típica: raíz de la varianza; tiene las mismas unidades que .
- es un valor posible y su probabilidad. La identifica cuál estás usando.
- Suma un término por cada valor posible.
Quédate con esto: Calcula primero la media. Para la varianza usa las diferencias con ella al cuadrado y sus probabilidades; la desviación es la raíz de ese resultado.
Ojo con este error: Si la varianza es 9, la desviación típica es 3. No confundas la cantidad con su cuadrado.
Ahora prueba la idea
Un premio siempre da 2 puntos. Otro da 0 o 4 con la misma probabilidad. ¿Tienen la misma media y la misma desviación?
Ver la respuesta y el porqué
La misma media, 2; distinta desviación.
El premio fijo no se separa nunca de 2. El otro siempre queda a distancia 2 de esa media.
Un uso cotidiano: Leer la edad media de dos grupos
Informe ficticio: participaron 20 personas en un grupo de edad media 18 años y 80 en otro de media 38. ¿La edad media total es 28, la media de 18 y 38?
- Preguntan por la media de las 100 personas, no por la media de dos números. Recupera la suma de edades de cada grupo: media por personas. El primero suma años.
- El segundo suma años. Reúne ambas sumas: años.
- Divide esos años entre todas las personas: años. Cada persona tiene el mismo peso; los dos grupos no tienen el mismo tamaño.
La media total es 34 años, no 28, porque el segundo grupo tiene más personas. Una media no significa que cada participante tenga esa edad.
Normal: leer la probabilidad bajo una campana
Imagina un modelo de alturas con media 170 cm. Hay más alturas cerca de 170 y menos lejos; el dibujo tiene forma de campana. La mitad queda a cada lado del centro porque el modelo es simétrico.
La distribución normal usa esa forma. La media fija el centro y la desviación típica indica cuánto se extiende: con desviación 10 cm está más extendida que con 5 cm. Esas desviaciones no son límites fuera de los que no pueda haber valores.
La probabilidad entre dos alturas es el área bajo la curva entre ellas. Toda la campana tiene área 1. Un punto exacto no tiene anchura y su área es 0; medir 170 cm redondeando representa un intervalo alrededor de 170, no una precisión infinita. No leas la altura de la curva como si fuera una probabilidad.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: El enunciado asegura que sigue una normal o presenta una campana normal como modelo de los datos. Media y desviación por sí solas no bastan para elegir ese modelo.
Traduce «por debajo» a la zona izquierda y «por encima» a la derecha. Marca el límite respecto a la media; si coincide con ella, la simetría ya resuelve la pregunta.
Un ejemplo, paso a paso
Las alturas siguen una normal con media 170 cm y desviación 5 cm. ¿Qué porcentaje queda por debajo de 170 cm?
- «Por debajo de 170 cm» pide : marca 170 y la zona a su izquierda. El enunciado asegura un modelo normal, con media y desviación .
- El límite 170 coincide con la media: es el centro de la campana. La mitad izquierda y la derecha tienen el mismo tamaño por simetría.
- La probabilidad total es 1. Al repartirla en dos mitades iguales, , o %. No hace falta cambiar de escala ni usar una tabla.
Lo que obtenemos: El 50 %, según el modelo.
Ahora, los símbolos en palabras
- Aquí se escribe la normal con media y desviación , que debe ser positiva.
- Área bajo la campana entre y .
- La mitad queda por debajo de la media.
Quédate con esto: Primero dibuja qué zona pregunta el enunciado. La probabilidad mide el área de esa zona; un límite justo en la media deja la mitad a cada lado.
Ojo con este error: Algunos libros escriben y usan la varianza como segundo número. Mira qué convención dice el enunciado. Tener media y desviación no demuestra que los datos sean normales.
Ahora prueba la idea
La media sigue en 170 y la desviación aumenta de 5 a 10. ¿Qué cambia?
Ver la respuesta y el porqué
La campana se extiende más alrededor de 170.
El centro sigue igual y el área total sigue siendo 1.
Tipificar: expresar una distancia con la desviación como unidad
Media 170 cm, desviación 5 cm: 180 queda 10 cm por encima, es decir, dos desviaciones. 165 queda 5 cm por debajo, una desviación por debajo. En la nueva escala esos valores son 2 y −1.
Ese cambio se llama tipificar y el resultado se llama . Restar la media pone el centro en 0; dividir por la desviación hace que una desviación valga 1. El signo indica si estás por encima o por debajo.
Si es normal, sigue la normal estándar, de media 0 y desviación 1. Aquí es la media y la desviación. Para recuperar un valor original , parte de . Multiplica ambos lados por : . Suma a ambos y queda : vuelves a las unidades originales.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Te piden usar la normal estándar, la tabla de o convertir un valor en .
Marca si preguntan por encima, por debajo o entre dos valores. Para llevar cada límite a la tabla estándar, réstale la media y divide entre la desviación; el signo conserva su lado del centro.
Un ejemplo, paso a paso
Las alturas siguen una normal de media 170 cm y desviación 5 cm. Escribe «altura menor que 165» para usar la tabla de .
- «Menor que 165» pide , el área a la izquierda de 165. Ese límite está por debajo de la media 170. Para usar la tabla estándar, cambia el límite de escala sin cambiar la zona pedida.
- Primero mide la diferencia con el centro: cm. El signo negativo indica «por debajo».
- Cada desviación son 5 cm. Expresa la diferencia en esas unidades: . 165 queda una desviación por debajo de la media.
- Al restar 170 y dividir por el número positivo 5, los valores menores siguen siendo menores. Por eso . Busca el área izquierda de −1, no la de 165, en la tabla estándar.
Lo que obtenemos: El límite pasa de 165 cm a .
Ahora, los símbolos en palabras
- Valor en las unidades originales, como 165 cm.
- Ese valor expresado como número de desviaciones desde la media.
- Normal después del cambio: media 0 y desviación 1.
Quédate con esto: Traduce la zona de la pregunta y cambia sus límites: diferencia con la media, dividida entre la desviación. El número aún no es una probabilidad.
Ojo con este error: Si te dan varianza 25, calcula primero la desviación: . Usa 5 al dividir. Una tabla normal exige que el modelo sea normal; cambiar de escala por sí solo no lo demuestra.
Ahora prueba la idea
Si es igual a la media, ¿cuánto vale ?
Ver la respuesta y el porqué
0.
Al restar la media obtienes 0; dividirlo por la desviación sigue dando 0.
Un uso cotidiano: Qué significa tardar más de 24 minutos
Ejemplo inventado: para estos trayectos se supone un modelo normal con media 20 minutos y desviación típica 2. Queremos interpretar la probabilidad de tardar más de 24 minutos.
- «Más de 24 minutos» pide , la zona derecha de 24. La tabla estándar suele dar la zona izquierda: después tendremos que quitarla del total.
- El modelo tiene media 20 y desviación 2. Cambia el límite a la escala estándar: . 24 minutos está dos desviaciones por encima de la media.
- La tabla de áreas izquierdas da aproximadamente : según la tabla, el 97,72 % queda por debajo de 24 minutos. Es la zona que no queremos contar.
- La izquierda y la derecha completan el total 1. Por tanto , el 2,28 %.
Según ese modelo, aproximadamente el 2,28 % de los trayectos dura más de 24 minutos. No significa que ningún trayecto pueda superarlos ni garantiza el tiempo de uno concreto.
Tabla normal: qué área estás leyendo
En una tabla que da área a la izquierda, junto a 1,23 aparece 0,8907. Significa que antes de 1,23 queda el 89,07 %. A su derecha queda , o 10,93 %.
Esa área izquierda se escribe . Entre dos límites, resta el área izquierda del menor a la del mayor. Para un límite negativo, usa la simetría: la cola izquierda de −1,23 tiene el mismo tamaño que la cola derecha de +1,23.
Si la tabla solo da el área entre 0 y un positivo, suma 0,5 para obtener toda la izquierda. En las tablas con décimas en las filas y centésimas en las columnas, 1,23 se busca en la fila 1,2 y la columna 0,03. Incluir el propio extremo no cambia el área en una normal.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Te dan una tabla normal, aparece o piden probabilidad a la izquierda, a la derecha o entre dos valores de .
Dibuja qué zona pide la pregunta. Lee qué zona entrega la tabla y decide si puedes usarla directamente, restarla de 1 o restar dos áreas izquierdas.
Un ejemplo, paso a paso
La tabla da . Calcula .
- pide el área a la izquierda de −1,23, que está a la izquierda del centro 0. El dato da otra zona: el área a la izquierda de +1,23.
- La campana es simétrica: la zona que necesitamos a la izquierda de −1,23 tiene el mismo tamaño que la derecha de +1,23. Podemos calcular esta última usando el dato.
- El área izquierda y la derecha de +1,23 completan toda la campana, de área 1. Escribe primero la relación: área derecha área izquierda.
- Sustituye el dato: . Como porcentaje, %.
Lo que obtenemos: Probabilidad aproximada , o 10,93 %.
Ahora, los símbolos en palabras
- Área a la izquierda de en la normal estándar.
- Área a la derecha de .
- Área entre y , si es menor que .
Quédate con esto: Relaciona primero la zona pedida con la que da la tabla. Después usa el número; un límite y el área hasta él son cantidades distintas.
Ojo con este error: 1,23 es un límite; 0,8907 es un área. No los intercambies ni olvides mirar el tipo de tabla.
Ahora prueba la idea
Queda 0,90 a la izquierda de un límite. ¿Cuánto queda a su derecha?
Ver la respuesta y el porqué
0,10.
Las dos zonas juntas forman el área total 1.
Aproximar una binomial: incluir el entero completo
En 100 monedas equilibradas, la media de caras es 50. «Como mucho 50» incluye el número 50 completo. Si lo dibujas como una franja de 49,5 a 50,5, cortar la campana justo en 50 dejaría fuera media franja que sí necesitas.
Con bastantes intentos y no muy cercana a 0 o 1, puedes aproximar la binomial por una normal de media y desviación . Un criterio prudente habitual pide y ; algunos ejercicios usan 5. Sigue el que te indiquen. En probabilidades muy pequeñas de los extremos la aproximación puede ser peor.
Para incluir la franja completa, «hasta » acaba en ; «desde » empieza en ; «exactamente » va de a . Ese ajuste se llama corrección de continuidad. Para «menos de », el último entero incluido es . El resultado es aproximado, no una probabilidad binomial exacta.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Te piden aproximar una binomial por una normal o justifican usar una normal para muchos intentos.
Traduce «como mucho» o «al menos» a enteros incluidos. Identifica y , comprueba si permiten aproximar y calcula la media y la desviación antes de cambiar los límites.
Un ejemplo, paso a paso
Para , aproxima la probabilidad de como mucho 50 caras.
- da y . «Como mucho 50» incluye 0 a 50: buscamos . Comprueba y : ambos superan 10.
- Usa una normal con la misma media y desviación: y .
- La normal mide áreas continuas. La franja del entero 50 va de 49,5 a 50,5. Para incluirla entera, lleva el borde a 50,5: .
- Pasa ese borde a la escala estándar: . La pregunta sigue pidiendo el área izquierda: .
- En una tabla de áreas izquierdas, . Así . La tabla calcula la normal elegida; el resultado para la binomial sigue siendo una aproximación.
Lo que obtenemos: . Es mayor que 0,5 porque incluye todo el valor central 50.
Ahora, los símbolos en palabras
- Normal que usas para aproximar, con la misma media y desviación que la binomial.
- Hasta : pon el borde medio paso después de para incluirlo entero.
- Desde : pon el borde medio paso antes de .
Quédate con esto: Primero decide qué enteros sirven. Tras comprobar las condiciones, usa una normal con la misma media y desviación, coloca el borde de las franjas y cambia ese borde a la escala estándar.
Ojo con este error: Comprueba las condiciones antes de aproximar. Si te piden la binomial exacta y puedes calcularla, no la sustituyas por una normal.
Ahora prueba la idea
Para «al menos 20», ¿el borde empieza en 19,5 o en 20,5?
Ver la respuesta y el porqué
En 19,5.
La franja de 20 empieza en 19,5. Así incluyes el 20 completo.
Normal: recuperar la media y la desviación
El valor dice cuántas desviaciones está una medida por encima o por debajo de la media. Para volver a la medida original, multiplica ese número por el tamaño de una desviación y suma la media: .
Si conoces dos parejas distintas de y , cada una describe la misma escala. Resta las dos ecuaciones para que desaparezca la media y calcula primero . Después sustituyes para encontrar .
Piensa en esto: Usa el cambio de variable para conservar el significado de las cantidades.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Conoces dos medidas y sus valores tipificados, pero desconoces la media o la desviación.
Escribe para cada pareja. Obtienes un sistema de dos ecuaciones.
Un ejemplo, paso a paso
Una medida 90 tiene y una medida 120 tiene . Calcula la media y la desviación.
- Escribe y .
- Resta la primera ecuación de la segunda: . La media se cancela y queda .
- Divide ambos lados entre 3: . Sustituye en y suma 10 a ambos lados: .
- Comprueba y .
Lo que obtenemos: y en las unidades originales.
Quédate con esto: La desviación debe ser positiva. La varianza es su cuadrado.
Ojo con este error: No promedies las dos medidas si sus valores tipificados no son simétricos.
Ahora prueba la idea
¿Divides por la desviación o por la varianza al tipificar?
Ver la respuesta y el porqué
Por la desviación.
La fórmula usa , mientras que la varianza es .
Normal en sentido inverso: del porcentaje a las medidas
Si el 60 % de las alturas queda en un intervalo centrado en la media, fuera queda el 40 %. La normal es simétrica: un 20 % queda por debajo y otro 20 % por encima. El límite superior deja a su izquierda el 20 % inferior y el 60 % central: acumula un 80 %.
Leer una tabla en sentido directo significa introducir una coordenada obtener un área. Aquí haces el recorrido inverso: buscas el área entre los datos de la tabla y lees la coordenada que le corresponde. Esa coordenada cuenta desviaciones desde la media; todavía no es una altura ni una probabilidad.
Para volver a las medidas originales usa , donde es la media y la desviación típica. En un intervalo central simétrico, los límites estándar son y . Sus medidas originales son y .
Si te piden un solo límite con un porcentaje a su izquierda, busca directamente ese porcentaje acumulado. Si el porcentaje está a la derecha, réstalo de 1 antes de consultar la tabla. Repartir en dos colas solo corresponde a un intervalo central simétrico.
Piensa en esto: Usa la simetría de la campana, la tabla acumulada y la tipificación.
Cómo empezar tu ejercicio
Cuándo usar esta idea: Conoces un porcentaje y te piden qué valor, o qué intervalo alrededor de la media, contiene esa proporción.
Dibuja la zona que debe contener ese porcentaje. Si es central y simétrica, reparte lo que sobra entre las dos colas y calcula el área izquierda del límite superior.
Un ejemplo, paso a paso
Las alturas siguen una normal de media cm y desviación cm. Calcula el intervalo central del 60 %. La tabla proporciona .
- Buscamos dos alturas igualmente alejadas de 170 cm. La probabilidad central es . Fuera queda , repartido en dos colas de .
- El límite superior deja a su izquierda la cola inferior y todo el centro: . Buscamos ; el dato de la tabla da . El límite inferior es .
- Partimos de . Multiplicamos ambos lados por 5: . Sumamos 170 a ambos lados: .
- Sustituimos solo por cada límite; el 5 sigue multiplicando. Inferior: cm. Superior: cm.
- Ambos están a cm de 170. La probabilidad entre ellos es , usando el dato redondeado de la tabla.
Lo que obtenemos: Intervalo aproximado cm, centrado en 170 cm.
Ahora, los símbolos en palabras
- Probabilidad entre los dos límites. El 60 % se escribe .
- Área completa a la izquierda de la coordenada en la normal estándar.
- Medida inferior y superior, expresadas en las mismas unidades que la media y la desviación.
Quédate con esto: Separa tres cantidades: porcentaje central, área acumulada de la tabla y coordenada estándar. Después recupera las unidades originales.
Ojo con este error: El área 0,8 no es el límite z. Tampoco busques 0,6 en la tabla cuando necesitas el intervalo central del 60 %.
Ahora prueba la idea
Para un intervalo central del 90 %, ¿qué área acumulada buscas en el límite superior?
Ver la respuesta y el porqué
.
Queda un 10 % fuera: un 5 % en cada cola. A la izquierda del límite superior hay 5 % y 90 %, que suman 95 %.