La distribución normal

De Wikipedia

(Diferencia entre revisiones)
Revisión de 18:04 2 jul 2007
Juanmf (Discusión | contribuciones)
(Tipificación)
← Ir a diferencia anterior
Revisión actual
Coordinador (Discusión | contribuciones)

Línea 1: Línea 1:
 +{{Menú Estadistica 2BH
 +|ir=
 +|ampliar=
 +[http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/problemasnormal.pdf Problemas resueltos]
 +|repasar=
 +[http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/variablesaleatorias.ppt Presentación]
 +|enlaces=
 +}}
==Definición== ==Definición==
Entre las distribuciones continuas la más importante es la llamada distribución normal. Entre las distribuciones continuas la más importante es la llamada distribución normal.
Línea 11: Línea 19:
</math> </math>
}} }}
-donde <math> \mu \quad y \quad \sigma </math> coinciden respectivamente con la media y la desviación típica de la variable aleatoria. Estos parámetros son los que determinan esta distribución que designaremos por <math> N( \mu , \sigma ) </math>+donde <math> \mu \quad </math>y <math> \quad \sigma </math> coinciden respectivamente con la media y la desviación típica de la variable aleatoria. Estos parámetros son los que determinan esta distribución que designaremos por <math> N( \mu , \sigma ) </math>
}} }}
<br> <br>
Línea 27: Línea 35:
Cambia el valor de la media m y la desviación típica s en esta distribución normal y observa lo que ocurre. Cambia el valor de la media m y la desviación típica s en esta distribución normal y observa lo que ocurre.
<center><iframe> <center><iframe>
-url=http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/campana.html+url=http://maralboran.org/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/campana.html
width=100% width=100%
height=395 height=395
Línea 40: Línea 48:
{{Caja_Amarilla|texto= {{Caja_Amarilla|texto=
<center><iframe> <center><iframe>
-url=http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/tablanormal.html+url=http://maralboran.org/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/tablanormal.html
width=100% width=100%
height=450 height=450
Línea 55: Línea 63:
Mirando en la tabla N(0,1) y comprobando en la escena que estas probabilidades se obtienen directamente de la tabla, siendo la casilla donde se cruza la fila de las unidades y décimas de z, con la columna de las centésimas de z. Mirando en la tabla N(0,1) y comprobando en la escena que estas probabilidades se obtienen directamente de la tabla, siendo la casilla donde se cruza la fila de las unidades y décimas de z, con la columna de las centésimas de z.
<center><iframe> <center><iframe>
-url=http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo1.html+url=http://maralboran.org/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo1.html
width=100% width=100%
height=395 height=395
Línea 77: Línea 85:
<math> P(Z \le -z)=1-P(Z \le z)</math> <math> P(Z \le -z)=1-P(Z \le z)</math>
<iframe> <iframe>
-url=http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo2.html+url=http://maralboran.org/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo2.html
width=100% width=100%
height=395 height=395
Línea 94: Línea 102:
<iframe> <iframe>
-url=http://maralboran.ath.cx/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo3.html+url=http://maralboran.org/web_ma/wiki_Estadistica/Azar_y_Probabilidad/Binomial_Normal/ctablatipo3.html
width=100% width=100%
height=395 height=395
Línea 125: Línea 133:
a) En N(10,5); <math> P(X \le 15)</math> a) En N(10,5); <math> P(X \le 15)</math>
-b) En N(9,3); <math> P(X > 15)</math> +b) En N(9,3); P(X > 15)
c) En N(12,5); <math> P(X \ge 9)</math> c) En N(12,5); <math> P(X \ge 9)</math>
Línea 133: Línea 141:
e) En N(12,3); <math> P(10 \le X \le 14)</math> e) En N(12,3); <math> P(10 \le X \le 14)</math>
|sol= |sol=
 +a) <math>P(X \le 15)= P(Z \le \frac{15-10} {5} )= P(Z \le 1)=0.8413 </math>
 +<br>
 +b) <math>P(X > 15)= P(Z > \frac{15-9} {3} )= P(Z > 2)=1-P(Z \le 2)= 1-0.9772=0.0228 </math>
 +<br>
 +
 +c) <math>P(X \ge 9)= P(Z \ge \frac{9-12} {5} )= P(Z \ge -0.6)=1-P(Z \le 0.6)=1-0.7257=0.2743</math>
 +<br>
 +
 +
 +d) <math> P(11 \le X \le 15)= P( \frac{11-10} {3.5} \le Z \le \frac{15-10} {3.5})</math>
 +<br>
 +<math>
 +=P(0.29 \le Z \le 1.43)= P(Z \le 1.43)-P(Z \le 0.29)=0.9236-0.6141=0.3095</math>
 +<br>
 +
 +
 +e) <math> P(10 \le X \le 14)= P( \frac{10-12} {3} \le Z \le \frac{14-12} {3})</math>
 +<br>
 +<math>
 +
 +=P(-0.67 \le Z \le 0.67)= P(Z \le 0.67)-P(Z \le -0.67)=</math>
 +<br>
 +<math>
 +
 += P(Z \le 0.67)-(1-P(Z \le 0.67))=0.7486-(1-0.7486)=0.4514</math>
 +
}} }}
Línea 143: Línea 177:
<math> P(X \le 170)</math> <math> P(X \le 170)</math>
-Calculamos el valor z y buscamos en la tabla N(0,1) la probabilidad correspondiente: +Calculamos el valor tipificado <math> z = \frac{170-168} {8}= 0,25 </math> y buscamos en la tabla N(0,1) la probabilidad correspondiente:
-<math> P(X \le 170)= P(Z \le 0,25) = 0,5987+<math> P(X \le 170)= P(Z \le 0,25) = 0,5987 </math>
}} }}
Línea 151: Línea 185:
|enunciado='''3.''' Las notas de cierto examen se distribuyen según una normal de media 5,4 y desviación típica 1,2. ¿Qué porcentaje de estudiantes se puede esperar que sacasen entre 5 y 7? |enunciado='''3.''' Las notas de cierto examen se distribuyen según una normal de media 5,4 y desviación típica 1,2. ¿Qué porcentaje de estudiantes se puede esperar que sacasen entre 5 y 7?
|sol= |sol=
 +<math> P(5 \le X \le 7)= P( \frac{5-5.4} {1.2} \le Z \le \frac{7-5.4} {1.2})</math>
 +<br>
 +<math>
 +=P(-0.33 \le Z \le 1.33)= P(Z \le 1.33)-P(Z \le -0.33)=</math>
 +<br>
 +<math>
 +
 += P(Z \le 1.33)-(1-P(Z \le 0.33))=0.9082-(1-0.6293)=0.5375</math>
 +<br>
 +
 +
 +'''Por lo tanto, el 53.75% de los estudiantes.'''
}} }}
 +
}} }}
 +<br>
 +
 +==Aproximación de una binomial por una normal==
 +{{Caja_Amarilla|texto=
 +Una distribución binomial B(n,p) se parece a una normal tanto más cuanto mayor es el producto np (o nq si q<p, siendo q=1-p). Cuando '''np y nq superan 5''', la aproximación es casi perfecta.
 +
 +En estas condiciones:
 +{{Caja|contenido=
 +<math> X \rightarrow B( n, p)</math> se aproxima a <math> X' \rightarrow N( n.p, \sqrt{n.p.q} )</math>
 +}}
 +<center>
 +[[imagen:aprox_bin_normal.png|700px]]
 +</center>
 +}}
 +<br>
 +{{ejercicio|titulo=Ejercicios: ''Cálculo de probabilidades de las binomiales''
 +|cuerpo=
 +{{ejercicio_cuerpo
 +|enunciado='''1.''' El 35% de una población está afectado por la gripe. Se eligen 30 personas al azar.
 +
 +Calcula la probabilidad de que:
 +
 +a) haya exactamente 10 enfermos.
 +
 +b) haya más de 5 y menos de 12 enfermos.
 +
 +'''Se trata de una <math> X \rightarrow B( 30, 0.35)</math> se aproxima a <math> X' \rightarrow N( 10.5, 2.61 )</math>'''
 +|sol=
 +a) <math>P(X = 10) = P(9.5 \le X' \le 10.5)=P( \frac{9.5-10.5} {2.61} \le Z \le \frac{10.5-10,5} {2.61})</math>
 +<br>
 +
 +<math>= P(-0.3831 \le Z \le 0)= P(Z \le 0) - P(Z \le -0.3831)= </math>
 +<br>
 +
 +
 +<math>P(Z \le 0) - [1-P(Z \le 0.3831)]= 0.5 - 1 + P(Z \le 0.3831)=-0.5 + 0.648 = 0.148</math>
 +
 +<br>
 +
 +b) <math>P(5 < X < 12) = P(4.5 \le X' \le 12.5)= P( \frac{4.5-10.5} {2.61} \le Z \le \frac{12.5-10,5} {2.61})</math>
 +<br>
 +
 +<math>= P(-2.3 \le Z \le 0.77)= P(Z \le 0.77) - P(Z \le -2.3)= </math>
 +<br>
 +
 +
 +<math>P(Z \le 0.77) - [1-P(Z \le 2.3)]=0.7794-1+0.9893 =0.7687 </math>
 +
 +}}
 +
 +{{ejercicio_cuerpo
 +|enunciado='''2.''' Se lanza una moneda 200 veces:
 +
 +a) Calcula la probabilidad de que aparezca cara al menos 100 veces.
 +
 +b) ¿Cuál es la probabilidad de que aparezcan 90 caras?
 +
 +'''Se trata de una <math> X \rightarrow B(200, \frac{1} {2})</math> se aproxima a <math> X' \rightarrow N(200. \frac{1} {2}, \sqrt{200.\frac{1} {2}.\frac{1} {2}})</math>'''
 +|sol=
 +a) <math>P(100 \le X ) = P(99.5 \le X')= P( \frac{99.5-100} {7.07} \le Z)</math>
 +<br>
 +
 +<math>= P(-0.07 \le Z )= 1 - P(Z \le 0.07)= 0.5</math>
 +<br>
 +
 +
 +b) <math>P(X = 90) = P(89.5 \le X' \le 90.5)=P( \frac{89.5-100} {7.07} \le Z \le \frac{90.5-100} {7.07})</math>
 +<br>
 +
 +<math>= P(-1.49 \le Z \le -1.34)= P(Z \le 1.49) - P(Z \le 1.34)= 0.9319-0.9099=0.022 </math>
 +<br>
 +
 +
 +
 +}}
 +}}
 +<br>

Revisión actual

Tabla de contenidos

Definición

Entre las distribuciones continuas la más importante es la llamada distribución normal.

Fue introducida por Carl Friedrich Gauss a principios del siglo XIX en su estudio de los errores de medida. Desde entonces se ha utilizado como modelo en multitud de variables (peso, altura, calificaciones...), en cuya distribución los valores más usuales se agrupan en torno a uno central y los valores extremos son escasos.


Una variable aleatoria continua sigue una distribución normal si su función de densidad es:

f(x)= \frac{1} { \sigma \sqrt{2 \pi}}e^{- \frac{(x- \mu )^2} {2 \sigma^2}}

donde \mu \quady \quad \sigma coinciden respectivamente con la media y la desviación típica de la variable aleatoria. Estos parámetros son los que determinan esta distribución que designaremos por N(μ,σ)


ejercicio

Actividades Interactivas: La Campana de Gaus


Actividad 1. Propiedades de la curva normal

Tabla N(0,1)

En la tabla N(0,1) aparece directamente la P(Z \le z) para valores de z entre 0 y 4. Observa que para valores mayores que 4 la probabilidad ya es prácticamente 1.

Manejo de la tabla

ejercicio

Actividades Interactivas: Cálculo de probabilidades N(0,1)


Actividad 1.Tipo I: P(Z \le z)


Actividad 2.Tipo II: P(Z \le -z)


Actividad 3.Tipo III: P(z_1 \le Z \le z_2)

Tipificación

Como ya debes saber, para calcular probabilidades con variables que siguen la distribución normal se usan tablas. Pero, puesto que sería imposible tener una tabla para cada posible distribución normal, como habrás visto en el apartado anterior, solamente tenemos la tabla de la distribución normal estándar. Necesitamos, ser capaces de transformar las variables X \rightarrow N( \mu , \sigma ) que encontremos, en variables Z \rightarrow N( 0 , 1). Este proceso se llama tipificación de la variable.


ejercicio

Ejercicios: Cálculo de probabilidades


1. Calcula:

a) En N(10,5); P(X \le 15)

b) En N(9,3); P(X > 15)

c) En N(12,5); P(X \ge 9)

d) En N(10;3,5); P(11 \le X \le 15)

e) En N(12,3); P(10 \le X \le 14)
2. Las estaturas de cierta población se distribuyen según una normal de media 168 y desviación típica 8. Calcula la probabilidad de que elegida una persona al azar su altura sea 170 cm. como máximo.
3. Las notas de cierto examen se distribuyen según una normal de media 5,4 y desviación típica 1,2. ¿Qué porcentaje de estudiantes se puede esperar que sacasen entre 5 y 7?


Aproximación de una binomial por una normal

Una distribución binomial B(n,p) se parece a una normal tanto más cuanto mayor es el producto np (o nq si q<p, siendo q=1-p). Cuando np y nq superan 5, la aproximación es casi perfecta.

En estas condiciones:

X \rightarrow B( n, p) se aproxima a X' \rightarrow N( n.p, \sqrt{n.p.q} )


ejercicio

Ejercicios: Cálculo de probabilidades de las binomiales


1. El 35% de una población está afectado por la gripe. Se eligen 30 personas al azar.

Calcula la probabilidad de que:

a) haya exactamente 10 enfermos.

b) haya más de 5 y menos de 12 enfermos.

Se trata de una X \rightarrow B( 30, 0.35) se aproxima a X' \rightarrow N( 10.5, 2.61 )

2. Se lanza una moneda 200 veces:

a) Calcula la probabilidad de que aparezca cara al menos 100 veces.

b) ¿Cuál es la probabilidad de que aparezcan 90 caras?

Se trata de una X \rightarrow B(200, \frac{1} {2}) se aproxima a X' \rightarrow N(200. \frac{1} {2}, \sqrt{200.\frac{1} {2}.\frac{1} {2}})


Herramientas personales
* AVISO: Para que te funcionen los applets de Java debes usar Internet Explorer y seguir las instrucciones de la Ayuda del menu de la izquierda