LOS LIBERTADORES INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS GUIA DE ESTADÍSTICA II DISTRIBUCIÓN HIPERGEOMETRICA SEMESTRE 02-2005 AUTOR: Nayibe I. Pedroza R, Licenciada en Matemáticas REVISIÓN: Carlos Alfonso Gómez García Ingeniero de Petróleos Especialista en Orientación Educativa y Desarrollo Humano Especialista en Docencia Universitaria Magíster en Investigación Social Interdisciplinaria TEMA: DISTRIBUCIÓN HIPERGEOMÉTRÍCA ASIGNATURA : ESTADÍSTICA II OBJETIVO GENERAL: Al solucionar la presente guía los estudiantes estarán en capacidad de aplicar los conocimientos adquiridos en la comprensión y resolución de situaciones matemáticas y de la vida diaria en donde sea necesario el uso de las distribuciones muestrales para variables discretas aplicando la distribución hipergeométrica OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Identificar las características de una distribución hipergeométrica y diferenciarlas de una distribución O Experimento Binomial Estimar, hallar e interpretar de manera precisa los datos arrojados al calcular una distribución hipergeométrica Analizar, interpretar y solucionar situaciones problémicas que requieran el uso de una distribución hipergeométrica CONDUCTA DE ENTRADA: De solución a las siguientes situaciones 1. Al lanzar cuatro monedas, se requiere: a. determinar la probabilidad de obtener exactamente dos caras b. calcular la probabilidad de que parezcan exactamente 3 caras 2. El departamento de recursos humanos de una banco convoca a un curso concurso para ascenso a los gerentes de algunas de sus GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 1 sucursales. Para la etapa final se dispone de 15 preguntas sobre un tema específico; seis de ellas son de teoría. Si se desea preparar un cuestionario de 5 preguntas: a. ¿cuál es la probabilidad de que 2 de las preguntas sean de teoría? b. ¿qué dos no sean de teoría? Si solucionaste estos ejercicios de la conducta de entrada, pudiste observar que la solución a las dos preguntas es muy diferente. La primera requiere el uso de una distribución Binomial ya que la el experimento consiste en una sucesión de n intentos o ensayos idénticos (lanzamientos de la moneda); en la segunda situación la probabilidad de éxito varia porque no es constante para cada observación (tipo de pregunta). Seguramente la segunda situación tuviste inconvenientes en resolverla o no lograste solucionarla; esta guía te sirve para afianzar conceptos y conocimientos acerca del tema o te dará las herramientas necesarias para que la puedas resolver. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Para afianzar los procesos de explicación y comprensión los estudiantes entregarán resueltos al docente en la clase inmediatamente posterior, los ejercicios propuestos en la guía. La conceptualización manejada en la guía se evaluará también en la clase inmediatamente posterior a la realización de la guía con una prueba escrita conforme a las indicaciones del proyecto evaluativo del departamento de matemáticas. TIEMPO DE EJECUCIÓN La guía se aplicará en una sesión de clase y en la clase inmediatamente siguiente los estudiantes entregan los ejercicios tanto de la conducta de entrada como los ejercicios propuestos y el docente evalúa la guía en esta clase inmediatamente siguiente. TEMÁTICA La distribución hipergeométrica esta asociada generalmente con un proceso de muestreo sin reposición en una población finita; se relaciona con la distribución Binomial aunque su diferencia principal esta centrada en las siguientes características: Los intentos no son independientes La probabilidad de éxito cambia de un intento a otro El resultado de una prueba es dependiente de la prueba anterior, siempre se verá afectado por el resultado de observaciones previas El tamaño de la muestra (n) debe ser superior en un 5% con respecto al tamaño poblacional (N) GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 2 Se relacionan con situaciones de dos o más resultados Esta distribución es adecuada cuando el tamaño de la población es pequeña. Esta condición limita su aplicación Se usa para calcular la probabilidad de que, en una muestra aleatoria de n artículos, seleccionados sin reemplazo, se obtenga x elementos identificados como éxitos. Se llamara n – x : fracasos Para que esto suceda debemos obtener x éxitos de los r en la población y n – x fracasos de los N – r de la población r N r x n x para f x N n 0 xr F(x): probabilidad de x éxitos en n intentos n: cantidad de intentos N: cantidad de elementos en la población r: cantidad de elementos identificados como éxitos en la población N cantidad de formas en las que se puede seleccionar una muestra de n tamaño n de una población de tamaño N r cantidad de maneras en que se pueden seleccionar éxitos de un total de r x éxitos de la población N r cantidad de maneras en que se pueden seleccionar n-x fracasos de un nx total de N-r fracasos de la población GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 3 ...DE LA TEORIA A LA PRACTICA.... Como seleccionar dos miembros de un comité, entre cinco que asistirán a una convención en Cartagena. Suponga que el comité de cinco miembros esta conformado por tres mujeres y dos hombres. a. Calcular la probabilidad de seleccionar dos mujeres al azar NO OLVIDES LOS PASOS A SEGUIR AL SOLUCIONAR CUALQUIER SITUACIÓN PROBLEMA (analizar la situación planteada, sacar los datos que proporciona el problema, dar solución a través de las operaciones matemáticas necesarias teniendo en cuenta el orden de estas) Como la población es finita podemos utilizar la distribución hipergeométrica identificamos como éxito: SER MUJER, entonces se tienen los siguientes datos: Reemplazando obtenemos: r N r x n x f x N n 3 5 3 2 2 2 5 2 n=2 cantidad de personas a seleccionar N=5 número de personas que forman el comité r= 3 número de mujeres que forman el comité x=2 número de mujeres a seleccionar 3 2 2 0 3 0.30 10 5 2 Recordemos que: N N! n N n !n! Existe un 30% de probabilidad de seleccionar dos mujeres para que viajen a Cartagena b. Si ahora harán el viaje tres personas del comité. ¿Cuál es la probabilidad de que exactamente dos de los tres miembros sean mujeres? Si hacemos el mismo análisis para la parte b. entonces resulta que n=3 cantidad de personas a seleccionar N=5 número de personas que forman el comité r= 3 número de mujeres que forman el comité x=2 número de mujeres a seleccionar GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 4 Por lo tanto la reemplazar nos queda: r N r x n x f x N n 3 5 3 2 3 2 5 2 3 2 2 1 3 * 2 6 0.60 10 10 5 2 Luego la probabilidad de que viajen a Cartagena dos mujeres entre los tres seleccionados es de el 60%. Desarrollemos otro ejemplo... En una urna hay un total de 10 objetos, 3 de los cuales son defectuosos, si se seleccionan 4 objetos al azar, ¿cuál es la probabilidad de que 2 sean defectuosos? Solución: N = 10 objetos en total r = 3 objetos defectuosos n = 4 objetos seleccionados en muestra x = 2 objetos defectuosos deseados en la muestra r N r x n x f x N n 3 10 3 3 7 2 4 2 2 2 3 * 21 63 1.4 45 45 10 10 2 2 Luego la probabilidad de obtener 2 objetos defectuosos entre los 4 seleccionados al azar sería de 14% Ahora puedes resolver el ejercicio 2 de la conducta de entrada ... A trabajar.... Una tienda de productos deportivos tiene en existencia 20 pares de tenis marca Mizuno de los cuales 8 son de su talla. Si usted selecciona 3 pares, ¿cuál es la probabilidad de que uno le quede bien? En la producción de sombreros vueltiaos, se sabe que por cada 50 producidos en 43 su terminado es excelente y se clasifica como tipo exportación. Si se toma una muestra de 12 sombreros, GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 5 a. ¿cuál es la probabilidad de que exactamente dos no sean clasificados como tipo exportación? b. ¿cuál es la probabilidad de que por lo menos dos no sean clasificados como tipo exportación? c. ¿ cuál es la probabilidad de que diez sean clasificados como excelentes? Según la revista Dinero, la Coca cola clásica y la Pepsi ocuparon el primero y segundo lugares en la preferencia de las personas. Suponga que en un grupo de 10 personas, seis prefieren Coca clásica y cuatro prefieren Pepsi. Se selecciona una muestra aleatoria de tres miembros de ese grupo. a. ¿cuál es la probabilidad de que exactamente dos prefieran Coca clásica? b. ¿cuál es la probabilidad de que la mayoría (dos o tres) prefieran Pepsi? Un colegio tiene a su disposición para el transporte de sus estudiantes 10 buses. Por información de llegada a las directivas del plantel se sabe que 4 no se encuentran en óptimas condiciones. Si selecciona una muestra de 5 buses, a. ¿ cuál es la probabilidad de que dos de ellos no se encuentren en óptimas condiciones? b. ¿qué dos de ellos se encuentren en perfectas condiciones? BIBLIOGRAFÍA ANDERSON, David R.. Estadística para administración y economía. Volumen I. Editorial International Thomson Editores México. LEVIN, Richard I. Estadística para Administradores, Segunda edición. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. MARTINEZ, Bencardino Ciro. Estadística y muestreo. Onceava edición. Ecoe ediciones. Colombia WEBSTER, Allen L. Estadística aplicada a los negocios y la economía. Editorial McGraw-Hill. GUIA DE ESTADÍSTICA II: Distribución Hipergeométrica 6