Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística GIMNASIO NICOLÁS DE FEDERMAN TERCER BIMESTRE ESTADÍSTICA GRADO SÉPTIMO DOCENTE: LUIS GUILLERMO CARO PINEDA 2021 ESTUDIANTE: ___________________________ FECHA: ________________ “FORMACIÓN EN VALORES PARA UNA CONVIVENCIA PACÍFICA A TRAVÉS DE COMPETENCIAS Y DESTREZAS” Presentación En el presente módulo estudiaremos los conceptos básicos de la teoría de Probabilidades. En la vida cotidiana aparecen muchas situaciones en las que los resultados observados son diferentes, aunque las condiciones iniciales en las que se produce la experiencia sean las mismas. Por ejemplo, al lanzar una moneda unas veces resultará cara y otras veces resultará sello. Estos fenómenos, denominados aleatorios, se ven afectados por la incertidumbre. En el lenguaje habitual, frases como "probablemente...", "es poco probable que...", "hay muchas posibilidades de que..." hacen referencia a esta incertidumbre. Imagen tomada de http://entenderlasmates.blogspot.com/2018/05/aplicaciones-de-la-probabilidad-e n-la.html La teoría de la probabilidad pretende ser una herramienta para modelizar y tratar con situaciones de este tipo. Por otra parte, cuando aplicamos las técnicas estadísticas a la 1 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística recogida, análisis e interpretación de los datos, la teoría de la probabilidad proporciona una base para evaluar la fiabilidad de las conclusiones alcanzadas y las inferencias realizadas. Imagen tomada de http://entenderlasmates.blogspot.com/2018/05/aplicaciones-de-la-probabilidad-e n-la.html El objetivo del Cálculo de Probabilidades es el estudio de métodos de análisis del comportamiento de fenómenos aleatorios. FORTALEZAS A EVALUAR NOTA 1. Aplicar el concepto de probabilidades al analizar y solucionar problemas. 2. identificar e interpretar los diferentes tipos de muestreo. 3. Aplicar las reglas de probabilidades en la solución de problemas en varias disciplinas. Metodología La metodología que se aplicará para el desarrollo de las actividades propuestas en la guía de trabajo y las que se propondrán en clase. Los ejemplos y esquemas conceptuales serán, luego se profundizarán los temas mediante el desarrollo de cuestionarios o talleres, junto con controles de lectura y evaluaciones escritas parciales sobre cada tema. A continuación, se presentarán las actividades a realizar por cada una de las fortalezas. En el transcurso de las clases se darán las fechas en que los estudiantes deberán presentar sus tareas, actividades, exposiciones, evaluaciones parciales y carpetas; las fechas que se 2 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística establezcan irán apuntadas en la agenda escolar y en el cuadro que se encuentra a continuación y no serán modificadas, por tanto se exige responsabilidad en todas las entregas, en caso contrario, automáticamente se obtendrá calificación de 10 (Desempeño bajo), excepto cuando se tenga justificación médica y excusas de autorizaciones por parte de la coordinación académica, que deberán ser presentadas al docente de la asignatura el mismo día que son firmadas por dicha dependencia. CRONOGRAMA ACTIVIDAD SESIONES/FECHAS VALORACIÓN FIRMA 3 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística MAPA TEMÁTICO Imagen tomada de http://blog.educastur.es/baudiliotercera11/category/matematicas/ Conceptualización MUESTREO Y Conceptos básicos de PROBABILIDADES MUESTREO1 Los trabajos estadísticos deben cumplir con uno de los siguientes objetivos: 1. Describir cuantitativamente una población estudiando la totalidad de sus elementos, o 2. Describir cuantitativamente una población a partir de una pequeña parte del total de sus elementos. Durante el proceso de investigación se debe procurar alcanzar el primer objetivo. Por desgracia, esto no siempre es posible, por lo que se opta por estudiar sólo una parte, o muestra, del universo. Entre los diversos motivos que obligan a esto se encuentran: 1 Bioestadística, Celis de la Rosa, sección 3, página 63. 4 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística El universo de interés es infinito, o finito pero enorme, por lo que es imposible estudiar a todos sus elementos. Por ejemplo, existe interés en estudiar el peso y la talla de todos los humanos que viven en la actualidad. El universo de interés es tan grande, disperso y difícil de localizar que el investigador decide estudiar una muestra. • Parte de la población no está disponible para el estudio. Por ejemplo, el interés reside en estudiar el efecto de un medicamento en un grupo de enfermos, pero algunos elementos de la población están recibiendo otro tratamiento que modifica la respuesta del que se quiere probar. • Para estudiar sus características es necesario destruir a los elementos. Por ejemplo, al médico le interesa conocer la concentración de glucosa en sangre de su paciente. Dado que estudiar toda la sangre probablemente represente la muerte del paciente, sólo se toma una parte de ella (no más de 10 ml de sangre) para realizar el estudio. • Es imposible identificar todos los elementos del universo de interés. Por ejemplo, a un epidemiólogo le interesa describir los antecedentes hereditarios de los enfermos de diabetes mellitus. Dado que no todos estos enfermos están identificados, se conforma con estudiar una muestra de ellos. • Existen pocos recursos (económicos, humanos, tecnológicos) para estudiar el universo. Por ejemplo, durante la investigación surge la necesidad de practicar una tomografía axial computarizada (TAC) a los elementos del universo de interés. Desgraciadamente, no hay personal capacitado en cantidad suficiente para realizar el estudio en todo el universo y la capacitación de ellos excede los límites de la investigación (mucho tiempo y dinero para ello). Los investigadores deciden practicar la TAC en una parte del universo. 5 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Muestra Como muestra se define una parte del universo o población, y 𝒏 representa el total de elementos en la muestra. Cuando no es posible estudiar el total del universo, se selecciona una muestra y, a partir de ella, se hacen inferencias sobre la población; éste es el campo de la estadística inferencial. Pero para que las inferencias sean útiles, la muestra debe ser un reflejo del universo a partir del cual se obtuvo. Por desgracia, no hay una manera infalible de obtenerla a pesar de que se han descrito diversos procedimientos para ello. En términos generales, existen dos tipos de procedimientos mediante los cuales se obtiene una muestra: muestreo probabilístico, y muestreo no probabilístico. Sólo para el muestreo probabilístico existen procedimientos estadísticamente seguros que permiten hacer inferencias, a partir de una muestra, sobre la población. Muestreo probabilístico Una muestra probabilística es una muestra extraída de una población, de tal manera que todo miembro de la población tenga una probabilidad conocida, mayor de 0, de ser incluido en la muestra. Se reconocen cuatro tipos de muestreo probabilístico: 1. Aleatorio simple. 2. Aleatorio estratificado. 3. Por racimos o conglomerados. 4. Sistemático. 6 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Aleatorio simple Cuando todas las muestras posibles de ese tamaño 𝒏 tienen la misma probabilidad de ser seleccionadas. Aleatorio estratificado Dividir la población en estratos con el fin de obtener representatividad de los distintos subgrupos que componen la población y hacer comparaciones entre ellos. Una vez que se ha decidido cuántos elementos de cada estrato se deben seleccionar, sólo resta aplicar los criterios del muestreo aleatorio simple a cada estrato. Por racimos o conglomerados Se pueden identificar ciertos agrupamientos naturales que sí es posible enumerar, y es factible realizar el muestreo considerando los diferentes subgrupos o conglomerados, sólo algunos subgrupos se seleccionan aleatoriamente, muestreo en etapas, en el que cada etapa es en sí un muestreo aleatorio simple. Sistemático Se seleccionan los elementos de la muestra determinando de antemano cuántos elementos se dejarán pasar antes de seleccionar el que se tomará en cuenta para integrar la muestra. Muestreo no probabilístico El muestreo no probabilístico se justifica por la comodidad y la economía, pero tiene el inconveniente de que los resultados de la muestra no siempre pueden generalizarse para toda la población. 7 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Entre los tipos de muestreo no probabilístico se encuentran: 1. Muestreo de casos consecutivos. 2. Muestreo de conveniencia. 3. Muestreo en bola de nieve. 4. Muestreo a criterio. Muestreo de casos consecutivos Consiste en estudiar a todos los sujetos accesibles que se puedan identificar durante el tiempo en que se realiza el estudio. Muestreo de conveniencia La muestra se conforma por sujetos que pueden ser fácilmente accesibles en la población que se desea estudiar Muestreo en bola de nieve A los sujetos estudiados se les pide que recomienden a otros sujetos, a los que se buscará para entrevistarlos. Muestreo a criterio La selección de sujetos que, a juicio del investigador, podrán proporcionar mayor información entre la población estudiada. ACTIVIDAD EN CASA. Muestreo I. TABLA DE NÚMEROS ALEATORIOS en EXCEL Ingrese a la página https://www.youtube.com/watch?v=dXS-7KBGlg4 observe el video tutorial Muestreo aleatorio simple en Excel. Diríjase a la base de datos TIENDAS PELICAN. 8 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Elabore una muestra aleatoria que esté compuesta por 15 clientes de la tienda, siguiendo las instrucciones del tutorial visto. II. SELECCIÓN DE UNA MUESTRA ESTRATIFICADA. Ingrese a la página https://www.youtube.com/watch?v=UFzgvklEwRI 0bserve el video tutorial Muestreo aleatorio estratificado - Afijación proporcional en EXCEL. Diríjase a la base de datos TIENDAS PELICAN, a la variable EDAD. Siguiendo las instrucciones del tutorial visto, elabore una muestra aleatoria estratificada, organizando tres estratos de la siguiente manera: Estrato 1. Edades entre 20 y 40 años Estrato 2. Edades entre 41 y 60 años Estrato 3. Edades entre 60 y 80 años III. MAPA CONCEPTUAL en CmapTools Ingrese a la página https://cmaptools.uptodown.com/windows/descargar. Allí puede descargar la herramienta CmapTools, herramienta útil y fácil para elaborar mapas conceptuales. Usando CmapTools elabore un mapa conceptual que relacione todos los casos posibles para seleccionar muestras probabilísticas y no probabilísticas. IV. PRUEBA DE EMPAREJAMIENTO2 Las siguientes son etapas que deberían cumplirse para varios tipos de muestreo: aleatorio simple, aleatorio estratificado, aleatorio por conglomerados, sistemático y de casos consecutivos. Las etapas no están en orden y han sido mezcladas. 2 Bioestadística, Celis de la Rosa, sección 3, página 70. 9 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Etapas de muestreo: A. Los sujetos que integrarán la muestra se seleccionan aleatoriamente mediante sorteo o tabla de números aleatorios. B. Sólo es necesaria una aproximación del tamaño del universo en estudio. C. El marco muestral se divide en estratos. D. No se requiere de una lista de todos los sujetos en el universo. E. Dentro de cada conglomerado se podrán seleccionar todos los sujetos que formen parte de él o una muestra aleatoria. F. Los sujetos que integrarán la muestra se seleccionan mediante sorteo de los conglomerados. G. A partir de la muestra seleccionada se calculan los estadísticos de interés. H. Se requiere un marco muestral o lista de los sujetos en el universo. I. Los sujetos se seleccionan de manera consecutiva hasta que se completa el tamaño de la muestra. J. Se requiere una lista de conglomerados. K. Los sujetos que conformarán la muestra se seleccionan sistemáticamente, dejando pasar un cierto número antes de estudiar el siguiente. A partir de la lista anterior, usted deberá seleccionar y ordenar las opciones según corresponda al tipo de muestreo. Es posible que una o dos tenga que repetirse en varios tipos de muestreo. a. Muestreo aleatorio simple. b. Muestreo aleatorio estratificado. 10 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística c. Muestreo aleatorio por conglomerados. d. Muestreo sistemático. e. Muestreo de casos consecutivos. PROBABILIDADES3 Conceptos básicos EXPERIMENTO, es todo proceso de observación EN CIENCIAS, cuando realizamos un experimento, “sabemos lo que va a suceder”, lo que esperamos del experimento EN ESTADÍSTICA, no tenemos el conocimiento de lo que va a suceder con exactitud, es decir, hay INCERTIDUMBRE CUANDO lanzamos un dado, sabemos que puede salir 1, 2, 3, 4, 5, ó 6 PERO, no sabemos cuál de ellos va a salir ESPACIO MUESTRAL SUCESO PUNTO MUESTRAL (RESULTADO) En el campo de las probabilidades se designa como experimento a todo proceso de observación. En asociación con todo experimento, existen resultados posibles que se entienden como elementos de un conjunto. Este conjunto, que agrupa todos los resultados u observaciones posibles obtenidos en un experimento estadístico, recibe el nombre de espacio muestral y se simboliza con la letra 𝑺. 3 Bioestadística, Celis de la Rosa, sección 3. 11 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Así, como resultado de un lanzamiento de un dado, el espacio muestral es 𝑺 = {𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, 𝟓, 𝟔}. A cada resultado (evento) del espacio muestral S se le llama elemento o punto muestral del conjunto. Los eventos constituidos por un solo elemento se denominan eventos simples. Imagen tomada de https://www.zweigmedia.com/MundoReal/tutorialsf15e/frames6_1.html Ejercicio 1. Un experimento en el que tiramos un par de dados distinguibles (un rojo, un verde) y observamos los números orientados hacia arriba, por ejemplo, escribir "( 2, 6)" significa rojo = 2, verde = 6. Por lo tanto, "(3, 1)" significa rojo = 3, verde = 1. 12 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Imagen tomada de https://www.zweigmedia.com/MundoReal/tutorialsf15e/frames6_1.html El espacio muestral para este experimento es: Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Son 𝟔 posibilidades para cada dado, hay un total de 𝟔 ∗ 𝟔 = 𝟑𝟔 resultados posibles. Ejercicio 2. Al lanzar una moneda puede salir cara (𝒄) o sello (𝒔). Se lanza una moneda tres veces seguidas y se observa el número de veces que salen caras. El espacio muestral es: a. {𝟎, 𝟏, 𝟐, 𝟑} b. {(𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔 )} c. {(𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒔, 𝒔), (𝒔, 𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒔 ), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔, 𝒔)} d. {𝒔, 𝒄} 13 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística En este experimento no observamos la secuencia de caras y sellos que salen. Lo que hacemos es contar el número de veces que salen caras. Las posibilidades son: 𝟎 (𝒏𝒐 𝒔𝒂𝒍𝒆𝒏 𝒏𝒊𝒏𝒈𝒖𝒏𝒂𝒔 𝒄𝒂𝒓𝒂𝒔) 𝟏 (𝒄𝒂𝒓𝒂𝒔 𝒔𝒂𝒍𝒆𝒏 𝒖𝒏𝒂 𝒗𝒆𝒛) 𝟐 (𝒄𝒂𝒓𝒂𝒔 𝒔𝒂𝒍𝒆𝒏 𝒅𝒐𝒔 𝒗𝒆𝒄𝒆𝒔) 𝟑 (𝒄𝒂𝒓𝒂𝒔 𝒔𝒂𝒍𝒆𝒏 𝒓𝒆𝒔 𝒗𝒆𝒄𝒆𝒔) Ejercicio 3. Al lanzar una moneda puede salir cara (𝒄) o sello (𝒔). Se lanza una moneda tres veces seguidas y se observa la secuencia de caras y sellos que salen. El espacio muestral es: a. {𝟎, 𝟏, 𝟐, 𝟑} b. {(𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔 )} c. {(𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒔, 𝒔), (𝒔, 𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒔 ), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔, 𝒔)} d. {𝒔, 𝒄} Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Ejercicio 4. Un trabajador en los estados unidos durante 2009 podía ser cubierto o no cubierto por un plan de salud. Si era cubierto el trabajador, podía ser bajo el plan de su 14 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística empleador o de otro plan. En el caso de otro plan, podía ser en su propio nombre o en el nombre de su esposo. Consideramos el experimento "Elija un trabajador en los estados unidos al azar y determine si o no está cubierto y también el tipo de cobertura". Los resultados posibles son Cubierto por plan de empleador, 𝑪 Cubierto por plan en su propio nombre, 𝑪𝑵 Cubierto por plan en el nombre de esposa, 𝑪𝑬 No cubierto, 𝑵𝑪 El espacio muestral apropiado para este experimento es 𝑺 = {𝑪, 𝑪𝑵, 𝑪𝑬, 𝑵𝑪} Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Suceso Sea 𝑺 un espacio muestral, entonces un suceso 𝑬 es un subconjunto de 𝑺. Se refieren a los resultados en 𝑬 como los resultados favorables. 15 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Decimos que ocurre 𝑬 en un experimento particular si el resultado de tal experimento es uno de los elementos de 𝑬, es decir, si el resultado del experimento es favorable. Ejercicio 5. Regresemos al ejercicio 4. Seleccionemos el suceso 𝑬 de que un trabajador en los estados unidos no está cubierto por el plan de empleador. Recordemos que el espacio muestral apropiado para este experimento es 𝑺 = {𝑪, 𝑪𝑵, 𝑪𝑬, 𝑵𝑪} Los resultados posibles son Cubierto por plan de empleador, 𝑪 Cubierto por plan en su propio nombre, 𝑪𝑵 Cubierto por plan en el nombre de esposa, 𝑪𝑬 No cubierto, 𝑵𝑪 El suceso 𝑬 constará de todos los resultados en S que son favorables para que se cumpla condición solicitada por el suceso 𝑬, es decir, 𝑬 = {𝑪𝑵, 𝑪𝑬, 𝑵𝑪} Ejercicio 6. Regresemos al experimento de un lanzamiento de un dado, el espacio muestral es 𝑺 = {𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, 𝟓, 𝟔}. Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar el dado el resultado sea mayor de 4, es decir, 𝑬 = {𝟓, 𝟔}. Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar el dado el resultado sea 3, es decir, 𝑬 = {𝟑}. Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar el dado el resultado sea menor de 1, es decir, 𝑬 = { } = ∅. Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar el dado el resultado sea un número de 1 al 6, es decir, 𝑬 = 𝑺 = {𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, 𝟓, 𝟔}. 16 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Ejercicio 7. Regresemos al ejercicio 3. Se lanza una moneda tres veces seguidas y se observa la secuencia de caras y sellos que salen. El espacio muestral es: 𝑺 = {(𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒔, 𝒔 ), (𝒔, 𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒔 ), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔, 𝒔 )} Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado sean dos caras, es decir, 𝑬 = { (𝒄, 𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒄) } Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado sea mínimo dos caras, es decir, 𝑬={ (𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔 ), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒄)} Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado sea máximo dos sellos, es decir, 𝑬={ } Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado sea máximo una cara, es decir, 𝑬={ } Seleccionemos el suceso 𝑬 de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado seas tres sellos, es decir, 𝑬={ } Ejercicio 8. Sucesos complementarios. El complemento, 𝑬′, de un suceso 𝑬 es el suceso de que 𝑬 no ocurre. Es el conjunto de todos los resultados que no pertenecen al conjunto 𝑬. 17 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Consideremos el experimento de lanzar un par de dados al aire y observemos la suma de los números orientados hacia arriba. El espacio muestral para este experimento es 𝑺 = {𝟐, 𝟑, 𝟒, 𝟓, 𝟔, 𝟕, 𝟖, 𝟗, 𝟏𝟎, 𝟏𝟏, 𝟏𝟐}. Si 𝑬 es el suceso de que la suma es par, entonces 𝑬′ es el suceso de que la suma es impar: 𝑬 = {𝟐, , 𝟒, , 𝟔, , 𝟖, , 𝟏𝟎, 𝟏𝟐}. 𝑬′ = {𝟑, 𝟓, 𝟕, 𝟗, 𝟏𝟏}. Ejercicio 9. Unión de sucesos. La unión, 𝑬 ∪ 𝑭, de los sucesos 𝑬 y 𝑭 es el suceso de que ocurre o bien el suceso 𝑬 o bien el suceso 𝑭 (o los dos). Regresemos al ejercicio 3. Se lanza una moneda tres veces seguidas y se observa la secuencia de caras y sellos que salen. El espacio mestral es: 𝑺 = {(𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒔, 𝒔), (𝒔, 𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒔), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔, 𝒔)} Seleccionemos el suceso E de que al lanzar la moneda tres veces seguidas, el resultado sean dos caras, es decir, Si 𝑬 es el suceso de que salen caras solo una vez, y 𝑭 es el suceso de que salen sellos solo una vez, entonces 𝑬 ∪ 𝑭 es el suceso de que salen caras solo una vez o salen sellos solo una vez: 𝑺 = {(𝒄, 𝒄, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒔, 𝒔), (𝒔, 𝒄, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒔), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒔, 𝒔)} 𝑬 = {(𝒄, 𝒔, 𝒔), (𝒔, 𝒄, 𝒔), (𝒔, 𝒔, 𝒄)} 𝑭 = {(𝒄, 𝒄, 𝒔), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒄)} 18 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística 𝑬 ∪ 𝑭 = {(𝒄, 𝒔, 𝒔 ), (𝒔, 𝒄, 𝒔 ), (𝒔, 𝒔, 𝒄), (𝒄, 𝒄, 𝒔), (𝒄, 𝒔, 𝒄), (𝒔, 𝒄, 𝒄)} Ejercicio 10. Intersección de sucesos. La intersección, 𝑬 ∩ 𝑭, de sucesos 𝑬 y 𝑭 es el suceso de que ambos sucesos, 𝑬 y 𝑭 ocurren. Escoja un número de tres dígitos (000-999) al azar. Si 𝑬 es el suceso de que el primer dígito es 𝟗, y 𝑭 es el suceso de que los demás digitos suman 𝟐, entonces 𝑬 ∩ 𝑭 es el suceso de que el primer dígito es 9 y los demás suman a 2, es decir, que se cumplan las dos condiciones de manera simultánea: 𝑺 = 𝒄𝒐𝒏𝒋𝒖𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒕𝒐𝒅𝒐𝒔 𝒍𝒐𝒔 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒕𝒓𝒆𝒔 𝒄𝒊𝒇𝒓𝒂𝒔 𝑺 = {𝟎𝟎𝟎, 𝟎𝟎𝟏, 𝟎𝟎𝟐, … , 𝟗𝟎𝟎, 𝟗𝟎𝟏, … , 𝟗𝟗𝟗} 𝑬 = 𝒆𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒋𝒖𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒕𝒐𝒅𝒐𝒔 𝒍𝒐𝒔 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐𝒔 𝟗𝟎𝟎 𝒂𝒍 𝟗𝟗𝟗 𝑬 = {𝟗𝟎𝟎, 𝟗𝟎𝟏, 𝟗𝟎𝟐, … , 𝟗𝟗𝟗} 𝑭 = 𝒆𝒍 𝒄𝒐𝒏𝒋𝒖𝒏𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒕𝒐𝒅𝒐𝒔 𝒍𝒐𝒔 𝒏ú𝒎𝒆𝒓𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂 #𝟎𝟐, #𝟏𝟏, 𝒐 #𝟐𝟎 𝑬 ∩ 𝑭 = {𝟗𝟎𝟐, 𝟗𝟏𝟏, 𝟗𝟐𝟎} Ejercicio 11. Operaciones entre sucesos. En el experimento en lo que se lanza un par de dados (un rojo, un verde) al aire y se observa el número orientado hacia arriba de cada uno, sea 𝑬 el suceso de que la suma de los números es 4, 𝑭 el suceso de que la suma es impar, 𝑮 el suceso de que la suma es par, 𝑯 el suceso de que la suma es múltiplo de 3, 𝑱 el suceso de que la suma es múltiplo de 5. 19 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Determinen los siguientes sucesos 𝑬 = {(𝟏, 𝟑) , (𝟐, 𝟐), (𝟑, 𝟏)} 𝑬′ = { } (𝟏, 𝟐), (𝟏, 𝟒) , (𝟏, 𝟔), (𝟐, 𝟏) , (𝟐, 𝟑), (𝟐, 𝟓), (𝟑, 𝟐), (𝟑, 𝟒), (𝟑, 𝟔), (𝟒, 𝟏), (𝟒, 𝟑), (𝟒, 𝟓), 𝑭={ } (𝟓, 𝟐), (𝟓, 𝟒), (𝟓, 𝟔) , (𝟔, 𝟏) , (𝟔, 𝟑), (𝟔, 𝟓) 𝑭′ = { } 𝑮={ } 𝑮′ = { } 𝑯={ } 𝑯′ = { } 𝑱= { } 𝑱′ = { } 20 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística 𝑬 ∪ 𝑭 ={ } 𝑬 ∪ 𝑭′ = { } 𝑮 ∪ 𝑯′ = { } 𝑬 ∪ 𝑬′ = { } 𝑮 ∪ 𝑯={ } 𝑮′ ∪ 𝑯 = { } 𝑬 ∩ 𝑭={ } 𝑮 ∩ 𝑭={ } 𝑯 ∩ 𝑭={ } 𝑮 ∩ 𝑱={ } 𝑱 ∩ 𝑭={ } 𝑬 ∩ 𝑯′ = { } 𝑮 ∩ 𝑯′ = { } 𝑯′ ∩ 𝑭 = { } TEORÍA DE PROBABILIDAD DE UN EVENTO Mediante la probabilidad asignada a un evento se expresa el grado de confianza de que tal evento ocurra al observar un experimento. La probabilidad se representa como un número que va en el rango de 𝟎 𝒂 𝟏, de manera que el 𝟏 indica que un evento ocurrirá con toda seguridad, mientras que el 𝟎 corresponde a un evento que con toda seguridad NO ocurrirá. A cada evento del espacio muestral se le asigna una probabilidad de ocurrir, en donde la suma de todas las probabilidades debe ser igual a 𝟏, de tal forma que: 𝟎 < 𝑷(𝑨) ≤ 𝟏 𝑷(∅) = 𝟎 𝑷(𝑺) = 𝟏 Probabilidad a priori 21 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Si antes de realizar un experimento se conocen todos los elementos de un espacio de eventos y todos tienen la misma oportunidad de ocurrir, la probabilidad de observar un evento simple en particular es: 𝑷(𝑬) = 𝒏 𝑵 donde 𝒏 es el número de resultados que corresponden al evento 𝑬 y 𝑵 es el total de elementos del espacio muestral de eventos. Imagen tomada de https://quizizz.com/admin/quiz/5d65db18ff22be001aa9aa8e/conceptos-probabilidades Probabilidad a posteriori Para calcular una probabilidad, se puede estimar la frecuencia relativa de la ocurrencia de un evento una vez que el experimento ha sido realizado. Para ello, se divide el número de veces que se observó el evento de interés entre el total de veces que el experimento se realizó, 𝑵. A medida que 𝑵 se aproxima a infinito, el procedimiento a posteriori brinda el mismo resultado que el a priori. Esto facilita el cálculo de probabilidades cuando se conoce el espacio de eventos, pero la oportunidad de que un evento ocurra no es la misma entre los elementos que lo componen. Probabilidad subjetiva Además de las probabilidades a priori y a posteriori, también se reconoce una tercera manera de calcular probabilidades: la probabilidad subjetiva. Su estimación no se basa en frecuencias relativas, sino en apreciaciones y conocimientos previos que tienen quienes realizan la estimación. 22 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística Tal es el caso cuando un médico, ante un paciente con cáncer en fase terminal, pronostica que difícilmente sobrevivirá otro día. En este caso, el médico basa su estimación en el conocimiento del paciente y en su evolución, así como en su propia experiencia y los recursos de que dispone para la atención del enfermo. Ejercicio 13. Probabilidades de sucesos. 𝑷(𝑬) = 𝒏 𝑵 donde 𝒏 es el número de resultados que corresponden al evento 𝑬 y 𝑵 es el total de elementos del espacio muestral de eventos. En el experimento en lo que se lanza un par de dados (un rojo, un verde) al aire y se observa el número orientado hacia arriba de cada uno, sea 𝑬 el suceso de que la suma de los números es 4, 𝑭 el suceso de que la suma es impar, 𝑮 el suceso de que la suma es par, 𝑯 el suceso de que la suma es múltiplo de 3, 𝑱 el suceso de que la suma es múltiplo de 5. Imagen tomada de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/558/html/Unidad06/pagina_7.html Determinen las siguientes probabilidades de los sucesos 𝑬 = {(𝟏, 𝟑) , (𝟐, 𝟐), (𝟑, 𝟏)} 𝑷 (𝑬) = 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓𝒂𝒃𝒍𝒆𝒔 𝟑 𝟏 = = = 𝟎, 𝟎𝟖 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 𝟑𝟔 𝟏𝟐 𝑷(𝑬′ ) = 𝑷 (𝑭) = 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒇𝒂𝒗𝒐𝒓𝒂𝒃𝒍𝒆𝒔 𝟏𝟖 𝟏 = = = 𝟎, 𝟓 𝒄𝒂𝒔𝒐𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 𝟑𝟔 𝟐 𝑷(𝑭′ ) = 𝑷(𝑮) = 23 Documento elaborado por Luis Guillermo Caro Pineda, docente de Estadística 𝑷(𝑮′ ) = 𝑷(𝑯) = 𝑷(𝑯′ ) = 𝑷(𝑱) = 𝑷(𝑱′ ) = 𝑷(𝑬 ∪ 𝑭) = 𝑷(𝑬 ∪ 𝑭′ ) = 𝑷(𝑮 ∪ 𝑯′ ) = 𝑷(𝑬 ∪ 𝑬′ ) = 𝑷(𝑮 ∪ 𝑯) = 𝑷(𝑮′ ∪ 𝑯) = 𝑷(𝑬 ∩ 𝑭) = 𝑷(𝑮 ∩ 𝑭) = 𝑷(𝑯 ∩ 𝑭) = 𝑷(𝑮 ∩ 𝑱) = 𝑷(𝑱 ∩ 𝑭) = 𝑷(𝑬 ∩ 𝑯′ ) = 𝑷(𝑮 ∩ 𝑯′ ) = 𝑷(𝑯′ ∩ 𝑭) = Referencias bibliográficas Anderson D., Sweeney D., Williams T. Estadística para la administración y economía. Décima edición. Cengage Learning. 2008 Berenson M., Levine D., Krehbiel T. Estadística para administración. Segunda edición. Prentice Hall. 2000 Devore J. Probabilidad y Estadística para ingeniería y ciencias. Séptima edición. Cengage Learning. 2008 Johnson R. Probabilidad y Estadística para ingenieros. Octava edición. Pearson. 2012 Meyer P. Probabilidad y Aplicaciones estadísticas. Edición revisada. Addison Wesley Logman. 1998 24