Arquidiócesis de Cali FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS Año lectivo: ___________ ÁREA: ESTADÍSTICA GRADO: UNDÉCIMO PERÍODO: UNO MEDIDAS ESTADÍSTICAS Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 1 PRESENTACIÓN COLEGIO: DOCENTE: GRADO: UNDÉCIMO ÁREA: ESTADÍSTICA TIEMPO PREVISTO: 12 Se HORAS: 24 Horas PROPÓSITOS DE PERÍODO: AFECTIVO: Que mostremos mucho interés por resolver y plantear problemas estadísticos y/o de otras ciencias. COGNITIVO: Que comprehendamos los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren medidas de dispersión, de localización e interpretemos gráficos estadísticos, y tengamos claridad cognitiva sobre cada una de las habilidades. EXPRESIVO: Que resolvamos y planteemos problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de medidas estadísticas, demostrando nuestros avances en el desarrollo del pensamiento estadístico. EVALUACIÓN: INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. ENSEÑANZAS (COMPETENCIAS Y HABILIDADES) Razonamiento Resolución y planteamiento de problemas Comunicación Modelación Elaboración, comparación y ejercitación de procedimientos Interpretar Argumentar Describir Diseñar Comprehender Analizar Graficar Inferir EJES TEMÁTICOS: Medidas de dispersión: (Desviación estándar, Rango, Varianza, Diagrama cajas) Medidas de localización: (Cuartiles, Percentiles.) Problemas empleando la interpretación de gráficos estadísticos. DIDÁCTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: Proposicional Interrogativa. 2 y Conceptual Anticonstructivista, Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Constructivista, Explicativa, Colegios Arquidiocesanos de Cali PRUEBA DIAGNÓSTICA LAS PREGUNTAS 1 A 7, SE DEBEN RESPONDER CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. LAS PREGUNTAS 8 A 10 SE RESPONDEN SEGÚN LA SIGUIENTE INFORMACIÓN. El experimento consiste en lanzar 2 dados al mismo tiempo: De un grupo de 8 soldados del ejército, y 7 soldados de la guardia nacional; 1. El espacio muestral asociado al lanzamiento de dos dados y anotar la suma de los puntos obtenidos es: a. U = {1, 2, 3, 4, 5, 6} b. U = {11, 12, 13, 14, 15, 16} c. U = {1, 3, 5, 7, 9, 11} d. U = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12} 2. De este experimento podemos tener el suceso A, de que el puntaje sea un número primo, este suceso será: a. A = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12} b. A = {2, 3, 5, 7, 11} c. A = {1, 3, 5, 7, 9, 11} d. A = {1, 2, 3, 5, 7, 11} 3. También podemos tener el suceso B, de que el puntaje sea un número par, este suceso recibiría el nombre de: a. Suceso elemental b. Suceso compuesto c. Suceso seguro d. Suceso imposible 4. Otro suceso C podría ser que el puntaje sea un número impar, este suceso sería: a. C = {3, 5, 7, 9, 11} b. C = {1, 3, 5, 7, 9, 11} c. C = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12} d. C = {2, 4, 6, 8, 10, 12} 8. Se formará una unidad de 4 soldados del ejército. Un general que gusta de la estadística dice “tengo 70 formas diferente para realizar la selección”. Es esto correcto: a. No porque son nPr = n! ÷ (n – r)! = 1608 b. Si porque son nCr = n! ÷ (n – r)! r! = 70 c. No porque son nPn = n! = 8! = 40320 d. Si porque son Pn(r) = n! ÷ r! = 1680 9. Se formará una unidad de 3 soldados de la guardia. ¿Cuántas formas diferentes de organizar esta unidad tendremos? a. 56 b. 336 c. 210 d. 35 10. Se pide formar un escuadrón especial con 4 soldados del ejército y 3 de la guardia; este se podría formar de 352800 maneras diferentes. Es esto correcto: a. Si porque 8P4 x 7P3 = 352800 b. No porque 8P4 x 7C3 = 58800 c. No porque 8C4 x 7P3 = 14700 d. No porque 8C4 x 7C3 = 2450 5. ¿Cuál sería el suceso D si D =(A ∆ B)? a. D = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12} b. D = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12} c. D = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} d. D = {1, 3, 5, 7, 9, 11} 6. ¿Cuál sería el suceso E si E =(A´ B´)? a. E = {1, 9} b. E = {0, 9} c. E = {2, 8} d. E = {1, 8} 7. ¿Cuál sería el suceso F si F =(A´ C´)? a. F = {1, 2, 4} b. F = {1, 2, 4, 6, 8, 9, 10, 12} c. F = {4, 6, 8, 10, 12} d. F = {1, 0} Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 3 TALLER # UNO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS ESTADÍSTICAS TIEMPO PREVISTO: (Semana uno del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: La rueda numérica Sitúa los números del 1 al 9 en los cuadros del tablero, de forma que todas las líneas de tres números sumen 15. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de las medidas estadísticas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: CLARIDAD COGNITIVA MEDIDAS ESTADÍSTICAS Las medidas de tendencia central permiten el estudio estadístico de recolección de datos conduciendo hacia un dato central. Las medidas de posición señalan qué porcentaje de datos dentro de una distribución de frecuencias superan el valor del dato central. Las medidas de dispersión informan sobre cuanto se alejan del centro los valores de la distribución. Estudio estadístico de recolección de datos conduciendo hacia un dato central Medidas de tendencia central Señalan que porcentaje de datos dentro de una distribución de frecuencias superan el valor del dato central Diferir Informan sobre cuanto se alejan del centro los valores de la distribución. Diferir Medidas de posición Medidas de dispersión Diferir 4 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN (Datos no agrupados) Calculo la varianza y la desviación estándar de la distribución: 9, 3, 8, 8, 9, 8, 9, 18 Media: Varianza: Desviación estándar: MODELACIÓN (Datos agrupados) Calculo la varianza y la desviación estándar de la distribución de la tabla: CLASES x(i) f(i) x(i) * f(i) x(i)2 * f(i) [1.70-1.75) 1,725 1 1,725 2,975625 [1.75-1.80) 1,775 3 5,325 9,451875 [1.80-1.85) 1,825 4 7,300 13,322500 [1.85-1.90) 1,875 8 15,000 28,125000 [1.90-1.95) 1,925 5 9,625 18,528125 [1.95-2.00) 1,975 2 3,950 7,801250 23 42,925 80,204375 Media Varianza Desviación estándar Voy a suponer que el gerente de una empresa de alimentos desea saber que tanto varían los pesos de los empaques (en gramos), de uno de sus productos; por lo que opta por seleccionar al azar cinco unidades de ellos para pesarlos. Los productos tienen los siguientes pesos (490, 500, 510, 515 y 520) en gramos respectivamente. Media Varianza Desviación estándar Con lo que concluyo que el peso promedio de los empaques es de 507 gramos, con una tendencia a variar por debajo o por encima de dicho peso en 11 gramos. Esta información le permite al gerente determinar cuánto es el promedio de perdidas causado por el exceso de peso en los empaques y le da las bases para tomar los correctivos necesarios en el proceso de empacado. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 5 TALLER # DOS INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS DE DISPERSIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana dos del___al___de______________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: SACANDO CONCLUSIONES. Los ejemplos que se muestran a continuación, subrayan la importancia de no lanzarse a sacar implicaciones de tipo causal tan pronto se tiene noticia de una correlación estadística Las estadísticas muestran que casi todos los accidentes de circulación se producen entre vehículos que ruedan a velocidad moderada. Muy pocos ocurren a más de 150 Km. por hora. ¿Significa esto que resulta más seguro conducir a gran velocidad? No, de ninguna manera. Con frecuencia, las correlaciones estadísticas no reflejan causas y efectos. Casi todo el mundo circula a velocidad moderada, y como es natural, la mayoría de los accidentes se producen a estas velocidades. Un estudio hizo ver que en cierta población europea se produjo un fuerte crecimiento de la población y un notable incremento del número de nidos de cigüeñas. ¿No es esto demostración de que son las cigüeñas quiénes traen a los niños al mundo? No. Refleja el hecho de que al aumentar el número de edificios las cigüeñas dispusieron de más sitios donde anidar. Las parejas recién casadas suelen irse a vivir a casas nuevas, donde no hay nidos de cigüeñas. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de las medidas de dispersión. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. FASE COGNITIVA: CLARIDAD COGNITIVA MEDIDAS DISPERSIÓN Las medidas de dispersión nos informan sobre cuánto se alejan del centro los valores de la distribución. Rango o recorrido El rango es la diferencia entre el mayor y el menor de los datos de una distribución estadística. Varianza La varianza es la media aritmética del cuadrado de las desviaciones respecto a la media de una distribución estadística. La varianza se representa por signo. σ2 Desviación típica La desviación típica es la raíz cuadrada de la varianza. Es decir, la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de las puntuaciones de desviación. La desviación típica se representa por σ. 6 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN: Calculo la varianza y la desviación estándar en cada uno de los siguientes enunciados. 1. Al lanzar 200 veces un dado se obtuvo la siguiente distribución de frecuencias: PUNTAJE 1 2 3 4 5 6 FRECUENCIA 29 32 35 33 36 35 2. En un taller de reparación de automóviles recojo datos sobre los días de permanencia de los vehículos a reparar en él, y obtengo: DÍAS DE ESTANCIA Nº DE AUTOS 1 2 3 23 12 7 4 5 10 3 8 2 15 1 3. Los datos que se muestran a continuación representan el costo de la energía eléctrica durante el mes de julio del 2011 para una muestra aleatoria de 50 apartamentos con tres alcobas en una ciudad grande. Los costos están en dólares. CLASES FRECUENCIA 81-100 4 101-120 8 121-140 12 141-160 8 161-180 10 181-200 4 201-220 4 50 4. Se ha realizado una estadística en el centro comercial CONTINENTOL sobre los gastos (en miles de pesos) que una familia tiene cuando realiza sus compras un día cualquiera de la semana. Este estudio nos aporta la siguiente tabla: CLASES 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 FRECUENCIA 1000 1100 1600 1000 300 5000 5. A la finalización del curso "Informática e Internet" se realizó un examen tipo test a los 300 alumnos obteniéndose la siguiente tabla relativa al número de preguntas acertadas: CLASES FRECUENCIA 0-10 10 10-15 20 15-20 60 20-23 100 23-25 70 25-30 30 30-40 10 300 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 7 TALLER # TRES INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: DESVIACIÓN ESTÁNDAR TIEMPO PREVISTO: (Semana tres del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: El triángulo que suma igual Distribuyo las cifras del 1 al 6 en el tablero, de forma que la suma de cada lado del tablero sea igual. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de la desviación estándar. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: MEDIDAS DISPERSIÓN La varianza, que es una medida estadística que mide la dispersión de los valores respecto a un valor central (media), y la desviación estándar, que informa sobre la dispersión de los datos respecto al valor de la media (cuanto mayor sea su valor, más dispersos estarán los datos), conforman las medias de dispersión, que muestran la variabilidad de una distribución, indicando por medio de un número, si las diferentes puntuaciones de una variable están muy alejadas de la media, según las medidas estadísticas. Que es una medida estadística que mide la dispersión de los valores respecto a un valor central (media) Que muestran la variabilidad de una distribución, indicando por medio de un número, si las diferentes puntuaciones de una variable están muy alejadas de la media VARIANZA Que Informa sobre la dispersión de los datos respecto al valor de la media; cuanto mayor sea su valor, más dispersos estarán los datos Conformar MEDIDAS DE DISPERSIÓN DESVIACIÓN ESTÁNDAR SEGÚN LAS MEDIDAS ESTADÍSTICAS 8 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN (Datos no agrupados) 1. Hallo la varianza de las siguientes series de números: 2, 3, 6, 8, 11. Media Varianza 2. Hallo la desviación estándar. Desviación estándar MODELACIÓN (Datos agrupados) 3. Hallo la varianza de la siguiente tabla estadística. CLASES [10-20) [20-30) [30-40) [40-50) [50-60) [60-70) [70-80) x(i) 15 25 35 45 55 65 75 f(i) 1 8 10 9 8 4 2 42 x(i) * f(i) 15 200 350 405 440 260 150 1820 x(i)2 * f(i) 225 5000 12250 18225 24200 16900 11250 88050 Media Varianza 4. Hallo la desviación estándar. Desviación estándar 5. Voy a suponer que el gerente de una empresa de alimentos desea saber que tanto varían los pesos de los empaques (en gramos), de uno de sus productos; por lo que opta por seleccionar al azar cinco unidades de ellos para pesarlos. Los productos tienen los siguientes pesos (490, 500, 510, 515 y 520) en gramos respectivamente. Media Varianza Desviación estándar Con lo que concluyo que el peso promedio de los empaques es de 507 gramos, con una tendencia a variar por debajo o por encima de dicho peso en 11 gramos. Esta información le permite al gerente determinar cuánto es el promedio de perdidas causado por el exceso de peso en los empaques y le da las bases para tomar los correctivos necesarios en el proceso de empacado. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 9 TALLER # CUATRO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: VARIANZA TIEMPO PREVISTO:(Semana cuatro del__al__de______________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO LAS DOS TRIBUS. Una isla está habitada por dos tribus. Los miembros de una tribu siempre dicen la verdad, los miembros de la otra tribu mienten siempre. Un misionero se encontró con dos de estos nativos, uno alto y otro bajo. - ¿Eres de los que dicen la verdad?, preguntó al más alto. - Upf, respondió el nativo alto. El misionero reconoció la palabra como el término nativo que significa sí o no, pero no podía recordar cuál de los dos. El nativo bajo hablaba español, así que el misionero le preguntó qué era lo que había dicho su compañero. - Dijo sí, replicó el nativo bajo, ¡pero él ser gran mentiroso! A qué tribu pertenecía cada uno de los nativos? El hombre alto es mentiroso, el bajo es de la tribu de los que dicen la verdad. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de la varianza. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: Resume la información de la muestra para tener un mejor conocimiento de la población. MEDIDAS ESTADÍSTICAS Muestran la variabilidad de una distribución, indicando por medio de un número, si las diferentes puntuaciones de una variable están muy alejadas de la media. MEDIDAS DE DISPERSIÓN Estudio estadístico de recolección de datos conduciendo hacia un dato central. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Son indicadores que señalan que porcentajes de datos dentro de una distribución de frecuencia superan el valor que representa el dato central de la distribución. Según su dispersión Es una medida estadística que mide la dispersión de los valores respecto a un valor central (media). 10 VARIANZA Informa sobre la dispersión de los datos respecto al valor de la media; cuanto mayor sea su valor, más dispersos estarán los datos. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística DESVIACIÓN ESTÁNDAR Colegios Arquidiocesanos de Cali MEDIDAS DE POSICIÓN FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN 1. Sumando 5 a cada número del conjunto 3, 6, 2, 1, 7, 5, obtenemos 8, 11, 7, 6, 12, 10. Probar que ambos conjuntos de números tienen la misma varianza pero diferentes medias ¿cómo están relacionadas las medias? Las medias tiene la misma relación que los conjuntos de datos, al original se le sumo 5 2. Multiplicando cada número 3, 6, 2, 1, 7 y 5 por 2, obtenemos el conjunto 6, 12, 4, 2, 14 y 150. ¿Cuál es la relación entre la desviación típica de ambos conjuntos? ¿Y entre las medias? Las medias tiene la misma relación que los conjuntos de datos, al original se multiplicó por 2. Las varianza comprobamos la tercera de sus propiedades, la varianza del segundo grupo de datos es igual a la del primero por el cuadrado del número que multiplicó los datos. 3. Multiplicando cada número 3, 6, 2, 1, 7 y 5 por 2 y sumando entonces 5, obtenemos el conjunto 11, 17, 9, 7, 19 y 15. ¿Cuál es la relación entre la desviación típica de ambos conjuntos? ¿Y entre las medias? Las medias tiene la misma relación que los conjuntos de datos, al original se multiplicó por 2 y luego se le sumo 5 Las varianza comprobamos la segunda propiedad, al sumar el mismo número a todos los datos ella no cambia y la tercera, la varianza del segundo grupo de datos es igual a la del primero por el cuadrado del número que multiplicó los datos. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 11 TALLER # CINCO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS DE POSICIÓN (CUARTILES) TIEMPO PREVISTO: (Semana cinco del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: En una mesa hay tres sombreros negros y dos blancos. Tres señores en fila india se ponen un sombrero al azar cada uno y sin mirar el color. Se le pregunta al tercero de la fila, que puede ver el color del sombrero del segundo y el primero, si puede decir el color de su sombrero, a lo que responde negativamente. Se le pregunta al segundo que ve solo el sombrero del primero y tampoco puede responder a la pregunta. Por último el primero de la fila que no ve ningún sombrero responde acertadamente de qué color es el sombrero que tenia puesto. ¿Cuál es este color y cuál es la lógica que uso para saberlo? El ultimo de la fila puede ver el color del sombrero de sus compañeros, si no puede saber cual es el color del suyo es porque los otros dos no son blancos, por lo que o son los dos negros o es uno de cada color. El segundo de la fila puede ver el color del sombrero del primero y ya ha deducido lo que pensó el tercero, si tampoco responde a la pregunta es porque ve que el color del primero es negro, si fuera blanco sabría que el suyo es negro. El primero por ese mismo planteamiento deduce que su sombrero es negro. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de los cuartiles. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: MEDIDAS DE POSICIÓN Según la estadística, las medidas de posición, que permiten describir la posición que tiene un subconjunto de datos ordenados, pertenecen a las medidas descriptivas, que son valores numéricos calculados a partir de un conjunto de datos, los cuales permiten analizar e interpretar la información suministrada. Que son valores numéricos calculados a partir de un conjunto de datos Que permiten describir la posición que tiene un subconjunto de datos ordenados PERTENECER MEDIDAS DESCRIPTIVAS MEDIDAS DE POSICIÓN SEGÚN LA ESTADÍSTICA CUARTILES, DECILES Y PERCENTILES Las medidas de posición se clasifican en cuartiles, deciles y percentiles. Los primeros dividen al conjunto de datos ordenados en cuatro partes porcentualmente iguales. Los segundos son ciertos valores que dividen la sucesión de datos ordenados en diez partes porcentualmente iguales. Los últimos son ciertos números que dividen la sucesión de datos ordenados en cien partes porcentualmente iguales. 12 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali Dividen al conjunto de datos ordenados en cuatro partes porcentualmente iguales CUARTILES Dividen la sucesión de datos ordenados en diez partes porcentualmente iguales Clasificar DECILES MEDIDAS DE POSICIÓN Dividen la sucesión de datos ordenados en cien partes porcentualmente iguales PERCENTILES FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN CUARTILES: son los tres valores que dividen al conjunto de datos ordenados en cuatro partes iguales. El primer cuartil Q1 es el menor valor que es mayor que una cuarta parte de los datos El segundo cuartil Q2 (la mediana), es el menor valor que es mayor que la mitad de los datos El tercer cuartil Q3 es el menor valor que es mayor que tres cuartas partes de los datos Dada la siguiente distribución en el número de hijos (Xi) de cien familias, calculo sus cuartiles. X(i) n(i) N(i) 0 14 14 1 10 24 2 15 39 3 26 65 4 20 85 5 15 100 100 Primer cuartil: Segundo cuartil: Tercer cuartil: Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 13 TALLER # SEIS INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS DE POSICIÓN (DECILES) TIEMPO PREVISTO: (Semana seis del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO Un encuestador se dirige a una casa donde es atendido por una mujer: ¿Cantidad de hijos? Tres dice ella. ¿Edades? El producto de las edades es 36 y la suma es igual al número de la casa, responde. El encuestador se va pero al rato vuelve y le dice a la mujer que los datos que le dio no son suficientes; la mujer piensa y le dice: tiene razón, la mayor estudia piano. Esto es suficiente para que el encuestador sepa las edades de los hijos. ¿Cuáles son? El encuestador pregunta las edades y al obtener como respuesta que el producto de estas es 36 y su suma el número de la casa, mira el número de esta, que nosotros no conocemos pero el si. El encuestador descompone el 36 en sus factoriales y realiza las siguientes combinaciones de edades. (Todas las posibles):(1-1-36) (1-2-18) (1-3-12) (1-4-9) (1-6-6) (2-2-9) (2-3-6) (3-3-4). Solo queda saber cual de estas combinaciones de edades suman el número de la casa, entonces se da cuenta de que le falta algún dato, solo puede ser porque hay dos combinaciones que suman igual: (1+6+6=13) (2+2+9=13) Al regresar y saber que la mayor estudia piano, deduce que solo hay una mayor, no dos, por lo que las edades serán 2, 2 y 9 años. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de los deciles. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: DECILES Los deciles son los nueve valores que dividen la serie de datos en diez partes iguales. Los deciles dan los valores correspondientes al 10%, al 20%... y al 90% de los datos. D5 coincide con la mediana. Cálculo de los deciles En primer lugar busco la clase donde se encuentra, en la tabla de las frecuencias acumuladas. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil. N es la suma de las frecuencias absolutas. Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase del decil. ni es la frecuencia absoluta de la clase del decil ai es la amplitud de la clase. 14 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN Calculo los deciles de la distribución de la tabla: [50, 60) n(I) 8 N(i) 8 [60, 70) 10 18 [70, 80) 16 34 [80, 90) 14 48 [90, 100) [100, 110) [110, 120) 10 5 2 65 58 63 65 El Primer decil D1 (k*n)/10 (1*65)/10 = 6.5 que se encuentra en la 1ª clase. Tomo los valores de la 1ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 50. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase el decil. Para el caso 0 ni es la frecuencia absoluta de la clase del decil. Para el caso 8. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 El Tercer decil D3 (k*n)/10 (3*65)/10 = 19.5 que se encuentra en la 3ª clase. Tomo los valores de la 3ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 70. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase el decil. Para el caso 18 ni es la frecuencia absoluta de la clase del decil. Para el caso 16. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 El Quinto decil D5 (k*n)/10 (5*65)/10 = 32.5 que se encuentra en la 3ª clase. Tomo los valores de la 3ª clase y desarrollo la formula. El Noveno decil D9 (k*n)/10 (9*65)/10 = 58.5 que se encuentra en la 6ª clase. Tomo los valores de la 6ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 100. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase el decil. Para el caso 58 ni es la frecuencia absoluta de la clase del decil. Para el caso 5. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 15 TALLER # SIETE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS DE POSICIÓN (PERCENTILES) TIEMPO PREVISTO: (Semana siete del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO Un lechero tiene un recipiente de 8 litros lleno de leche, y dos más de 5 y de 3 litros, vacios. Un cliente le pide exactamente 4 litros. ¿Cómo puede calcular los cuatro litros y dárselos en el cántaro de 5 litros? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de los percentiles. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: PERCENTILES Los percentiles son los 99 valores que dividen la serie de datos en 100 partes iguales. Los percentiles dan los valores correspondientes al 1%, al 2%... y al 99% de los datos. P50 coincide con la mediana. Cálculo de los percentiles En primer lugar buscamos la clase donde se encuentra , en la tabla de las frecuencias acumuladas. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el percentil. N es la suma de las frecuencias absolutas. Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase del percentil. ni es la frecuencia absoluta de la clase del percentil ai es la amplitud de la clase. 16 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN Calculo el percentil 35, 60 y 95 de la distribución de la tabla: ni ni [50, 60) [60, 70) [70, 80) [80, 90) [90, 100) [100, 110) [110, 120) 8 8 10 18 16 34 14 48 10 58 5 63 2 65 65 El percentil 35 P35 (k*n)/100 (35*65)/100 = 22.75 que se encuentra en la 3ª clase. Tomo los valores de la 3ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 70. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase del percentil. Para el caso 18 ni es la frecuencia absoluta de la clase del percentil. Para el caso 16. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 El percentil 60 P60 (k*n)/100 (60*65)/100 = 39 que se encuentra en la 4ª clase. Tomo los valores de la 4ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 80. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase el decil. Para el caso 34 ni es la frecuencia absoluta de la clase del decil. Para el caso 14. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 El percentil 95 P95 (k*n)/100 (95*65)/100 = 61.75 que se encuentra en la 6ª clase. Tomo los valores de la 6ª clase y desarrollo la formula. Li es el límite inferior de la clase donde se encuentra el decil, en este caso 10. N es la suma de las frecuencias absolutas. Para el caso 65 Ni-1 es la frecuencia acumulada anterior a la clase del percentil. Para el caso 58 ni es la frecuencia absoluta de la clase del percentil. Para el caso 5. ai es la amplitud de la clase. Para el caso 10 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 17 TALLER # OCHO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: MEDIDAS DE POSICIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana ocho del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: Dos pastores hablaban: - ¿Por qué no me das una de tus ovejas, así tendremos igual cantidad? A lo que su amigo le responde: - Mejor dame una de las tuyas así yo tendré el doble de ovejas que tú. ¿Cuántas ovejas tenían cada uno? Un pastor tenía 5 ovejas y el otro 7. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con estimación y calculo de las medidas de posición. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Realizo inferencias con los datos de un sistema para obtener conclusiones válidas. FASE COGNITIVA: Son valores numéricos calculados a partir de un conjunto de datos cuantitativos que permiten analizar e interpretar la información suministrada. Valores que, ordenados de menor a mayor, dividen a la distribución (de datos agrupados o no agrupados) en partes, de tal manera que cada una de ellas contiene el mismo número de frecuencias. MEDIDAS DESCRIPTIVAS Indican valores que se ubican con respecto a la parte central de un conjunto de datos MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL MEDIDAS DE POSICIÓN Indican la mayor o menor concentración de los datos con respecto a las medidas de centralización. MEDIDAS DE DISPERSIÓN Según las partes en las que divide Dividir un conjunto ordenado de datos en cuatro partes iguales. CUARTILES Dividir un conjunto ordenado de datos en diez partes iguales. 18 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística DECILES Dividir un conjunto ordenado de datos en cien partes iguales. Colegios Arquidiocesanos de Cali PERCENTILES FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN De cada uno de las siguientes situaciones, hallo los tres cuartiles, tres deciles y tres percentiles: Una distribución estadística viene dada por la siguiente tabla: ni [15, 20) 5 [20, 25) 7 FRECUENCIA 81-100 4 8 12 8 10 4 4 50 Se ha realizado una estadística en el centro comercial CONTINENTOL sobre los gastos (en miles de pesos) que una familia tiene cuando realiza sus compras un día cualquiera de la semana. Este estudio nos aporta la siguiente tabla: 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 FRECUENCIA 1000 1100 1600 1000 300 5000 A la finalización del curso "Informática e Internet" se realizó un examen tipo test a los 300 alumnos obteniéndose la siguiente tabla relativa al número de preguntas acertadas: CLASES 0-10 FRECUENCIA [30, 35) 2 101-120 121-140 141-160 161-180 181-200 201-220 CLASES [25, 30) 4 Los datos que se muestran a continuación representan el costo de la energía eléctrica durante el mes de julio del 2011 para una muestra aleatoria de 50 apartamentos con tres alcobas en una ciudad grande. Los costos están en dólares. CLASES [10, 15) 3 10 10-15 15-20 20-23 23-25 25-30 30-40 20 60 100 70 30 10 300 La siguiente tabla muestra los coeficientes de inteligencia de 480 niños de una escuela elemental. C.I. 70 74 78 82 86 90 94 98 102 106 110 114 118 122 126 ni 4 9 16 28 45 66 85 72 54 38 27 18 11 5 2 Las alturas de los jugadores de un equipo de baloncesto vienen dadas por la tabla: Altura № de jugadores [170, 175) 1 [175, 180) 3 [180, 185) 4 [185, 190) 8 [190, 195) 5 [195, 2.00) 2 Indique qué medidas estadísticas utilizaría para obtener el valor de la variable con mayor frecuencia absoluta, el valor de la variable que deja a su izquierda el mismo número de frecuencias que a su derecha y los valores de la variable que dividen la distribución en cuatro partes iguales. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 19 TALLER # NUEVE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMAS DE CAJA TIEMPO PREVISTO: (Semana nueve del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO- EL LECHERO INGENIOSO Un lechero dispone únicamente de dos jarras de 3 y 5 litros de capacidad para medir la leche que vende a sus clientes. ¿Cómo podrá medir un litro sin desperdiciar la leche? Primero llena la jarra de 3 litros. Luego vierte el contenido en la jarra de 5 litros. Vuelve a llenar la jarra de 3 litros y vuelve a verter su contenido en la jarra de 5 litros que ya está medio llena. Lo que quede en la jarra de 3 litros será un litro de leche. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo realice e interprete diagramas de caja. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. FASE COGNITIVA: DIAGRAMA DE CAJA. Un diagrama de caja es un gráfico, basado en cuartiles, mediante el cual se visualiza un conjunto de datos. Está compuesto por un rectángulo, la "caja", y dos brazos, los "bigotes". Es un gráfico que suministra información sobre los valores mínimo y máximo, los cuartiles Q1, Q2 o mediana y Q3, y sobre la existencia de valores atípicos y la simetría de la distribución. Valores Atípicos Son valores que perteneces a la muestra o población que se consideran; valores extremos o muy extremos. Valores Extremos (&): se encuentran entre 1.5 y 3 veces la amplitud intercuartil a ambos lados de la caja. Valores muy extremos (ø): se encuentran por encima de 3 veces la amplitud intercuartil a ambos lados de la caja. Límite inferior (LI): [Q1 - 1,5 (Q3 - Q1)] Límite superior (LS): [Q3 + 1,5 (Q3 - Q1)] Límite extremo inferior (LEI): [Q1 - 3 (Q3 - Q1)] Límite extremo superior (LES): [Q3 + 3 (Q3 - Q1)] 20 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN Las siguientes son las edades de un grupo de veinte estudiantes: 36, 25, 37, 24, 39, 20, 36, 45, 31, 31, 39, 24, 29, 23, 41, 40, 33, 24, 34, 40 Para calcular los parámetros estadístico, lo primero es ordenar la distribución 20, 23, 24, 24, 24, 25, 29, 31, 31, 33, 34, 36, 36, 37, 39, 39, 40, 40, 41, 45 CÁLCULO DE CUARTILES Q1, el cuartil Primero es el valor mayor que el 25% de los valores de la distribución. Como N = 20 resulta que N/4 = 5; el primer cuartil es la media aritmética de dicho valor y el siguiente: Q1=(24 + 25) / 2 = 24,5 Q2, el Segundo Cuartil es, evidentemente, la mediana de la distribución, es el valor de la variable que ocupa el lugar central en un conjunto de datos ordenados. Como N/2 =10; la mediana es la media aritmética de dicho valor y el siguiente: me= Q2 = (33 + 34)/ 2 =33,5 Q3, el Tercer Cuartil, es el valor que sobrepasa al 75% de los valores de la distribución. En nuestro caso, como 3N / 4 = 15, resulta Q3 = (39 + 39) / 2 = 39 Límite inferior (LI): [Q1 - 1,5 (Q3 - Q1)] LI = 24,5 – 1,5(39 – 24,5) = 2,72 Límite superior (LS): [Q3 + 1,5 (Q3 - Q1)] LS = 39 + 1,5(39 – 24,5) = 60,75 Como no hay en la población datos menores al LI ni mayores al LS, no hay valores atípicos. DIBUJAR LA CAJA Y LOS BIGOTES El bigote de la izquierda representa al colectivo de edades (Xmín, Q1) La primera parte de la caja a (Q1, Q2), La segunda parte de la caja a (Q2, Q3) El bigote de la derecha viene dado por (Q3, Xmáx). INFORMACIÓN DEL DIAGRAMA Podemos obtener abundante información de una distribución a partir de estas representaciones. Veamos alguna: La parte izquierda de la caja es mayor que la de la derecha; ello quiere decir que las edades comprendidas entre el 25% y el 50% de la población está más dispersa que entre el 50% y el 75%. El bigote de la izquierda (Xmím, Q1) es más corto que el de la derecha; por ello el 25% de los más jóvenes están más concentrados que el 25% de los mayores. El rango intercuartílico = Q3 - Q1 = 14,5; es decir, el 50% de la población está comprendido en 14,5 años. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 21 TALLER # DIEZ INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMAS DE CAJA TIEMPO PREVISTO:(Semana diez del__al__de______________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: COLOCANDO NÚMEROS Coloco un número en cada cuadro, teniendo en cuenta que: 2, 5, 6, están en la horizontal superior. 4, 7, 8, están en la horizontal inferior. 2, 3, 4, 6, 7, 9, no están en la vertical izquierda. 1, 2, 4, 5, 8, 9, no están en la vertical derecha. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo realice y aplique el flujograma para elaborar los diagramas de caja. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. FASE COGNITIVA: Proceso para elaborar diagramas de caja Ordenar los datos de la muestra Obtener el valor mínimo, el máximo, y los tres cuartiles Dibujar un rectángulo (de anchura arbitraria) cuyos extremos son Q1 y Q3 e indicar en su interior la posición de la mediana. Q2, mediante una línea vertical. Calcular el rango intercuartílico del conjunto de datos: Q = Q3 - Q1 Determinar los límites admisibles superior e inferior LI = Q1 - 1,5 (Q3 – Q1) LS = Q3 + 1,5 (Q3 – Q1) A 22 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali A NO ¿Hay valores fuera de los límites? SI LEI = Q1 - 3 (Q3 – Q1) Determinar los límites extremos superior e inferior LES = Q3 + 3 (Q3 – Q1) Determinar los valores atípicos Dibujar una línea horizontal desde cada extremo del rectángulo central hasta el valor más alejado no atípico, es decir, que está dentro del intervalo (LI, LS). Identificar todos los datos que están fuera del intervalo (LI-LS), marcándolos como atípicos. Diagramas de caja elaborado FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN Para cada uno de los siguientes casos elaboro el diagrama de caja - bigotes. El tratamiento de los niños con desórdenes de la conducta puede ser complejo. El tratamiento se puede proveer en una variedad de escenarios dependiendo de la severidad de los comportamientos. Además del reto que ofrece el tratamiento, se encuentran la falta de cooperación del niño/niña y el miedo y la falta de confianza de los adultos. Para poder diseñar un plan integral de tratamiento, el siquiatra de niños y adolescentes puede utilizar la información del niño, la familia, los profesores y de otros especialistas médicos para entender las causas del desorden. Para ello, un siquiatra local ha considerado una muestra aleatoria de 20 niños, anotando el tiempo necesario que requiere en cada niño para lograr un plan integral del tratamiento, obteniéndose lo siguiente (en horas): 7 9 8 10 8 8 9 10 9 9 10 6 7 9 9 9 8 10 11 10 Construyo el diagrama de caja para un conjunto de datos que tiene: valor mínimo 10, valor máximo 55, Q1 = 28, Q2=32, Q3 = 38. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 23 TALLER # ONCE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMAS DE CAJA TIEMPO PREVISTO:(Semana once del__al__de______________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: Pitágoras fue un filósofo y matemático griego del Siglo VI a.C. nacido en la isla de Samos. Fundó su primera escuela en Samos. Para escapar de la tiranía de Polícrates emigró a Crotona en el sur de Italia, donde fundó su segunda escuela. Tras ser expulsados de Crotona, los pitagóricos se exiliaron a Tarento, donde fundaron su tercera escuela. La comunidad pitagórica estaba rodeada de misterio. Los discípulos debían esperar varios años antes de ser presentados al maestro que permanecía oculto detrás de una cortina y tenían que guardar estricto secreto de las enseñanzas recibidas. Las doctrinas pitagóricas representaban un estilo de vida, inspirado en un ideal ascético y basado en la comunidad de bienes. Su objetivo era la purificación de sus miembros por medio de la sabiduría. Afirmaban que la estructura del universo era aritmética y geométrica, por lo que las matemáticas y la música constituían disciplinas fundamentales para comprender la armonía del universo. Según la tradición, Pitágoras fue el primero en emplear la palabra «filosofía» en su sentido literal de «amor a la sabiduría». Cuenta la leyenda que cuando le preguntaban a Pitágoras por la cantidad de alumnos que asistía a su Escuela, contestaba: «La mitad estudia sólo matemáticas, la cuarta parte sólo se interesa por la música, una séptima parte asiste, pero no participa y además vienen tres mujeres». ¿Cuántos discípulos tenía Pitágoras? 1/2 a + 1/4 a + 1/7 a + 3 = a a(25/28) – a = -3 Tenía 28 alumnos a(1/2 + 1/4 + 1/7) + 3 = a a(14/28 + 7/28 + 4/28) - a= -3 a(1 - 25/28) = 3 a · 3/28 = 3 a = 3 · 28/3 = 28 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo realice e interprete diagramas de caja.. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. FASE COGNITIVA: ¿Cómo se interpreta? Tenga en cuenta las siguientes consideraciones a la hora de interpretar el Diagrama: -Mientras más larga la caja y los bigotes, más dispersa es la distribución de datos. -La distancia entre las cinco medidas descritas en el Diagrama (sin incluir la media aritmética) puede variar, sin embargo, recuerde que la cantidad de elementos entre una y otra es aproximadamente la misma. Entre el límite inferior y Q1 hay igual cantidad de opiniones que de Q1 a la mediana, de ésta a Q3 y de Q3 al límite superior. Se considera aproximado porque pudiera haber valores atípicos, en cuyo caso la cantidad de elementos se ve levemente modificada. -La línea que representa la mediana indica la simetría. Si está relativamente en el centro de la caja la distribución es simétrica. Si por el contrario se acerca al primer o tercer cuartil, la distribución pudiera ser sesgada a la derecha (asimétrica positiva) o sesgada a la izquierda (asimétrica negativa respectivamente. Esto suele suceder cuando las opiniones de los estudiantes tienden a concentrase más hacia un punto de la escala. 24 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali -La mediana puede inclusive coincidir con los cuartiles o con los límites de los bigotes. Esto sucede cuando se concentran muchos datos en un mismo punto, en este caso, cuando muchos estudiantes opinan igual en determinada pregunta. Pudiera ser este un caso particular de una distribución sesgada o el caso de una distribución muy homogénea. -Las opiniones emitidas como No aplica (N/A) cuando en realidad sí aplica o las opiniones nulas (cuando el estudiante no opina en una pregunta), no son tomadas en cuenta para elaborar el Diagrama de esa pregunta. Por esta razón encontrará que en ocasiones no hay igual número de opiniones para todas las preguntas. -Debe estar atento al número de estudiantes que opina en cada pregunta. Lo que pareciera ser dispersión en los resultados, en ocasiones podría deberse a un tamaño de muestra muy pequeño: pocos estudiantes opinaron. Debe ser cauteloso a la hora de interpretar. En estos casos se sugiere remitirse al reporte numérico. -En términos comparativos, procure identificar aquellas preguntas cuyos Diagrama parecen diferir del resto. Pudiera con esto encontrar fortalezas o debilidades en su actuación según la opinión de los estudiantes. FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN Realizo el diagrama de caja y bigotes para cada una de las siguientes situaciones: 1. La siguiente tabla muestra el resultado de una encuesta realizada en los hogares de la Ciudad de Cali respecto al "numero de cuartos" en una casa habitación. NÚMERO DE CUARTOS POR HOGAR FRECUENCIA 1 154 2 235 3 184 4 97 5 53 2. Datos: 105, 97, 245, 163, 207, 134, 218, 199, 160, 196, 221, 154, 228, 131, 180, 178, 157, 151, 175, 201, 183, 153, 174, 154, 190. 3. La concentración de sólidos suspendidos en agua de un río es una característica ambiental importante. Un artículo científico reportó sobre la concentración (en partes por millón, o ppm) para varios ríos diferentes. Supongamos que se obtuvieron las siguientes 50 observaciones para un río en particular: 55.8, 60.9, 37.0, 91.3, 65.8, 42.3, 33.8, 60.6, 76.0, 69.0, 45.9, 39.1, 35.5, 56.0, 44.6, 71.7, 61.2, 61.5, 47.2, 74.5, 83.2, 40.0, 31.7, 36.7, 62.3, 47.3, 94.6, 56.3, 30.0, 68.2, 75.3, 71.4, 65.2, 52.6, 58.2, 48.0, 61.8, 78.8, 39.8, 65.0, 60.7, 77.1, 59.1, 49.5, 69.3, 69.8, 64.9, 27.1, 87.1, 66.3. 4. Ahora con dos poblaciones: Edades en población uno. 39 38 29 27 30 29 26 19 48 40 Edades en población dos. 39 25 24 34 26 41 33 45 39 20 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 25 TALLER # DOCE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMAS DE CAJA TIEMPO PREVISTO:(Semana doce del__al__de______________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: SIN TIEMPO PARA LA ESCUELA. Pero no tengo tiempo para la escuela, explicaba Eddie al rector. “Duermo ocho horas diarias que, sumadas, dan 122 días por año, suponiendo que cada día es de 24 horas. No hay clases los sábados ni los domingos, que suman 104 días por año. Tenemos 60 días de vacaciones de verano. Necesito tres horas diarias para comer. Esto es más de 45 días al año. Y necesito al menos dos horas diarias de recreación que suman más de 30 días al año". Eddie escribió estas cifras mientras hablaba, después sumó todos los días. La suma daba 361. Ya ve, continuó Eddie; eso me deja tan sólo cuatro días para estar enfermo y en cama, y ni siquiera he tomado en cuenta los feriados que tenemos cada año. El preceptor se rascó la cabeza. Algo no anda bien aquí, murmuró. Pero por más que se esforzó, no pudo encontrar nada equivocado en las cifras de Eddie. ¿Puedes explicar dónde está el error? La trampa de las cifras de Eddie es que las categorías de tiempo se superponen de modo que los mismos períodos de tiempo se cuentan más de una vez. Para dar un ejemplo, durante su período de vacaciones de 60 días también comió y durmió. El tiempo de comer y dormir se cuenta en el periodo de vacaciones y también aparte, en el tiempo insumido para comer y dormir durante todo el año. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo calcule medidas estadísticas e interprete diagramas de caja. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Interpreto información estadística de revistas y periódicos y argumento la importancia de la estadística en el análisis de situaciones de la vida real. FASE COGNITIVA: Un problema estadístico contiene básicamente: los datos conocidos (que son siempre explícitos), el contexto (condiciones en la que se presenta la situación) y la pregunta (que es generada por la situación problémica). Que son siempre explícitos DATOS CONOCIDOS Básicamente PROBLEMA ESTDISTICO Condiciones en la que se presenta la situación CONTENER CONTEXTO Generada por la situación problémica PREGUNTA 26 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN Para cada caso calculo las medidas de dispersión, calculo los cuartiles, tres deciles y tres percentiles, realizo la gráfica de cajas; también debo explicar cada dato encontrado y la gráfica realizada. 1. Un policía de una ciudad, usando radar, verificó la velocidad de los automóviles que circulaban por una calle de la ciudad: 27, 23, 22, 38, 43, 24, 25, 23, 22, 52, 31, 30, 29, 28, 27, 25, 29, 28, 26, 33, 25, 27, 25, 21, 23, 24, 18, 23. 2. Concentraciones de alcohol en la sangre de 15 conductores implicados en accidentes mortales y luego condenados a prisión (basados en datos del departamento de Justicia de Estados Unidos). 0.27, 0.17, 0.17, 0.16, 0.13, 0.24, 0.29, 0.24, 0.14, 0.16, 0.12, 0.16, 0.21, 0.17, 0.18 3. Los siguientes son los números de los minutos durante los cuales una persona debió esperar el autobús hacia su trabajo en 15 días laborales: 10, 1, 13, 9, 5, 2, 10, 3, 8, 6, 17, 2, 10 y 15. 4. Dos investigadores (A y B) determinan la viscosidad de una sustancia orgánica líquida por el mismo método. Los resultados obtenidos (en unidades relativas) son: A B 15.1 14.9 15.3 14.8 15.8 15.9 15.3 15.0 14.5 15.3 15.4 17.3 15.1 15.5 15.4 15.7 15.2 15.4 15.4 15.5 15.7 14.7 15.6 15.2 15.1 15.6 14.9 14.9 15.2 15.8 5. Los siguientes datos representan el número de tomates rechazados por día en un mercado mayorista. Los datos corresponden a 50 días seleccionados aleatoriamente: 29, 12, 83, 95, 28, 58, 73, 23, 63, 91, 80, 54, 71, 86, 87, 35, 91, 63, 42, 15, 30, 45, 47, 22, 67, 23, 28, 87, 44, 10, 88, 61, 36, 88, 45, 49, 61, 8, 27, 67, 35, 45, 94, 20, 26, 97, 84, 26, 33, 19. 6. Se hace un estudio para evaluar una nueva marca de marcapasos. El estudio se hizo en 20 pacientes que recibieron el nuevo marcapasos. Se registra el tiempo, en meses, al primer problema eléctrico del marcapasos. 22, 14, 6, 21, 24, 12, 18, 16, 28, 18, 16, 24, 26, 28, 13, 16, 23, 20, 3, 22 7. Se ha recopilado la siguiente información proporcionada por un Odontólogo, que describe la cantidad de piezas dentales que fueron extraídas en los últimos 20 meses: 19, 23, 32, 19, 32, 17, 25, 18, 27, 30, 27, 29, 28, 25, 20, 22, 47, 23, 35, 23. 8. Calor de fusión del hielo. Dos métodos, A y B, fueron utilizados para determinar la cantidad de calor necesaria para llevar el hielo de – 72ºC a 0ºC (en calorías por gramo de masa). Para simplificar, se ha restado 79 de todos los valores. A: 0.98, 1.04, 1.02, 1.04, 1.03, 1.03, 1.04, 0.97, 1.05, 1.03, 1.02, 1.00, 1.02 B: 1.02, 0.94, 0.98, 0.97, 0.97, 1.03, 0.95, 0.97, 9. Los datos siguientes son determinaciones del paralaje del sol –es decir, del ángulo bajo el cual se vería la Tierra desde el sol en segundos de arco. 8.65, 8.35, 8.71, 8.31, 8.36, 8.58, 7.80, 7.71, 8.30, 9.71, 8.50, 8.28, 9.87, 8.86, 5.76, 8.44, 8.23. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 27 Arquidiócesis de Cali FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS Año lectivo: ___________ ÁREA: ESTADÍSTICA GRADO: UNDÉCIMO PERÍODO: DOS EL MUNDO DE LA PROBABILIDAD 28 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali PRESENTACIÓN COLEGIO: DOCENTE: GRADO: UNDÉCIMO ÁREA: ESTADÍSTICA TIEMPO PREVISTO: 12 Se HORAS: 24 Horas PROPÓSITOS DE PERÍODO: AFECTIVO: Que descubramos la importancia en la aplicación de la probabilidad en la solución de problemas de la vida cotidiana a través del análisis de experimentos aleatorios. COGNITIVO: Que comprehendamos el proceso para interpretar, solucionar y plantear situaciones problema del cálculo de probabilidades y tengamos claridad cognitiva sobre cada una de las habilidades propuestas. EXPRESIVO: Que resolvamos y planteemos problemas del cálculo de probabilidad simple y compuesta demostrando nuestros avances en el desarrollo del pensamiento aleatorio. EVALUACIÓN: INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. Diseño modelos de probabilidad adecuados a situaciones en donde está presente el azar. ENSEÑANZAS: COMPETENCIAS Razonamiento Resolución y planteamiento de problemas Comunicación Modelación Elaboración, comparación y ejercitación de procedimientos HABILIDADES Comprehender Resolver problemas Formular problemas Analizar Inferir EJES TEMÁTICOS: Probabilidad condicional e independencia de eventos (empleando la teoría de conjuntos). Problemas empleando cálculo de probabilidades DIDÁCTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: Proposicional y conceptual Anticonstructivista, Constructivista, Explicativa y Comprehensiva. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 29 TALLER # TRECE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: ESPACIOS MUESTRALES Y EVENTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana trece del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: APOSTANDO Nacho y Sandi juegan apuestas parejas tirando un par de dados, Nacho gana si caen pares y Sandi si caen nones, ¿Cuál de ellos lleva ventaja? EL INTERÉS ¿Qué tanto por ciento anual cobraron por un préstamo de $800.000 si se pagaron $640.000 de intereses en 4 años? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con la estimación del espacio muestral de un experimento. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: ESPACIO MUESTRALES Según el concepto de probabilidad, el espacio muestral, que se simboliza S y se conforma por el conjunto de todos los posibles resultados que se pueden obtener al realizar un experimento, pertenece a los experimentos aleatorios. Que se simboliza con S S y se conforma por el conjunto de todos los posibles resultados que se pueden obtener al realizar un experimento Pertenecer EXPERIMENTOS ALEATORIOS ESPACIO MUESTRAL Según el concepto de probabilidad. En un experimento aleatorio, el espacio muestral es el conjunto de todos los posibles resultados que se pueden obtener en un experimento, mientras que las técnicas de conteo permiten determinar el número de elementos del espacio muestral. Es el conjunto de todos los posibles resultados que se obtiene de un experimento. ESPACIO MUESTRAL Permite determinar el número de elementos del espacio muestral. DIFERIR TÉCNICAS DE CONTEO En un experimento aleatorio. 30 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali Según el número de elementos, el espacio muestral está conformado por: eventos simples, compuestos, imposibles y seguros. EVENTOS SIMPLES EVENTOS COMPUESTOS ESPACIO MUESTRAL EVENTOS IMPOSIBLE EVENTOS SEGUROS FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN. Para cada uno de los casos siguientes determino cual es el experimento, su espacio muestral y sus eventos. 1. Se registran todos los resultados de lanzar una moneda al aire. Experimento: lanzar una moneda Eventos: cara, sello Espacio muestral: S = {c, s} 2. Se registran todos los resultados de lanzar una moneda al aire por 3 veces Experimento: lanzar tres monedas Eventos: cara cara cara, cara cara sello, cara sello cara sello cara cara, cara sello sello, sello cara sello sello-sello cara, sello sello sello Espacio muestral: S = {ccc, ccs, csc, scc, css, scs, ssc, sss} 3. Extraer una carta de una baraja de 52 cartas. (POKER) Experimento: Extraer una carta Eventos: 1 de corazón 2 de corazón … K de corazón 1 de diamante 2 de diamante… K de diamante 1 de trébol 2 de trébol… K de trébol 1 de pica 2 de pica… K de pica Espacio muestral: S = {1 1 …K Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística K } Colegios Arquidiocesanos de Cali 31 4. Se registran todos los resultados de lanzar un dado. Experimento: lanzar un dado Eventos: caras 1, 2, 3, 4, 5, 6 Espacio muestral: S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} 5. En una urna se tienen una bola blanca, otra roja, otra verde y otra negra. Si se desea sacar 2 bolas de una urna, devolviendo la primera antes de extraer la segunda Experimento: Extraer dos bolas de una urna Eventos: bola blanca, bola roja, bola verde bola negra Espacio muestral: S = {BB, BR, BV, BN, RB, RR, RV, RN, VB, VR, VV, VN, NB, NR, NV, NN} En una empresa de lácteos hacen control de calidad al llenado de bolsas de leche de 1000 cc de volumen. Cada 20 minutos se verifica el volumen de llenado de la máquina. La evaluación continúa hasta encontrar una bolsa que no cumple las especificaciones. Sea s el hecho de que la bolsa de leche cumple con las especificaciones de volumen, y n las que no cumple con ellas. ¿Cuál es el espacio muestral de este experimento? El espacio muestral se representa como una secuencia de las letras s y n. Dado que el experimento termina cuando una bolsa de leche no cumple con las especificaciones de volumen, el espacio muestral estará formado por una secuencia de s seguida por una n. S = {n, sn, ssn, sssn, ssssn, sssssn,...}. 32 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # CATORCE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: CLASIFICO EVENTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana catorce del___al___de___________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ¿El señor Gómez y sus dos hijos, deben cruzar un río en una barca que sólo puede llevar una carga de ochenta kilos. Si el señor pesa 70 Kg. y cada uno de sus hijos pesa cuarenta Kg. ¿De qué modo podrán pasar al otro lado del río? A Rosita le encantan los dulces. Hoy fue a la dulcería y pidió: Dos docenas de caramelos de los siguientes sabores: “Quiero que me dé dos caramelos más de limón que de fresa; uno menos de piña que de limón, y cinco veces más de naranja que de piña”. ¿Cuántos caramelos de cada sabor compró Rosita? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo clasifique cada uno de los eventos de un experimento aleatorio. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: EVENTOS Un evento es cada uno de los resultados posibles de una experiencia aleatoria. Al lanzar una moneda salga cara. Al lanzar una moneda se obtenga sello. Evento elemental Evento elemental es cada uno de los elementos que forman parte del espacio muestral. Por ejemplo al tirar un dado un evento elemental es sacar 5. Evento compuesto Evento compuesto es cualquier subconjunto del espacio muestral. Por ejemplo al tirar un dado un evento sería que saliera par, otro, obtener múltiplo de 3. Evento seguro Evento seguro, E, está formado por todos los posibles resultados (es decir, por el espacio muestral). Por ejemplo al tirar un dado un dado obtener una puntuación que sea menor que 7. Evento imposible Evento imposible, Φ es el que no tiene ningún elemento. Por ejemplo al tirar un dado obtener una puntuación igual a 7. Eventos compatibles Dos eventos, A y B, son compatibles cuando tienen algún evento elemental común. Si A es sacar puntuación par al tirar un dado y B es obtener múltiplo de 3, A y B son compatibles porque el 6 es un evento elemental común. Eventos incompatibles Dos eventos, A y B, son incompatibles cuando no tienen ningún elemento en común. Si A es sacar puntuación par al tirar un dado y B es obtener múltiplo de 5, A y B son incompatibles. Eventos independientes Dos eventos, A y B, son independientes cuando la probabilidad de que suceda A no se ve afectada porque haya sucedido o no B. Al lazar dos dados los resultados son independientes. Eventos dependientes Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 33 Dos eventos, A y B, son dependientes cuando la probabilidad de que suceda A se ve afectada porque haya sucedido o no B. Extraer dos cartas de una baraja, sin reposición, son eventos dependientes. Evento contrario El evento contrario a A es otro evento que se realiza cuando no se realiza A, Se denota por AC. Son eventos contrarios sacar par e impar al lanzar un dado. FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN: El experimento consiste en lanzar 2 dados al mismo tiempo y anotar la suma de los puntos obtenidos. ¿Cuál será su espacio muestral? De este experimento podemos tener el evento A, de que el puntaje sea un número primo. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? También podemos tener el evento B, de que el puntaje sea un número par. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? Otro evento, C podría ser que el puntaje sea un número impar. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? 1. ¿Cuál sería el evento D si D =(A B)? a) D = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} b) D = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} c) D = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} d) D = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12} 2. ¿Cuál sería el evento E si E =(A a) E = {0, 2} b) E = {0} c) E = {2} d) E = {0, 1} B)? 3. ¿Cuál sería el evento F si F =(A a) F = {2, 3, 5, 7, 9, 11} b) F = {0, 2, 3, 5, 7, 9, 11} c) F = {1, 2, 3, 5, 7, 9, 11} d) F = {2, 3, 5, 7, 9, 11,12} C)? 4. ¿Cuál sería el evento G si G =(A a) G = {2, 9} b) G = {2, 3, 5, 9, 11} c) G = {2, 5, 7, 9, 11} d) G = {3, 5, 7, 11} C? Describo un evento elemental. Describo un evento seguro. Describo un evento imposible. Describo dos eventos compatibles. Describo dos eventos incompatibles. 34 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # QUINCE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD TIEMPO PREVISTO: (Semana quince del___al___de___________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: DESCUBRE EL MENSAJE: Realizo la operación matemática, reemplazo la letra correspondiente a cada código numérico y descubriré el mensaje oculto. 1=A 2=B 3=C 4=D 5=E 6=F 7=G 8=H 9=I 10=J 11=K 12=L 13=M 14=N 15=O 16=P 17=Q 18=R 19=S 20=T 21=U 22=V 23=W 24=X 25=Y 26=Z 7-2 12 15+2 21 9/3 6-5 3*3 15 14 1*1 12 3*3 19 5 6*3 5 4+0 5 15 19 10+3 7*3 5+4 6*2 4*2 19 1 5 2*2 5 3+1 5 19 20 18 6*3 1 1 3/3 10*2 4 10+3 15 6+3 9 19 5 19 6*3 20 3*3 7*2 20 25/5 3 1 5/5 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, situaciones aleatorias y de probabilidad en eventos cotidianos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: PROBABILIDAD. La probabilidad es la medición de la posibilidad de que ocurra un evento en el futuro con valores entre 0 y 1, tiene sus principios en la aleatoriedad, que se asocia a todo proceso cuyo resultado no es previsible más que en razón de la intervención del azar. Medición de la posibilidad de que ocurra un evento en el futuro con valores entre 0 y 1. Se asocia a todo proceso cuyo resultado no es previsible más que en razón de la intervención del azar. PERTENECER PROBABILIDAD ALEATORIEDAD La probabilidad, que se encarga de medir la posibilidad de que ocurra un evento en el futuro con valores entre 0 y 1, difiere con la estadística, ya que ésta se ocupa de reunir, organizar y analizar datos numéricos. Se ocupa de reunir, organizar y analizar datos numéricos ESTADISTICA Se encarga de medir la posibilidad de que ocurra un evento en el futuro con valores entre 0 y 1 DIFERIR Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística PROBABILIDAD Colegios Arquidiocesanos de Cali 35 FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN. Definición (Frecuentista) Si un experimento es repetido n veces bajo las mismas condiciones, y el evento A ocurre m veces, entonces la probabilidad que “el evento A ocurra”, denotada por P(A) es Si A=”Sale 1 en el lanzamiento de un dado correcto” entonces Experimento: Eventos: Espacio muestral: Probabilidad: . lanzar dos monedas cara cara, cara sello, sello cara, sello,sello S = (cc, cs, sc, ss} 1/4 1/4 1/4 1/4 EJERCITACIÓN: De los ejercicios del taller 14 calculo la probabilidad de los eventos D, E, F, G. En una urna se tienen 9 bolitas de diferentes colores: 4 blancas, 3 grises y 2 negras. Si se selecciona de la urna una bolita, sean: B: Evento para el cual la bolita seleccionada es blanca. G: Evento para el cual la bolita seleccionada es gris. N: Evento para el cual la bolita seleccionada es negra. Determino la probabilidad de ocurrencia de cada evento. Las siguientes son las características de las orquídeas de un vivero: TAMAÑO DE PÉTALO Grande Pequeño Lila 40 4 COLOR Blanca 2 3 1. Sea el evento A: la orquídea es de pétalo grande. Calculo P(A) 2. Sea el evento B: la orquídea es de color lila. Calculo P(B) 3. Sea el evento C: la orquídea es de pétalo grande y al mismo tiempo de color lila. Calculo P(C) 4. Sea el evento D: la orquídea es de pétalo grande o de color lila. Calculo P(D) 5. Sea el evento E: la orquídea es de pétalo mediano. Calculo P(E) En una determinada población, el 70% son aficionados al fútbol, el 60% al tenis y el 65% al baloncesto. El 45% lo son al fútbol y al tenis, el 40% al tenis y al baloncesto y el 50% al futbol y al baloncesto, mientras que el 30% lo son a los tres deportes. 6. ¿Cuál es la probabilidad de que un individuo escogido al azar sea aficionado sólo al futbol? a) 0.05 b) 0.15 c) 0.3 d) 0.5 8. ¿Cuál es la probabilidad de que un individuo escogido al azar sea aficionado sólo al baloncesto? a. 0.5 b. 0.3 c. 0.15 d. 0.05 7. ¿Cuál es la probabilidad de que un individuo escogido al azar sea aficionado sólo al tenis? a) 0.3 b) 0.5 c) 0.05 d) 0.15 9. ¿Cuál es la probabilidad de que un individuo escogido al azar no sea aficionado a ninguno de los tres deportes? a) 0.1 b) 0.15 c) 0.03 d) 0.05 36 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # DIECISÉIS INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: AXIOMAS DE PROBABILIDAD TIEMPO PREVISTO: (Semana dieciséis del___al___de___________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: LA ESTADÍSTICA En Colombia, el número de mujeres es el 20% más que el número de hombres. Si el número de mujeres es de 18.000.000 ¿Cuántos hombres hay? APOSTANDO Nacho y Sandi juegan apuestas parejas tirando un par de dados, Nacho gana si caen pares y Sandi si caen nones, ¿Cuál de ellos lleva ventaja? Aunque son solo cinco números nones (3, 5, 7, 9 y 11) contra 6 números pares (2, 4, 6, 8, 10 y 12) de la suma de 36 posibles parejas de números, 18 son pares y 18 nones. Por lo que la posibilidad de ganar es 50% para cada jugador. Nadie lleva ventaja. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, situaciones aleatorias y de probabilidad en eventos cotidianos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: AXIOMAS DE PROBABILIDAD Conocida ahora la probabilidad de un evento, se pueden reunir ciertas características conocidas como axiomas de probabilidad que satisfacen la probabilidad de cualquier experimento aleatorio. Estos axiomas no determinan las probabilidades, lo que hacen es facilitar el cálculo de las probabilidades de algunos eventos a partir del conocimiento de las probabilidades de otros. Entendiendo la probabilidad de cualquier evento como un número entre 0 y 1, ella satisface las siguientes propiedades: Si S es el espacio muestral y A es cualquier evento del experimento aleatorio, entonces: 1. P(S) = 1 2. 0 ≤ P(A) ≤ 1 Estos axiomas implican los siguientes resultados. La probabilidad de un evento imposible es 0 ó P(Ø)=0. La probabilidad de que un evento ocurra con certeza es 1. Para cualquier evento A, P(A´) = 1 - P(A). Si el evento A1 está contenido en el evento A2, entonces: P(A1) ≤ P(A2 ) La probabilidad de un evento compuesto, generado al aplicar las operaciones básicas de los conjuntos a los eventos individuales que lo componen (unión, intersección y complemento de eventos), se puede obtener a partir de las probabilidades de los eventos individuales. En estos casos, las operaciones básicas de los conjuntos también son útiles para determinar la probabilidad de un evento compuesto Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 37 FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN. Las preguntas de la 1 a la 5 se responden con la siguiente información: Una urna tiene ocho bolas rojas, cinco amarillas y siete verdes. Si se extrae una bola al azar calculo la probabilidad de: 1. Qué sea roja. a. 0.4 b. 0.35 c. 0.25 d. 0.75 2. Qué sea verde. a. 0.4 b. 0.35 c. 0.25 d. 0.75 3. Qué sea amarilla. a. 0.4 b. 0.35 c. 0.6 d. 0.25 4. Qué no sea roja. a. 0.4 b. 0.35 c. 0.25 d. 0.6 5. Qué no sea amarilla. a. 0.4 b. 0.35 c. 0.25 d. 0.75 Las preguntas de la 6 a la 7 se responden con la siguiente información: Sean A y B dos sucesos aleatorios con: 6. Hallo la probabilidad de (A´) a. b. c. d. 7. Hallo la probabilidad de (B´) a. b. c. d. 38 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # DIECISIETE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: OPERACIONES CON EVENTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana diecisiete del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: En la siguiente sopa de letras después de encontrar las palabras de la lista, quedará un mensaje muy importante para mí. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. PROBABILIDAD ESPACIO MUESTRAL EVENTO INCIERTO CIERTO CONJUNTO UNIÓN INTERSECCIÓN 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. COMPLEMENTO ESTADÍSTICA FRECUENCIA TABLA GRÁFICOS INFERIR DESCRIPTIVA PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con la estimación de eventos mediante operaciones entre ellos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: OPERACIONES CON SUCESOS O EVENTOS Ya que los eventos o sucesos son subconjuntos, entonces es posible usar las operaciones básicas de conjuntos, tales como uniones, intersecciones y complementos, para formar otros eventos de interés, denominados eventos o sucesos compuestos. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 39 Dados dos sucesos, A y B, se llaman: FASE EXPRESIVA: EJERCITACIÓN: RECUERDO EL TALLER CATORCE… PERO CON CONJUNTOS. El experimento consiste en lanzar 2 dados al mismo tiempo y anotar la suma de los puntos obtenidos. ¿Cuál será su espacio muestral? De este experimento podemos tener el evento A, de que el puntaje sea un número primo. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? También podemos tener el evento B, de que el puntaje sea un número par. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? Otro evento, C podría ser que el puntaje sea un número impar. ¿Cuál es el conjunto que representa este evento? ¿Cómo se clasifica? 1. ¿Cuál sería el evento D si D =(A B)? a) D = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} b) D = {0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} c) D = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12} d) D = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12} 2. ¿Cuál sería el evento E si E =(A B)? a) E = {0, 2} 40 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística b) E = {0} c) E = {2} d) E = {0, 1} 3. ¿Cuál sería el evento F si F =(A C)? a) F = {2, 3, 5, 7, 9, 11} b) F = {0, 2, 3, 5, 7, 9, 11} c) F = {1, 2, 3, 5, 7, 9, 11} d) F = {2, 3, 5, 7, 9, 11,12} 4. ¿Cuál sería el evento G si G =(A C)? Colegios Arquidiocesanos de Cali a) G = {2, 9} b) G = {2, 3, 5, 9, 11} c) G = {2, 5, 7, 9, 11} d) G = {3, 5, 7, 11} Las siguientes son las características de las orquídeas de un vivero: TAMAÑO DE PÉTALO Grande Pequeño Lila 20 2 COLOR Blanca 4 6 Sea el evento A: la orquídea es de pétalo grande. Y Sea el evento B: la orquídea es de color lila. 1. Sea el evento C= (A B). Calcule P(C) 2. Sea el evento D= (A B). Calcule P(D) 3. Sea el evento E: la orquídea es de pétalo rojo. Calcule P(E). Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 41 TALLER # DIECIOCHO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana dieciocho del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO: Elije tu paga Supongamos que tienes un nuevo empleo, y el jefe te ofrece elegir entre: US$4.000 por tu primer año de trabajo, y un aumento de US$800 por cada año subsiguiente. US$2.000 por los primeros seis meses y un aumento de US$200 cada seis meses subsiguientes. ¿Cuál oferta aceptarías y por qué? 3 5.600 5.800 6 8.000 8.200 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el calculo de probabilidad con operaciones de eventos EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: CLASIFICACIÓN SEGÚN LOS EVENTOS Según la característica del evento, las probabilidades se clasifican en simples, compuestas y condicionales. SIMPLE CLASIFICAR PROBABILIDAD COMPUESTA CONDICIONAL 1. U: espacio muestral o conjunto de todos los resultados posibles. 2. A B: al menos uno de los eventos A ó B ocurre. 3. A B: ambos eventos ocurren 4. Ac: el evento A no ocurre. PROPIEDADES 1) Si A B = Φ (A y B se excluyen mutuamente) entonces: P(A B) = P(A) + P(B) 2) P(A) + P(Ac) = 1 3) Si A B ≠ Φ entonces P(A B) = P(A) + P(B) - P(A B) 4) Si A y B son eventos independientes (la ocurrencia de A no influye en la ocurrencia de B), entonces P(A B) = P(A) • P(B) 5) Si A y B son eventos dependientes (la ocurrencia de A influye en la ocurrencia de B), entonces P(A B) = P(A) • P(B/A) P(B/A) es la probabilidad del evento B, sabiendo que ha ocurrido A. 42 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: En el experimento "lanzar un dado de seis caras" sean los eventos: A = sale par, B = sale primo. El evento "A ó B" = A B: "sale par o primo" se describe: A B = {2, 3, 4, 5, 6} El evento “A y B” = A describe: A C = {2} C: “sale par y primo” se El evento “no ocurre A´ = Ac: “no sale par” se describe: Ac = {1, 3, 5} Si U es un conjunto de n elementos y A un subconjunto de k elementos, entonces P(A) = k/n, concordando con la definición de las probabilidades. 1. P(A B) = P(A) + P(B). Se extrae una carta al azar de un mazo inglés normal de 52 cartas. Supongamos que definimos los eventos A: "sale 3" y B: "sale una figura" y se nos pregunta por la probabilidad de que ocurra A ó B. Como estos eventos no pueden ocurrir simultáneamente, o sea, son mutuamente excluyentes, A B = Φ y entonces P(A ó B) = P(A = 4/13. B) = P(A) + P(B) = P(sale 3) + P(sale figura) = 4/52 + 16/52 2. P(A) + P(Ac) = 1. En el mismo experimento anterior de sacar una carta, el evento A: "no sale rey" tiene como complemento al evento "sale rey", entonces resulta más simple calcular la probabilidad de A como 1 - P(Ac): P(no sale rey) = 1 - P(sale rey) = 1 - 4/52 = 12/13 3. P(A B) = P(A) + P(B) - P(A B). En el lanzamiento de un dado de seis caras, los eventos A: "sale par" y B: "sale primo" tienen intersección no vacía: A B = {2}, entonces la probabilidad del evento "sale par o primo" = A ó B es P(A o B) = P(A B) = P(A) + P(B) - P(A B) = 3/6 + 3/6 - 1/6 = 5/6 4. P(A B) = P(A)•P(B). Lanzamos un dado de seis caras dos veces. Los eventos: A: "sale par en el primer lanzamiento" y B: "sale un 3 en el segundo", son eventos independientes, entonces la probabilidad de que "salga par en el primero y un 3 en el segundo" es P(A y B) = P(A B) = P(A)•P(B) = (3/6)•(1/6) = 1/12 5. P(A B) = P(A)•P(B/A). ó P(B/A) = P(A B) / P(A) [P(B/A) es la probabilidad del evento B, sabiendo que ha ocurrido A]. En la extracción de una carta de un mazo inglés normal: ¿cuál es la probabilidad de que la carta extraída sea el as de corazones, sabiendo que la carta extraída es de corazones? Debemos calcular P(as/corazón). La probabilidad de "as y corazón" es 1/52. La probabilidad de corazón es 13/52. Luego, P(as/corazón) = P(as y corazón)/P(corazón) = (1/52)/(13/52) = 1/13. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 43 TALLER # DIECINUEVE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana diecinueve del__al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ANALIZO: Es un juego para dos jugadores. Se lanzan dos dados cúbicos y se calcula el producto de los números que aparecen. Si el resultado es par gana uno y si sale impar el otro. ¿Es justo el juego? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el calculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: PROBABILIDAD CONDICIONAL. Digamos que A es un subconjunto del espacio muestral S que favorece al evento E y B es el subconjunto de S que favorece a F. En el siguiente diagrama de Venn la probabilidad del evento E, desconociendo que el evento F ha ocurrido es Suponga que conocemos que el evento F ha ocurrido, entonces, para hallar la probabilidad del evento E representamos el espacio muestral como en la Figura. La probabilidad de E está dada por: Dividiendo el numerador y el denominador por n(S).Obtenemos 44 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: 1. Escribo cada probabilidad condicional como un cociente de probabilidades. a) La probabilidad de A dado B. b) La probabilidad de R dado Q a) b) 2. Dado que P(E y F) = 0.3 y P(F) = 0.6, encuentro P(E | F). 3. Dado que P(E) = 0.6, P(F) = 0.7, y P(E o F) = 0.8, calculo P(E | F). Para hallar P(E | F) necesito P(E y F). Para esto uso: P(E o F) = P(E) + P (F) – P(E y F) 0.8 = 0.6 + 0.7 – P(E y F) P(E y F) = 1.3 – 0.8 = 0.5 Ahora puedo calcular 4. Entre los 700 empleados de una corporación, el número de hombres y mujeres empleados que ganan menos de o más de 1.5 salarios mínimos, son los siguientes: < 1.5 SBM ≥ 1.5 SBM Total Mujeres 210 80 290 Hombres 105 305 410 Total 315 385 700 Si uno de los empelados de la corporación es seleccionado al azar, encuentro la probabilidad de que el empleado: a) Gana más o igual a 1.5 SBM, dado que es hombre. b) Gana menos de 1.5 SBM, dado que es mujer Dejo que H: el empleado es hombre, M: el empleado es mujer, G: el empleado gana más o igual a 1.5 SBM. L: el empleado gana menos de 1.5 SBM. a) La probabilidad de que un empleado gane 1.5 SBM o más, dado que es hombre es: b) La probabilidad de que un empleado gane menos de 1.5 SBM, dado que es mujer: Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 45 TALLER # VEINTE INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana veinte del____al____de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA. ACERTIJO. LAS PRIMAS Tengo 3 primas; la mayor se llama Ángela, la del medio Angelina y la menor Angélica. La suma de sus edades me da 30 años. Además, por ser primas, la edad de cada una de ellas es un número primo. Sabiendo que ninguna de ellas tiene más de 21 años, ¿cuál es la edad de cada una de mis primas? Angélica 2 años, Angelina 11 años y Ángela 17 años SACANDO CONCLUSIONES. Un estudio hizo ver que en cierta población europea se produjo un fuerte crecimiento de la población y un notable incremento del número de nidos de cigüeñas. ¿No es esto demostración de que son las cigüeñas quiénes traen a los niños al mundo? No. Refleja el hecho de que al aumentar el número de edificios las cigüeñas dispusieron de más sitios donde anidar. Las parejas recién casadas suelen irse a vivir a casas nuevas, donde no hay nidos de cigüeñas. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el cálculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo las propiedades de un modelo probabilístico para argumentar las variaciones y regularidades de las probabilidades de los eventos. FASE COGNITIVA: EVENTOS INDEPENDIENTES Dos eventos, A y B, son independientes cuando la probabilidad de que suceda A no se ve afectada porque haya sucedido o no B. Al lazar dos dados los resultados son independientes. Dos eventos E y F de un experimento son independientes si y sólo si: P(E|F) = P(E) ó P(F|E) = P(F) ó P(E y F) = P(E) · P(F) Comentarios: Para dos eventos mutuamente exclusivos E y F Para dos eventos independientes E y F P(E y F) = 0 P(E y F) = P(E) · P(F) De la definición de la independencia se puede concluir que dos eventos son independientes si: siendo A una condición para B, calcular la probabilidad de ocurrencia de B dado A, es igual a calcular la probabilidad del evento B. Es decir, el evento A no es una condición que afecta directamente la ocurrencia del evento B. En términos de probabilidades, para que A y B sean independientes, además de que se cumpla la definición, debe existir la probabilidad de ocurrencia de la intersección de los dos. 46 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: Se lanzan un par de dados de diferente color y se anota el resultado obtenido en cada uno de ellos. Sean dos eventos A: el resultado del primer dados es par y B: el resultado del segundo dado es menor que 3. Verifico si existe independencia entre los eventos A y B. El espacio muestral de este experimento es: (1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6) S = (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6) (5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6),(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6) Los eventos A y B están formados por: (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6), (4,1),(4,2),(4,3),(4,4), A= (4,5), (4,6), (6,1), (6,2), (6,3), (6,4), (6,5), (6,6) B = (1,1),(1,2), (2,1),(2,2), (3,1),(3,2), (4,1),(4,2), (5,1),(5,2), (6,1),(6,2) AyB= { (2,1),(2,2), (4,1),(4,2), (6,1),(6,2) } De lo anterior se puedo afirmar que: P(A) = 18/36; P(B) = 12/36 y P(A B) = 6/36 Al considerar las probabilidades condicionales tengo que: Entonces puedo afirmar que A y B son independientes. Nótese además que la intersección existe y, por tanto, tiene probabilidad de ocurrencia. EJERCITACIÓN. Tres hombres tiran a un blanco, A tiene 1/3 de posibilidades de acertar al blanco, B tiene 1/2 de posibilidades de acertar y C tiene 1/4 de posibilidades de pegar al blanco, si cada uno de ellos hace un solo disparo, determino la probabilidad de que: a) Sólo uno de ellos acierte al blanco. b) Si sólo uno de ellos acierta al blanco, ¿cuál es la probabilidad de que acierte A? c) Determine la probabilidad de que ninguno acierte al blanco. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 47 TALLER # VEINTIUNO INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD SIMPLE Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana veintiuno del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO Un pastor tiene que pasar un lobo, una cabra y una lechuga a la otra orilla de un río, dispone de una barca en la que solo caben él y una de las otras tres cosas. Si el lobo se queda solo con la cabra se la come, si la cabra se queda sola con la lechuga se la come, ¿cómo debe hacerlo? El pastor pasa primero la cabra, la deja en la otra orilla y regresa por el lobo, al cruzar deja al lobo y vuelve con la cabra, deja la cabra y cruza con la lechuga, deja la lechuga con el lobo y regresa a por la cabra. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el cálculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Diseño modelos de probabilidad adecuados a situaciones en donde está presente el azar. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: 1. ¿Cuál es la probabilidad de sacar cara al tirar una moneda no cargada? De acuerdo al razonamiento intuitivo, los resultados posibles son: E={ } Luego, si el suceso A consiste en sacar cara, constituye 1 entre 2 resultados posibles, y en consecuencia P(A) = 1/2. 2. ¿Cuál es la probabilidad de sacar dos caras al tirar dos monedas iguales? Los resultados posibles son: E={ , , } Entonces si A es "sacar dos caras", debo decir que sacar dos caras es 1 entre 3 resultados posibles, y entonces P(A) = 1/3. Pero ese resultado es incorrecto, ya que intuitivamente se (o debo saber) que el resultado correcto es 1/4, y que el error se debió a que tenía que haber usado el espacio muestral: E={ , , , } que tiene 4 resultados posibles en vez de 3. Luego digo correctamente que P(A) = 1/4. Pero. ¿Cuál es la razón por la cual el espacio muestral que escribimos al final es apropiado y el anterior no?¿Por qué la cantidad de resultados "correcta" es 4 y no 3, si según los que dijimos antes, ambas son formas perfectamente válidas de escribir el espacio muestral? 48 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali Y la respuesta es: porque los 4 resultados de la última expresión para E son equiprobables, mientras que los 3 de la expresión anterior no lo son. ¿Qué significa que los resultados de E sean equiprobables? Que tienen todos la misma probabilidad. 3. Se tiran dos dados no cargados. Indico la probabilidad de que: a) Salgan dos 3 b) Salgan dos 4 c) No salga ningún 5 d) Salga algún 5 e) No salga ningún 5 ni ningún 6 f) Salgan solamente números pares Solución El espacio muestral es el siguiente: E = { (1,1) , (1,2) , (1,3) , (1,4) , (1,5) , (1,6) , (2,1) , (2,2) , (2,3) , (2,4) , (2,5) , (2,6) , (3,1) , (3,2) , (3,3) , (3,4) , (3,5) , (3,6) , (4,1) , (4,2) , (4,3) , (4,4) , (4,5) , (4,6) , (5,1) , (5,2) , (5,3) , (5,4) , (5,5) , (5,6) , (6,1) , (6,2) , (6,3) , (6,4) , (6,5) , (6,6) } Uso este espacio muestral porque supongo que sus elementos son equiprobables. Si hubiese considerado los dos dados no-distinguibles, entonces el suceso (1,2) tendría 2 formas posibles de ocurrir, y como vi en el ejemplo de las monedas eso me condujo a un espacio muestral no-equiprobable. Quiero que el espacio muestral sea equiprobable para poder aplicar la definición de Laplace. Hay 36 formas posibles de tirar los dos dados. Luego contando los resultados incluidos en cada suceso cuya probabilidad se pide, obtengo: a) 1/36 b) 25/36 c) "salga algún 5" quiere decir "al menos un 5", es decir, 1 ó 2 cincos. En otras palabras, es el complemento del suceso a anterior. Su probabilidad es 11/36 d) 16/36 e) 6/36 4. Un colegio tiene 200 estudiantes que presentaran las pruebas SABER 11. En la inscripción deben elegir profundización, escogiendo 30 matemáticas, 80 biología, 40 química, 30 español y 20 sociales. Cuando presenta la prueba si selecciona un examen al azar; hallo la probabilidad que la profundización escogida sea: a) Biología b) Química c) Español d) Matemáticas e) Sociales Solución: El espacio muestral de este experimento son los 200 estudiantes que presentaran las pruebas Saber 11; y los elementos que componen cada evento son el número que escogió cada asignatura, por lo tanto las probabilidades vienen dadas por las siguientes razones: a) Biología 80/200 = 0.40 b) Química 40/200 = 0.20 c) Español 30/200 = 0.15 d) Matemáticas 30/200 = 0.15 e) Sociales 20/200 = 0.10 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 49 TALLER # VEINTIDÓS INSUMO O NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD COMPUESTA Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana veintidós del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO MERIENDA Andrés y Marcela estaban merendando... Los dos estaban tomando pasteles de frambuesa con té. Andrés tenía el triple de pasteles que Marcela, y Marcela no estaba conforme con esto. Andrés, a regañadientes, dio uno de sus pasteles a Marcela. "¡Eso no es suficiente!", gritó Marcela enfadada. "¡Todavía tienes el doble que yo!" ¿Cuántos pasteles más tiene que darle Andrés a Marcela para que cada uno tenga los mismos? Marcela empieza con 3 pasteles, y Andrés con 9. Andrés tiene el triple que Marcela. Andrés le da 1 pastel a Marcela, ahora tienen 4 y 8 respectivamente, es decir que Andrés tiene el doble que Marcela. Si le da 2 más, ambos tendrán la misma cantidad: 6 pasteles. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el cálculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Diseño modelos de probabilidad adecuados a situaciones en donde está presente el azar. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: 1. En una determinada población, el 60%de las personas son mujeres, el 35%de la gente tiene ojos claros y el 25%de la gente es rubia. El 20%de la población son mujeres de ojos claros. El 10%de la población son mujeres rubias. El 15%de la población son personas rubias y de ojos claros. El 5%de la población son mujeres rubias de ojos claros. Calculo las probabilidades de que al elegir una persona al azar, ésta: a) Sea mujer, sea rubia o tenga ojos claros (es decir, que tenga por lo menos una de esas 3 características. b) Tenga ojos oscuros. c) Sea un hombre no rubio y de ojos oscuros. d) Tenga cabello rubio o no tenga cabello rubio (alguna de las dos cosas). e) Tenga ojos claros y ojos oscuros (las dos cosas simultáneamente). f) La probabilidad de encontrar a una mujer rubia, ¿es menor, igual, o mayor, que la de encontrar a una mujer rubia de ojos claros? Solución Defino los sucesos: M: la persona es mujer R: la persona es rubia C: la persona tiene ojos claros Entonces los datos son: P(M) = 0.6 P(C) = 0.35 P(R) = 0.25 P(M C) = 0.2 P(M R) = 0.1 P(R C) = 0.15 P(M C R) = 0.05 50 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali a) Me piden P(M C R). se que: P(M C R) = P(M) + P(C) + P(R) - P(M C) - P(M R) – P(C R) + P(M C R) Y en este caso, todos los sumandos del lado derecho de la igualdad son dato. Entonces obtengo: P(M C R) = 0.6 + 0.35 + 0.25 - 0.2 - 0.1 - 0.15 + 0.05 = 0.8 b) El suceso "tener ojos oscuros" es la negación del suceso "tener ojos claros". Es decir, es el complemento de C. Se que P(A) + P(Ac) = 1, con lo cual: P(C) = 1 - P(Cc) = 1 0.35 = 0.65 c) Aquí el razonamiento es similar al del punto anterior. Si la persona elegida es hombre, no-rubio, y de ojos oscuros, no tiene ninguna de las 3 características M, C y R, y salió el complemento del conjunto M C R (lo de afuera de los tres globos del diagrama de Venn). Se que P(A) + P(Ac) = 1, con lo cual si llamo A = M C R entonces lo que estoy buscando es P(Ac), y como conozco P(A), hago P(Ac) = 1 P(A) = 1 - 0.8 = 0.2 d) Estoy buscando P(R Rc). Como los sucesos complementarios son disjuntos (porque necesariamente A Ac= Φ), se que: P(R Rc) = P(R) + P(Rc).= 1 Este resultado era evidente, porque sólo se puede ser rubio o no rubio. Sólo puede llover o no-llover. Por lo tanto la probabilidad de que suceda alguna de las dos cosas es necesariamente 1, porque siempre sucede alguna de las dos cosas. e) Me piden P(C Cc). C y su complemento no pueden ocurrir al mismo tiempo, porque una persona no puede tener ojos claros y ojos no-claros simultáneamente (supongamos que las personas tienen los dos ojos del mismo color). Entonces como las dos cosas no pueden ocurrir al mismo tiempo, la probabilidad de su intersección es necesariamente cero. f) Las mujeres rubias pueden tener ojos claros u ojos oscuros. Siempre que una mujer sea rubia y de ojos claros, será necesariamente mujer rubia, pero no al revés, porque el hecho de que una mujer sea rubia no garantiza que además tenga ojos claros. Entonces la probabilidad de encontrar una mujer rubia que además tenga ojos claros es menor que la probabilidad de simplemente encontrar a una mujer rubia. Miro desde el diagrama de Venn: (M R C) (M R) => P(M R C) < P(M R) (uso < y no ≤ porque ≤ es para el caso particular en el cual un conjunto está incluido en otro porque ambos conjuntos son iguales (recordemos que A = B => A B y B A) Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 51 TALLER # VEINTITRÉS NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD CONDICIONAL Y CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana veintitrés del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: HOMBRES FEOS, TONTOS Y MALOS Según una curiosa estadística, esta nos dice que el 70% de los hombres son feos, el 70% de los hombres son tontos y que el 70 % de los hombres son malos. Entonces, sobre cien hombres, ¿Cuántos de ellos serán a la vez feos, tontos y malos? Pues no se sabe de forma exacta: entre 10 y 70. Sabemos que, de los 100 hombres, puede ser que el 30% no sean feos, otro 30% no sean tontos y que otro 30% diferente a los anteriores no sean malos. Por lo que tenemos un mínimo del 10% de hombres que van a cumplir las 3 cualidades. El máximo obviamente es que el 70% de los hombres cumplan las 3 cualidades. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el cálculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Diseño modelos de probabilidad adecuados a situaciones en donde está presente el azar. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: 1. El 95% de los gatos de 3 colores son hembras. El 40% de los gatos son hembras. Al tomar un gato al azar, ¿cuál es la probabilidad de que sea una hembra de 3 colores? Si el suceso A es que el gato elegido sea de 3 colores y el suceso B es que sea hembra, estamos buscando P(A B). Me dieron de dato: P(A/B) = 0.95 P(B) = 0.4 Usando probabilidad condicional calculo: P(A B) = P(A/B) . P(B) = 0.95 . 0.4 = 0.38 2. Se tienen en una caja 3 bolitas negras y 3 bolitas blancas. ¿Cuál es la probabilidad de sacar 2 bolitas y que resulten ser blancas? Analizo: Como originalmente hay 3 bolitas negras y 3 blancas, la probabilidad de sacar una bolita blanca es 0.5. Saco una bolita y la dejo afuera. Supongo que la bolita que saque resultó ser blanca. ¿Cuál es ahora la probabilidad de sacar una bolita blanca? Intuitivamente (por ahora) respondo que 2/5, porque quedan 2 bolitas blancas en las 5 que hay. Ahora le pongo nombre a estos sucesos: A: que la primera bolita sacada sea blanca B: que la segunda bolita sacada sea blanca Evidentemente lo que estamos buscando es P(A B). Vimos que P(A B) = P(A/B).P(B) = P(B/A).P(A) 52 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali Y según lo que analice recién, conozco P(A) = 0.5, y también conozco P(B/A), porque se cuál es la probabilidad de que la segunda bolita sea blanca sabiendo que la primera lo fue. He determinado que era 2/5. Entonces calculo P(A B): P(A B) = P(A).P(B/A) = 2/5 . 0.5 = 1/5 Con lo cual puedo responder a la pregunta: la probabilidad de sacar 2 bolitas y que ambas sean blancas, es 1/5. 3. Ahora pienso en un caso más complejo: ¿cuál es la probabilidad de sacar 3 bolitas, de modo tal que las dos primeras sean blancas, y la tercera sea negra? Defino un nuevo suceso: C: que la tercera bolita sacada sea negra Y entonces lo que estoy buscando es P(A B C). Aplicando lo estudiado antes, P(A B C) = P(A).P(B/A).P(C/A B) P(A) es la probabilidad de que la primera bolita sea blanca, o sea 3/6 P(B/A) es la probabilidad de que la segunda bolita sea blanca, dado que la primera fue blanca. Como vimos antes, luego de sacar una bolita blanca quedan 3 negras y 2 blancas, con lo cual P(B/A) = 2/5. P(C / (A B)) es la probabilidad de que la tercera bolita sea negra, dado que de la caja original se sacaron dos blancas. Al momento de sacar la tercera bolita, quedan 3 negras y una blanca, con lo cual P(C / (A B)) = 3/4. Luego la probabilidad buscada es: 4. El 30% de las personas tiene ojos claros. El 60% de las personas es mujer. Se sabe además que la probabilidad de que una mujer tenga ojos claros es 0,2. ¿Cuál es la probabilidad de que una persona de ojos claros sea mujer? Trabajo con los sucesos: A: la persona extraída tiene ojos claros B: la persona extraída es mujer Entonces los datos son: P(A) = 0,3 P(B) = 0,6 P(A/B) = 0,2 Y quiero saber P(B/A). Y se que P(B∩A)=P(B/A) P(A) y que P(A∩B)=P(A/B) P(B) y que (B∩A)=(A∩B) P(A∩B)=P(A/B) P(B)=0,2 . 0,6=0,12 como (B∩A)=(A∩B) entonces tengo P(B∩A)=P(B/A) P(A)0,12 = P(B/A).0,3 P(B/A) = 0,12 / 0,3 = 0,4 5. Se tiene que: P(A) = 0.3, P(A/B) = 0.4, P(A∩B) = 0.2. Calculo P(B) y P(B/A). De P(A∩B)=P(A/B) P(B) despejo P(B) = P(A∩B)/P(A/B) = 0,2/0,4 = 0,5 De P(B∩A)=P(B/A) P(A) despejo P(B/A)= P(B∩A)/P(A) = 0,2/0,3 = 0,67 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 53 TALLER # VEINTICUATRO NOMBRE DEL TALLER: PROBABILIDAD CON CONJUNTOS TIEMPO PREVISTO: (Semana veinticuatro del___al___de_________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO. Un hombre esta al principio de un largo pasillo que tiene tres interruptores, al final hay una habitación con la puerta cerrada. Uno de estos tres interruptores enciende la luz de esa habitación, que esta inicialmente apagada. ¿Cómo lo hizo para conocer que interruptor enciende la luz recorriendo una sola vez el trayecto del pasillo? Pista: El hombre tiene una linterna. Al principio del pasillo hay tres interruptores, A,B y C, nuestro personaje pulsa el interruptor A, espera 10 minutos, lo apaga, pulsa el B y atraviesa el pasillo. Al abrir la puerta se puede encontrar con tres situaciones: Si la luz esta encendida el pulsador será el B. Si la luz esta apagada y la bombilla caliente será el A. Y si esta apagada y la bombilla fría será el C. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con el cálculo de probabilidad ayudándome con las operaciones entre conjuntos. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Diseño modelos de probabilidad adecuados a situaciones en donde está presente el azar. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: La probabilidad de que llueva en un determinado día es 0.4. Pero si la tribu baila la danza de la lluvia, la probabilidad de que llueva se duplica. En la aldea tienen la costumbre de bailar la danza de la lluvia todos los días, a menos que hayan salido a cazar rinocerontes. La tribu sale a cazar rinocerontes el 70%de los días. Calculo la probabilidad de que en un determinado día: a) Llueva. b) Llueva, sabiendo que la tribu bailó la danza de la lluvia. c) La tribu baile la danza de la lluvia. d) Llueva y la tribu baile la danza de la lluvia. e) La tribu haya bailado la danza de la lluvia, dado que ese día terminó lloviendo. f) La tribu baile la danza de la lluvia y no llueva. g) Llueva, sabiendo que ese día la tribu no baila la danza de la lluvia. Comienzo por definir, para un día cualquiera: A: llueve B: la tribu baila la danza de la lluvia Los datos que me dan son: P(A) = 0,4 P(A/B) = 0,8 P(B) = 0,3 (70% de los días la tribu está fuera de la aldea cazando rinocerontes) a) La probabilidad de que llueva es dato, P(A) = 0,4 b) La probabilidad de que llueva, sabiendo que la tribu bailó la danza de la lluvia, también es dato. P(A/B) = 0,8 c) La probabilidad de que la tribu baile la danza de la lluvia es, como calculé antes, P(B) = 0,3 d) La probabilidad de que llueva y la tribu baile la danza de la lluvia es, por la definición de probabilidad condicional, P(A∩B) = P(A/B). P(B) = 0,24 54 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali e) La probabilidad de que la tribu haya bailado la danza de la lluvia, dado que ese día terminó lloviendo, es P(B/A). Obtengo: P(B∩A)=P(B/A) P(A) = 0,24/0,4 = 0,6 f) La probabilidad de que en un determinado día la tribu baile la danza de la lluvia y no llueva, es P(B∩AC) Por propiedades de conjuntos, se que P(B∩A) + P(B∩AC) = P(B), porque (B∩A) U (B∩AC) = B. Esto también puede entenderse como que la probabilidad de que la tribu baile y llueva, más la probabilidad de que la tribu baile y no llueva, es la probabilidad de que la tribu baile (sin importar si termina lloviendo o no). Mediante cualquiera de las dos justificaciones, P(B∩AC) = P(B) - P(∩A), con lo cual la probabilidad pedida es P(B) - P(B∩A) = 0.06 Veo que este resultado es coherente, ya que de acuerdo a los datos, la danza de la lluvia suele ser bastante efectiva. g) La probabilidad de que llueva, sabiendo que ese día la tribu había salido a cazar rinocerontes, y por lo tanto no bailó la danza de la lluvia, es P(A/B C), es decir, "probabilidad de A dado que no B". Por el teorema de la probabilidad condicional, queda: P(A∩BC)=P(A/BC) P(BC) Por propiedades de conjuntos, sabemos que P(A∩B) + P(A∩BC) = P(A), porque (A∩B) U (A∩BC) = A. Esto también puede entenderse como que la probabilidad de que llueva y la tribu baile, más la probabilidad de que llueva y la tribu no baile, es la probabilidad de que llueva (sin importar si la tribu baila o no). Entonces; P(A∩BC) = P(A) - P(A∩B) y P(B) + P(BC) = 1, con lo que tendríamos: P(A∩BC)=P(A/BC) P(BC) P(A) – P(A∩B)= P(A/BC).1-P(B) Despejo y obtengo P(A/BC)= P(A) – P(A∩B)/ 1-P(B) Y ya dejo todo en función de valores que ya conozco. Hago la cuenta y obtengo que P(A/BC) = 0.23 Por último, podría hacer un gráfico para visualizar todo más claramente: Primero coloco en la intersección que P(A∩B) = 0.24 Luego, como P(A) = 0.4, entonces P(A∩BC) debe ser 0.16, para satisfacer P(A∩B) + P(A∩BC) = P(A). Análogamente, como P(B) = 0.3, entonces P(B∩AC) debe ser 0.06, para satisfacer P(B∩A) + P(B∩AC) = P(B). Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 55 Arquidiócesis de Cali FUNDACIONES EDUCATIVAS ARQUIDIOCESANAS DISEÑO CURRICULAR COLEGIOS ARQUIDIOCESANOS Año lectivo: ___________ ÁREA: ESTADÍSTICA GRADO: UNDÉCIMO PERÍODO: TRES DISTRIBUCIONES BIDIMENSIONALES 56 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali PRESENTACIÓN COLEGIO: DOCENTE: GRADO: UNDÉCIMO ÁREA: ESTADÍSITCA TIEMPO PREVISTO: 12 Se HORAS: 24 Horas PROPÓSITOS DE PERÍODO: AFECTIVO: Que descubramos la importancia de la aplicación de las distribuciones bidimensionales en la solución de problemas de la vida cotidiana a través del análisis y estudios estadísticos. COGNITIVO: Que comprehendamos el proceso para interpretar, solucionar y plantear situaciones problema referente al cálculo de distribuciones bidimensionales y tengamos claridad cognitiva sobre cada una de las habilidades propuestas. EXPRESIVO: Que resolvamos y planteemos problemas del cálculo de distribuciones bidimensionales demostrando nuestros avances en el desarrollo del pensamiento estadístico. EVALUACIÓN: INDICADORES DE DESEMPEÑO Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. Valoro positivamente el estudio de la estadística y la probabilidad como algo útil para la vida cotidiana y para seguir estudiando. ENSEÑANZAS: COMPETENCIAS Razonamiento Resolución y planteamiento de problemas Comunicación Modelación Elaboración, comparación y ejercitación de procedimientos HABILIDADES Interpretar. Comparar. Argumentar. Resolver, formular problemas EJES TEMÁTICOS: Distribuciones bidimensionales Covarianza Correlación DIDÁCTICAS A EMPLEAR DURANTE EL PERÍODO: Proposicional y conceptual Anticonstructivista, Constructivista, Explicativa y Comprehensiva. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 57 TALLER # VEINTICINCO NOMBRE DEL TALLER: DISTRIBUCION BIDIMENSIONAL TIEMPO PREVISTO: (Semana veinticinco del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO LA CESTA DE HUEVOS A Miranda se le cayó al suelo una cesta con huevos, se rompieron todos pero alguien quería saber cuántos huevos había en la cesta. - ¿Cuántos huevos llevabas? - le preguntaron. - No lo recuerdo, pero al contarlos en grupos de 2, 3, 4 y 5, sobraban 1, 2, 3 y 4 respectivamente. ¿Puedes deducir cuántos huevos llevaba? Miranda llevaba 59 huevos 59/2=29 y sobra 1 59/3=19 y sobran 2 59/4=14 y sobran 3 59/5=11 y sobran 4 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con la estimación de la distribución bidimensional. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA Si sobre una población de niños entre 0 y 6 años, estudiamos las variables peso y estatura, esperamos que en general ocurra que a mayor estatura también encontremos mayor peso, aunque es posible que en algunos pocos casos no ocurra así. Vemos que existe una relación entre las dos variables, aunque no es funcional, o sea, no puedo determinar con exactitud el peso que corresponderá a cada talla. En este tema trataremos de describir y medir este tipo de relaciones, que aparecen en gran cantidad de problemas. DISTRIBUCIONES BIDIMENSIONALES Cuando sobre una población estudiamos simultáneamente los valores de dos variables estadísticas, el conjunto de los pares de valores correspondientes a cada individuo se denomina distribución bidimensional. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN Ejemplo 1: Las notas de 10 alumnos en Matemáticas y en Lengua vienen dadas en la siguiente tabla: MATEMÁTICAS 2 LENGUAJE 2 4 2 5 5 5 6 58 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística 6 5 6 7 7 5 7 8 8 7 Colegios Arquidiocesanos de Cali 9 10 Los pares de bidimensional. valores {(2,2),(4,2),(5,5),...;(8,7),(9,10)}, forman la distribución Ejemplo 2: Un grupo de Enseñanza Secundaria ha elaborado una encuesta sobre las horas diarias que emplean en el estudio y la calificación obtenida en Matemáticas en el último examen. Han recogido los resultados en la siguiente tabla: Horas de estudio Calificación 0 0 2 1 1 3 1 4 1 3 1 2 1 2 2 4 2 5 2 7 2 8 2 6 3 5 4 8 4 5 10 7 Los pares de valores {(0,2),(0,1),(1,3),...;(4,8),(4,10),(5,7)}, forman la distribución bidimensional. Ejemplo 3: Las notas de 12 alumnos de una clase en Matemáticas y Física son las siguientes: Ma t e má t ica s Física 2 1 3 3 4 2 4 4 5 4 6 4 6 6 7 4 7 6 8 7 10 9 10 10 Los pares de valores {(2,1),(3,3),(4,2),...;(8,7),(10,9),(10,10)}, forman la distribución bidimensional. Ejemplo 4: Un centro comercial sabe en función de la distancia, en kilómetros, a la que se sitúe de un núcleo de población, como acuden los clientes, en cientos, esto figura en la siguiente tabla: Nº d e clien t e s (X) Dist a n cia (Y) 8 15 7 19 6 25 4 23 2 34 1 40 Los pares de valores {(8,15),(7,19),(6,25),(4,23),(2,34),(1,40)}, forman la distribución bidimensional. Ejemplo 5: L a s e st a tu ra s y p eso s d e 1 0 ju ga d o re s d e b a lon ce sto de u n e qu ip o so n : E st a t u ra (X) P e so s (Y) 186 189 190 192 193 193 198 201 203 205 85 85 86 90 87 91 93 103 100 101 Los pares de valores: {(186,85),(189,85),(190,86),(192,90),(193,87),(193,91),(198.93),(201,103),(203,103),(20 5,101)}, forman la distribución bidimensional. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 59 TALLER # VEINTISÉIS NOMBRE DEL TALLER: CORRELACIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana veintiséis del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO TIEMPO DE TOSTADAS. Los Smith tienen una anticuada tostadora que sólo admite dos rebanadas de pan por vez y que tuesta sólo un lado de la rebanada por vez. Para tostar el otro lado, hay que sacar las rebanadas, darles vuelta y volverlas a poner en la tostadora. La tostadora demora exactamente un minuto para tostar un lado de cada rebanada de pan que contenga. Una mañana, la señora Smith deseaba tostar ambas caras de tres rebanadas. El señor Smith la observaba por encima de su periódico y sonrió al ver el procedimiento de su esposa. Demoró cuatro minutos. - Podrías haber tostado esas tres rebanadas en menos tiempo, querida, dijo, y hubieras gastado menos electricidad. ¿Tenía razón el señor Smith, y si así fuera, cómo podría haber tostado su esposa esas tres rebanadas en menos de cuatro minutos? Es simple tostar las tres rebanadas, de ambos lados, en tres minutos. Llamemos A, B y C a las rebanadas. Cada una de ellas tiene la cara 1 y la cara 2. El procedimiento es éste: Primer minuto: Tostar caras A-1 y B-1. Quitar las rebanadas, dar vuelta a B y volverla a poner en la tostadora. Poner aparte a A y colocar C en la tostadora. Segundo minuto: Tostar B-2 y C-1. Quitar las rebanadas, dar vuelta a C y volverla a poner en la tostadora. Dejar aparte a B (que ya está tostada por ambas caras) y poner a A otra vez en la tostadora. Tercer minuto: Tostar las caras A-2 y C-2. Todas las caras de las tres rebanadas están tostadas ahora. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo clasifique cada una de las variables de un estudio y estime si hay o no correlación entre ellas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA NOCIÓN DE CORRELACIÓN Es frecuente que estudiemos sobre una misma población los valores de dos variables estadísticas distintas, con el fin de ver si existe alguna relación entre ellas, es decir, si los cambios en una de ellas influyen en los valores de la otra. Si ocurre esto decimos que las variables están correlacionadas o bien que hay correlación entre ellas. FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN: En el ejemplo 1 de la guía anterior parece que hay cierta tendencia a que cuanto mejor es la nota en Matemáticas, mejor es la de lenguaje. 60 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali MATEMÁTICAS 2 LENGUAJE 2 4 2 5 5 5 6 6 5 6 7 7 5 7 8 8 7 9 10 En el ejemplo 2 la guía anterior parece que hay cierta tendencia a que cuanto a que se dedique más tiempo al estudio, mejor es la nota. Horas de estudio Calificación 0 0 2 1 1 3 1 4 1 3 1 2 1 2 2 4 2 5 2 7 2 8 2 6 3 5 4 8 4 5 10 7 En el ejemplo 3 de la guía anterior parece que hay cierta tendencia a que cuanto mejor es la nota en Matemáticas, mejor es la de física. Ma t e má t ica s Física 2 1 3 3 4 2 4 4 5 4 6 4 6 6 7 4 7 6 8 7 10 9 10 10 En el ejemplo 4 de la guía anterior parece que hay cierta tendencia a que cuanto mayor es la distancia, menor es la acogencia de clientes. Nº d e clien t e s (X) Dist a n cia (Y) 8 15 7 19 6 25 4 23 2 34 1 40 En el ejemplo 5 de la guía anterior parece que hay cierta tendencia a que cuanto mayor es la estatura, mayor es el peso del deportista. E st a t u ra (X) P e so s (Y) 186 189 190 192 193 193 198 201 203 205 85 85 86 90 87 91 93 103 100 101 EJERCITACIÓN: Hallo las frecuencias y determino se existe y cuál es la correlación entre las dos variables estudiadas del caso. Se ha solicitado a un grupo de 50 individuos información sobre el número de horas que dedican diariamente a dormir y ver la televisión. Los pares que forman la distribución bidimensional son: {(6,4), (6,4), (6,4), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (7,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (8,3), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (9,2), (10,1)} La primera cifra de los pares hace referencia a las horas que dedican a dormir y la segunda a ver televisión. Nº d e h o ra s d o rm id a s (X) Nº d e h o ra s d e t e le visió n (Y) Fre cu e n cia s a b so lu t a s (f i ) 6 4 3 7 3 16 8 3 20 9 2 10 10 1 1 Hay una tendencia a que cuanto más tiempo duermo menos tiempo veo televisión. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 61 TALLER # VEINTISIETE NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMA DE DISPERSIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana veintisiete del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO La mitad de dos más dos ¿son tres? Si. La mitad de dos es uno, y uno mas dos son tres. Poner un número del 1 al 8 en cada casilla de la siguiente cuadricula sin que se toquen en ningún sentido, ni lateral, ni diagonal, con su antecesor o sucesor. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, la relación existente entre dos variables estudiadas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA: La primera forma de describir una distribución bidimensional es representar los pares de valores en el plano cartesiano. El gráfico obtenido recibe el nombre de nube de puntos o diagrama de dispersión. En el eje horizontal o X (de las abscisas), deben medirse las primeras cifras de cada par y en el eje vertical o Y (de las ordenadas), deben medirse las últimas cifras de cada par. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: En el ejemplo 1 de la guía anterior: MATEMÁTICAS 2 LENGUAJE 2 4 2 5 5 5 6 6 5 6 7 7 5 7 8 8 7 9 10 Al llevar cada par de la distribución bidimensional al plano cartesiano, obtengo el siguiente gráfico 62 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali En el ejemplo 2 de la guía anterior: Horas de estudio Calificación 0 0 2 1 1 3 1 4 1 3 1 2 1 2 2 4 2 5 2 7 2 8 2 6 3 5 4 8 4 5 10 7 Al llevar cada par de la distribución bidimensional al plano cartesiano, obtengo el siguiente gráfico En el ejemplo 5 de la guía anterior: E st a t u ra (X) P e so s (Y) 186 189 190 192 193 193 198 201 203 205 85 85 86 90 87 91 93 103 100 101 Al llevar cada par de la distribución bidimensional al plano cartesiano, obtengo el siguiente gráfico Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 63 TALLER # VEINTIOCHO NOMBRE DEL TALLER: CORRELACIÓN LINEAL TIEMPO PREVISTO: (Semana veintiocho del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO LA REINA ISABEL: La Reina Isabel ha matado ya varios jardineros porque ninguno de ellos ha sido capaz de cumplir con sus instrucciones precisas, las cuales consisten que con solo 10 árboles sean capaces de hacer 5 líneas rectas de 4 árboles cada una. ¿Fracasaría UD también? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, la relación existente entre dos variables estudiadas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA CORRELACIÓN LINEAL: Cuando observamos una nube de puntos podemos apreciar si los puntos se agrupan cerca de alguna curva. Aquí nos limitaremos a ver si los puntos se distribuyen alrededor de una recta. Si así ocurre diremos que hay correlación lineal. La recta se denomina recta de regresión. Hablaremos de correlación lineal fuerte cuando la nube se parezca mucho a una recta y será cada vez más débil (o menos fuerte) cuando la nube vaya desparramándose con respecto a la recta. Cuando la recta es creciente la correlación es positiva o directa: al aumentar una variable, la otra tiene también tendencia a aumentar, como en el ejemplo anterior. Cuando la recta es decreciente la correlación es negativa o inversa: al aumentar una variable, la otra tiene tendencia a disminuir. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: En el ejemplo 1 de la guía anterior, al trazar la línea recta vemos como los puntos se distribuyen alrededor de la recta. 64 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali En el gráfico observamos que en nuestro ejemplo la correlación es bastante fuerte, ya que la recta que hemos dibujado está próxima a los puntos de la nube. En el ejemplo 3 de la guía 25, al trazar la línea recta vemos como los puntos se distribuyen alrededor de la recta. Ma t e má t ica s Física 2 1 3 3 4 2 4 4 5 4 6 4 6 6 7 4 7 6 8 7 10 9 10 10 En el gráfico observamos que en nuestro ejemplo la correlación es bastante fuerte, ya que la recta que hemos dibujado está próxima a los puntos de la nube; presentando una trayectoria ascendente. En el ejemplo 4 de la guía 25, al trazar la línea recta vemos como los puntos se distribuyen alrededor de la recta. Nº d e clien t e s (X) Dist a n cia (Y) 8 15 7 19 6 25 4 23 2 34 1 40 En el gráfico observamos que en nuestro ejemplo la correlación es fuerte, ya que la recta que hemos dibujado está próxima a los puntos de la nube; y la recta presenta una trayectoria descendente. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 65 TALLER # VEINTINUEVE NOMBRE DEL TALLER: COVARIANZA TIEMPO PREVISTO: (Semana veintinueve del___al___de_______Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJOS Yendo yo a Vijes me crucé con 7 viejas, cada vieja 7 sacos, cada saco 7 ovejas, cada oveja 4 patas. Entre personas, sacos, ovejas y patas ¿cuántos iban a Vijes? Solamente una persona iba hacia Vijes (yo), a las viejas, sacos, etc. me las cruce, por lo tanto, iban en sentido contrario. Un sujeto cae en un pozo muy estrecho y se ahoga, a pesar de que el agua le llegaba sólo a media pierna. ¿Cómo? (La estrechez del pozo no permite que la víctima se hallase tumbada.) Cayó cabeza abajo. Algunos meses tienen 30 días; otros 31. ¿Cuántos meses tienen 28 días? Todos. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con la estimación de la covarianza. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA: COVARIANZA. La covarianza de una variable bidimensional es la media aritmética de los productos de las desviaciones de cada una de las variables respecto a sus medias. La covarianza se representa por Sxy o σxy. La covarianza indica el sentido de la correlación entre las variables. Si σxy > 0 la correlación es directa. Si σxy < 0 la correlación es inversa. 66 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali FASE EXPRESIVA: MODELACIÓN Tomo el ejemplo 3 de la guía 25. Las notas de 12 alumnos de una clase en Matemáticas y Física son las siguientes: Ma t e má t ica s Física 2 1 3 3 4 2 4 4 5 4 6 4 6 6 7 4 7 6 8 7 10 9 10 10 Los pares de valores {(2,1),(3,3),(4,2),...;(8,7),(10,9),(10,10)}, forman la distribución bidimensional. Al llevar cada par de la distribución bidimensional al plano cartesiano, obtengo el siguiente gráfico Hallo la covarianza de la distribución bidimensional: Primero tabulo los datos que necesito: Matemáticas (x) Física (y) x.y 2 1 2 3 3 9 4 2 8 4 5 6 6 7 7 8 10 10 72 4 4 4 6 4 6 7 9 10 60 16 20 24 36 28 42 56 90 100 431 Después de tabular los datos hallo las medias aritméticas: Y finalmente calculo la covarianza Como la covarianza es mayor de cero, digo que la correlación es directa. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 67 TALLER # TREINTA NOMBRE DEL TALLER: CORRELACIÓN ESTADÍSTICA TIEMPO PREVISTO: (Semana veintiséis del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJOS Un fumador tacaño guarda sus propias colillas porque de cada 3 de éstas hace un nuevo cigarrillo. ¿Cuántos cigarrillos podrá fumarse en total si al comenzar tiene 27 cigarrillos 27 + 9 + 3 + 1 = 40 cigarrillos Si entre avestruces y leones (todos ellos en perfectas condiciones físicas) se pueden contar 35 cabezas y 78 patas, ¿cuántos leones contamos? 35 Cabeza de avestruz equivalen a 70 patas, sobrándonos 8 patas que corresponden a 4 leones. ¿Qué sería más barato para ti: llevar dos veces a un amigo al cine (invitándole) o a dos amigos al mismo tiempo (invitándolos)? Dos amigos al mismo tiempo (tres entradas). PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo clasifique cada una de las variables de un estudio y estime si hay o no correlación entre ellas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE COGNITIVA CORRELACIÓN ESTADÍSTICA: La correlación estadística determina la relación o dependencia que existe entre las dos variables que intervienen en una distribución bidimensional. Es decir, determinar si los cambios en una de las variables influyen en los cambios de la otra. En caso de que suceda, diremos que las variables están correlacionadas o que hay correlación entre ellas. Coeficiente de correlación. El coeficiente de correlación lineal se expresa mediante la letra r. Propiedades 1. El coeficiente de correlación no varía al hacerlo la escala de medición. Es decir, si expresamos la altura en metros o en centímetros el coeficiente de correlación no varía. 2. El signo del coeficiente de correlación es el mismo que el de la covarianza. Si la covarianza es positiva, la correlación es directa. Si la covarianza es negativa, la correlación es inversa. Si la covarianza es nula, no existe correlación. 68 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 3. El coeficiente de correlación lineal es un número real comprendido entre menos −1 y 1. −1 ≤ r ≤ 1 4. Si el coeficiente de correlación lineal toma valores cercanos a −1 la correlación es fuerte e inversa, y será tanto más fuerte cuanto más se aproxime r a −1. 5. Si el coeficiente de correlación lineal toma valores cercanos a 1 la correlación es fuerte y directa, y será tanto más fuerte cuanto más se aproxime r a 1. 6. Si el coeficiente de correlación lineal toma valores cercanos a 0, la correlación es débil. 7. Si r = 1 ó −1, los puntos de la nube están sobre la recta creciente o decreciente. Entre ambas variables hay dependencia funcional. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Tomo el ejemplo 5 de la guía 25. L a s e st a tu ra s y p eso s d e 1 0 ju ga d o re s d e b a lon ce sto de u n e qu ip o so n : E st a t u ra (X) P e so s (Y) 186 189 190 192 193 193 198 201 203 205 85 85 86 90 87 91 93 103 100 101 Calcular el coeficiente de correlación. xi 186 189 190 192 193 193 198 201 203 205 1 950 yi 85 85 86 90 87 91 93 103 100 101 921 xi2 34 596 35 721 36 100 36 864 37 249 37 249 39 204 40 401 41 209 42 025 380 618 yi2 7 225 7 225 7 396 8 100 7 569 8 281 8 649 10 609 10 000 10 201 85 255 xi ·yi 15 810 16 065 16 340 17 280 16 791 17563 18 414 20 703 20 300 20 705 179 971 Correlación directa muy fuerte. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 69 TALLER # TREINTA Y UNO NOMBRE DEL TALLER: CORRELACIÓN ESTADÍSTICA TIEMPO PREVISTO: (Semana veintisiete del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: En una mesa hay tres sombreros negros y dos blancos. Tres señores en fila india se ponen un sombrero al azar cada uno y sin mirar el color. Se le pregunta al tercero de la fila, que puede ver el color del sombrero del segundo y el primero, si puede decir el color de su sombrero, a lo que responde negativamente. Se le pregunta al segundo que ve solo el sombrero del primero y tampoco puede responder a la pregunta. Por ultimo el primero de la fila que no ve ningún sombrero responde acertadamente de que color es el sombrero que tenia puesto. ¿Cuál es este color y cual es la lógica que uso para saberlo? El ultimo de la fila puede ver el color del sombrero de sus compañeros, si no puede saber cual es el color del suyo es porque los otros dos no son blancos, por lo que o son los dos negros o es uno de cada color. El segundo de la fila puede ver el color del sombrero del primero y ya ha deducido lo que pensó el tercero, si tampoco responde a la pregunta es porque ve que el color del primero es negro, si fuera blanco sabría que el suyo es negro. El primero por ese mismo planteamiento deduce que su sombrero es negro. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, la relación existente entre dos variables estudiadas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Los valores de dos variables X e Y se distribuyen según la tabla siguiente: Y/X 14 18 22 100 1 2 0 50 1 3 1 25 0 0 2 Obtengo e interpreto el coeficiente de correlación lineal. Convierto la tabla de doble entrada en una tabla simple. xi yi fi 100 100 50 50 50 25 14 18 14 18 22 22 1 2 1 3 1 2 10 xi · fi 100 200 50 150 50 50 600 xi2 · fi 10 000 20 000 2 500 7 500 2 500 1 250 43 750 70 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística yi · fi yi2 · fi xi · yi · fi 14 36 14 54 22 44 184 196 648 196 972 484 968 3 464 1 400 3 600 700 2 700 1 100 1 100 10 600 Colegios Arquidiocesanos de Cali Correlación inversa débil. EJERCITACIÓN: Obtengo e interpreto el coeficiente de correlación lineal, del ejemplo 4 de la guía 25 Un centro comercial sabe en función de la distancia, en kilómetros, a la que se sitúe de un núcleo de población, como acuden los clientes, en cientos, esto figura en la siguiente tabla: Nº d e clien t e s (X) Dist a n cia (Y) 8 15 7 19 6 25 4 23 2 34 1 40 Obtengo e interpreto el coeficiente de correlación lineal, del ejemplo 2 de la guía 25 Un grupo de Enseñanza Secundaria ha elaborado una encuesta sobre las horas diarias que emplean en el estudio y la calificación obtenida en Matemáticas en el último examen. Han recogido los resultados en la siguiente tabla: Horas de estudio Calificación 0 0 2 1 1 3 1 4 1 3 1 2 1 2 2 4 2 5 2 7 2 8 2 6 3 5 4 8 4 5 10 7 Solución a los dos ejercicios X 8 7 6 4 2 1 28 Y 15 19 25 23 34 40 156 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística X2 64 49 36 16 4 1 170 Y2 225 361 625 529 1156 1600 4496 x*y 120 133 150 92 68 40 603 Colegios Arquidiocesanos de Cali 71 Correlación inversa muy fuerte. X 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 4 4 5 31 Y 2 1 3 4 3 2 2 4 5 7 8 6 5 8 10 7 77 X2 Y2 0 0 1 1 1 1 1 4 4 4 4 4 9 16 16 25 91 4 1 9 16 9 4 4 16 25 49 64 36 25 64 100 49 475 x*y 0 0 3 4 3 2 2 8 10 14 16 12 15 32 40 35 196 Correlación directa y fuerte. 72 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # TREINTA Y DOS NOMBRE DEL TALLER: CORRELACIÓN ESTADÍSTICA TIEMPO PREVISTO: (Semana veintiocho del___al___de________Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO Un encuestador se dirige a una casa donde es atendido por una mujer: ¿Cantidad de hijos? Tres dice ella. ¿Edades? El producto de las edades es 36 y la suma es igual al número de la casa, responde. El encuestador se va pero al rato vuelve y le dice a la mujer que los datos que le dio no son suficientes; la mujer piensa y le dice: tiene razón, la mayor estudia piano. Esto es suficiente para que el encuestador sepa las edades de los hijos. ¿Cuáles son? El encuestador pregunta las edades y al obtener como respuesta que el producto de estas es 36 y su suma el número de la casa, mira el número de esta, que nosotros no conocemos pero el si. El encuestador descompone el 36 en sus factoriales y realiza las siguientes combinaciones de edades. (Todas las posibles):(1-1-36) (1-2-18) (1-3-12) (1-4-9) (1-6-6) (2-2-9) (2-3-6) (3-3-4). Solo queda saber cual de estas combinaciones de edades suman el número de la casa, entonces se da cuenta de que le falta algún dato, solo puede ser porque hay dos combinaciones que suman igual: (1+6+6=13) (2+2+9=13) Al regresar y saber que la mayor estudia piano, deduce que solo hay una mayor, no dos, por lo que las edades serán 2, 2 y 9 años. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo comprehenda los procedimientos para resolver y plantear problemas estadísticos que involucren, la relación existente entre dos variables estudiadas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Utilizo la modelación de procesos propios de la estadística y la probabilidad, para proponer soluciones a problemas de mi ámbito escolar, la vida cotidiana y de otras ciencias. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Obtengo e interpreto el coeficiente de correlación línea. Las puntuaciones obtenidas por un grupo de alumnos en una batería de test que mide la habilidad verbal (X) y el razonamiento abstracto (Y) son las siguientes: Y/ X (2 5 -3 5 ) (3 5 -4 5 ) (4 5 -5 5 ) (5 5 -6 5 ) 20 6 3 0 0 30 4 6 2 1 40 0 1 5 2 50 0 0 3 7 Convierto la tabla de doble entrada en una tabla simple. xi 20 20 30 30 30 30 40 40 yi 30 40 30 40 50 60 40 50 fi 6 3 4 6 2 1 1 5 xi · fi 120 60 120 180 60 30 40 200 xi2 · fi 2 4 00 1 2 00 3 6 00 5 4 00 1 8 00 900 1 6 00 8 0 00 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística yi · fi 180 120 120 240 100 60 40 250 yi2 · fi 5 4 00 4 8 00 3 6 00 9 6 00 5 0 00 3 6 00 1 6 00 1 2 50 0 x i · yi · fi 3 6 00 2 4 00 3 6 00 7 2 00 3 0 00 1 8 00 1 6 00 1 0 00 0 Colegios Arquidiocesanos de Cali 73 40 50 50 60 50 60 2 3 7 40 80 150 350 1 3 90 3 2 00 7 5 00 1 7 50 0 5 3 10 0 120 150 420 1 0 80 7 2 00 7 5 00 2 5 20 0 8 6 00 0 4 8 00 7 5 00 2 1 00 0 6 6 50 0 Correlación directa y fuerte. EJERCITACIÓN. A cada uno de las siguientes situaciones, obtengo e interpreto el coeficiente de correlación línea. Una compañía desea hacer predicciones del valor anual de sus ventas totales en cierto país a partir de la relación de éstas y la renta nacional. Para investigar la relación cuenta con los siguientes datos: X Y 189 402 190 404 208 412 227 425 239 429 252 436 257 440 274 447 293 458 308 469 316 469 La información estadística obtenida de una muestra de tamaño 12 sobre la relación existente entre la inversión realizada y el rendimiento obtenido en cientos de miles de euros para explotaciones agrícolas, se muestra en el siguiente cuadro: I nve rs i ón (X ) Re ndi mi e nto (Y) 11 2 14 16 15 16 3 5 6 5 18 20 21 14 3 7 10 6 20 19 11 10 5 6 Soluciones: Primer ejercicio. Correlación directa y muy fuerte. Segundo ejercicio. Correlación directa y fuerte. 74 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # TREINTA Y TRES NOMBRE DEL TALLER: DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana treinta y tres del___al___de______Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJOS A la izquierda nadie me quiere, a la derecha ¡quién me viere! En un lado ni entro ni salgo, pero en el otro bien que valgo. Yendo a Villa vieja me crucé con siete viejas, cada vieja siete sacos, cada saco siete ovejas, ¿Cuántas viejas y ovejas iban para Villa vieja? PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo resuelva problemas estadísticos relacionados con la elaboración de diagramas de distribución. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Valoro positivamente el estudio de la estadística y la probabilidad como algo útil para la vida cotidiana y para seguir estudiando. FASE COGNITIVA: Son una herramienta de análisis que dibuja pares relacionados de variables para presentar un patrón de relación o de correlación. Cada conjunto de datos representa un factor diferente que puede ser cuantificado. Un conjunto de datos es dibujado en un eje horizontal (eje x) y el otro conjunto de datos se dibuja en el eje vertical (eje y). El resultado es un número de puntos que pueden ser analizados para determinar si existe una relación significativa (también conocida como "correlación") entre los dos conjuntos de datos. Se debe utilizar un Diagrama de Distribución cuando se quiera: Verificar si el desempeño de un factor está relacionado con otro factor. Demostrar que un cambio en una condición afectará la otra. ¿Cómo se utiliza? 1. Reunir varios conjuntos de observaciones en pares, preferiblemente 25 ó más, los cuales se piensa que pueden estar relacionados. 2. Trazar los pares de datos desde el más bajo al más alto para cada conjunto de datos. 3. Construir los ejes verticales y horizontales de tal forma que el valor más alto y más bajo puedan trazarse. 4. Dibujar los datos colocando una marca en el punto correspondiente a cada par xy. 5. Marcar los ejes x - y, de tal manera que el Diagrama de Distribución tenga sentido para observadores futuros. 6. Colocar la fecha y la fuente de dónde los datos fueron recolectados. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 75 FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Un administrador de un huerto ha estado supervisando el peso de las manzanas diariamente. Los datos se suministran a continuación: Número de Observaciones 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Días en el Árbol 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Peso (onzas) 4,5 4,5 4,4 4,5 5,0 4,7 4,9 5,0 5,2 5,2 5,4 5,5 Número de Días en Observaciones el Árbol 13 62 14 63 15 64 16 65 17 66 18 67 19 68 20 69 21 70 22 71 23 72 24 73 25 74 Peso (onzas) 5,5 5,6 5,6 5,8 5,8 5,8 6,0 6,2 6,3 6,3 6,4 6,5 6,6 Encuentro los valores mayor y menor para cada conjunto de datos: Variable Días en el árbol (x) Peso de la manzana (y) Menor 50 4,4 Mayor 74 6,6 Construyo los ejes. En este caso, el eje vertical debe cubrir desde 4.4 onzas hasta 6.6 onzas y el eje horizontal debe cubrir de 50 a 74 días. Es una buena idea seleccionar los valores que están más allá de estos requisitos mínimos ya que se podrían realizar algunas estimaciones futuras. 76 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # TREINTA Y CUATRO NOMBRE DEL TALLER: INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana treinta y cuatro del__al__de______Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ACERTIJO Cuatro amigos han quedado dentro de 17 minutos. Para llegar a su cita, deben cruzar un puente, pero es de noche y solamente disponen de una linterna. Como el puente es un poco estrecho, solamente pueden cruzar dos personas a la vez. Uno de los dos que crucen debe llevar la linterna. Los tiempos que tardan cada uno en cruzar el puente son los siguientes: Amigo uno: 1 minuto Amigo dos: 2 minutos Amigo tres: 5 minutos Amigo cuatro: 10 minutos Cruzan amigo uno y amigo dos. Vuelve con la linterna amigo uno (3 minutos). Después cruzan amigo 3 y amigo 4. Vuelve con la linterna amigo 2 (llevamos 15 minutos). Finalmente, cruzan amigo 1 y amigo 2, con lo que hemos consumido los 17 minutos. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete diagramas de distribución y estime si hay o no correlación entre ellas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Valoro positivamente el estudio de la estadística y la probabilidad como algo útil para la vida cotidiana y para seguir estudiando. FASE COGNITIVA: 1. Buscar Patrones a. Una banda delgada de puntos que se extiende desde la parte inferior izquierda hasta la parte superior derecha sugiere una correlación positiva. La correlación positiva significa que a medida que un factor aumenta el otro factor también lo hace. La correlación negativa significa que cuando un factor aumenta el otro disminuye. Cuando cualquiera de estas condiciones está presente, es posible anticipar el valor aproximado de un factor si se conoce el valor del factor. Por ejemplo, en el ejercicio de la guía anterior existe una correlación positiva entre el peso de las manzanas y el tiempo que la manzana permanece en el árbol, lo que significa que el peso de la manzana aumenta entre más tiempo permanezca en el árbol. Si por ejemplo, solo sabemos el peso de la manzana, podemos estimar la cantidad de tiempo que permaneció en el árbol. Por el contrario, si solamente conocemos la cantidad de tiempo que la manzana estuvo pegada al árbol, podemos estimar su peso. Se debe observar que la correlación no garantiza la causa y el efecto. b. Un patrón circular sugiere que no existe correlación entre los dos factores que se están estudiando. 2. Buscar puntos distantes a. Los puntos distantes son puntos que no caen en el patrón de otros. Pueden ser el resultado de errores de medición, o de cambios en el proceso. Los puntos distantes no deben ser descartados. Quizás se quiera investigar qué causó la situación. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 77 FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Voy a trabajar con la siguiente serie de datos de altura y peso de los estudiantes de una clase: Alumno Estatura Peso Alumno Estatura Peso Alumno Estatura Peso x x x x x x x x x Alumno 1,25 32 Alumno 1,25 33 Alumno 1,25 33 1 11 21 Alumno 1,28 33 Alumno 1,28 35 Alumno 1,28 34 2 12 22 Alumno 1,27 34 Alumno 1,27 34 Alumno 1,27 34 3 13 23 Alumno 1,21 30 Alumno 1,21 30 Alumno 1,21 31 4 14 24 Alumno 1,22 32 Alumno 1,22 33 Alumno 1,22 32 5 15 25 Alumno 1,29 35 Alumno 1,29 34 Alumno 1,29 34 6 16 26 Alumno 1,30 34 Alumno 1,30 35 Alumno 1,30 34 7 17 27 Alumno 1,24 32 Alumno 1,24 32 Alumno 1,24 31 8 18 28 Alumno 1,27 32 Alumno 1,27 33 Alumno 1,27 35 9 19 29 Alumno 1,29 35 Alumno 1,29 33 Alumno 1,29 34 10 20 30 Existe una correlación positiva entre la estatura y el peso de los estudiantes. 78 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # TREINTA Y CINCO NOMBRE DEL TALLER: INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana treinta y cinco del__al__de______Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: Las edades Sucedió en 1932, el nieto le dice al abuelo, mi edad actual es igual al número de las dos últimas cifras del año de mi nacimiento, el abuelo contesta, que curioso con mi edad sucede lo mismo, partiendo que el abuelo es del siglo 19 y el nieto del siglo 20 ¿qué edad tenían ambos en ese momento? El joven: si en el 32 tiene lo mismo que el año que nació, significa que desde que nació hasta el 32 hay lo mismo que desde el 00 a el año que nació. Se calcula el punto intermedio 32:2=16 El abuelo: igual que con el joven pero se hace de 1800-1932, 132:2=66 PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete diagramas de distribución y estime si hay o no correlación entre ellas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Valoro positivamente el estudio de la estadística y la probabilidad como algo útil para la vida cotidiana y para seguir estudiando. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Una persona rellena semanalmente una quiniela y un boleto de lotería primitiva anotando el número de aciertos que tiene. Durante las cuatro semanas del mes de febrero, los aciertos fueron: Quiniela (X) Primitiva (Y) Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística 6 1 8 2 6 2 8 1 Colegios Arquidiocesanos de Cali 79 Este diagrama me permite hacer estimaciones de poca confianza. Porque al hacer la estimación del coeficiente de correlación: Organizo la tabla así: X 6 8 6 8 28 Y X2 Y2 X . Y 1 36 1 6 2 64 4 16 2 36 4 12 1 64 1 8 6 200 10 42 No existe correlación entre ambas variables, por tanto las posibles estimaciones hechas con la gráfica no ofrecen ninguna confianza. EJERCITACIÓN. En una empresa de transportes trabajan cuatro conductores. Los años de antigüedad de permisos de conducir y el número de infracciones cometidas en el último año por cada uno de ellos son los siguientes: Años (X) Infracciones (Y) 3 4 4 3 5 2 6 1 Realizo la gráfica de distribución, la interpreto y confronto con la estimación del coeficiente de correlación. 80 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali TALLER # TREINTA Y SEIS NOMBRE DEL TALLER: INTERPRETACIÓN DE DIAGRAMAS DE DISTRIBUCIÓN TIEMPO PREVISTO: (Semana treinta y seis del___al___de______Horas de trabajo: 2) FASE AFECTIVA: ¿Falta un peso? Tres amigos con dificultades económicas comparten un café que les cuesta 30 pesos, por lo que cada uno pone 10. Cuando van a pagar piden un descuento y el dueño les rebaja 5 pesos tomando cada uno un peso y dejando dos en un fondo común. Mas tarde hacen cuentas y dicen: Cada uno ha pagado 9 pesos así que hemos gastado 9x3=27 pesos que con las dos del fondo hacen 29 ¿dónde esta el peso que falta? No falta ningún peso, tan solo hay un error de calculo, los dos pesos del fondo no hay que sumarlos a lo pagado, sino restarlos, la operación correcta seria 9x3=27 pesos pagados 27-2=25 pesos gastados. PROPÓSITO EXPRESIVO: Que yo interprete diagramas de distribución y estime si hay o no correlación entre ellas. EVALUACIÓN: INDICADOR O INDICADORES DE DESEMPEÑO: Valoro positivamente el estudio de la estadística y la probabilidad como algo útil para la vida cotidiana y para seguir estudiando. FASE EXPRESIVA MODELACIÓN: Una compañía desea hacer predicciones del valor anual de sus ventas totales en cierto país a partir de la relación de éstas y la renta nacional. Para investigar la relación cuenta con los siguientes datos: X 189 190 208 227 239 252 257 274 293 308 316 Y 402 404 412 425 429 436 440 447 458 469 469 X representa la renta nacional en millones de euros e Y representa las ventas de la compañía en miles de euros en el período que va desde 1990 hasta 2000. Realizo la gráfica de distribución, la interpreto y confronto con la estimación del coeficiente de correlación. Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 81 Esta gráfica me permite estimar que existe una correlación directa y muy fuerte entre la renta nacional y las ventas de la compañía. Estimo el coeficiente de correlación: Organizo la tabla así: X 189 190 208 227 239 252 257 274 293 308 316 2753 Y 402 404 412 425 429 436 440 447 458 469 469 4791 X2 35721 36100 43264 51529 57121 63504 66049 75076 85849 94864 99856 708933 Y2 161604 163216 169744 180625 184041 190096 193600 199809 209764 219961 219961 2092421 X.Y 75978 76760 85696 96475 102531 109872 113080 122478 134194 144452 148204 1209720 Lo que confirma la interpretación hecha desde el diagrama de distribución. 82 Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali BIBLIOGRAFÍA GRÁFICAS MAILxMAIL. Cursos para compartir lo que sabes. [En línea].1995. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.mailxmail.com/curso-como-calcular-medidas-distribucion-fractiles/cuartiles-q COLEGIO LAS HAYAS. [Citado Oct-2011] http://www.hayas.edu.mx/alumnos/frecuencias/dfrecuencias.html WIKIPEDIA. La enciclopedia libre. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_caja CLARIDAD COGNITIVA Y EJERCICIOS VITUTOR. [En línea]. 2010. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.vitutor.com/estadistica/descriptiva/a_16.html Disponible en internet: http://www.vitutor.com/estadistica/descriptiva/a_e.html ESCRIBD. Publicación y Lectura Social. [Citado Oct-2011] http://es.scribd.com/doc/9421214/EstadIstica-Descriptiva WORDPRESS. La mejor forma de publicar tu blog. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://goncaiwo.files.wordpress.com/2009/12/sesion-deaprendizaje-nc2ba-16.pdf ESTADÍSTICA PARA TODOS. [En línea]. 2008. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.estadisticaparatodos.es/taller/graficas/cajas.html UNIVERSIDAD DE TALCA. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://dta.utalca.cl/estadistica/ejercicios/obtener/descriptiva/EjerciciosResueltosEstadisti caDescriptiva.pdf Disponible en internet; http://dta.utalca.cl/estadistica/ejercicios/obtener/descriptiva/propuesto%20descriptiva.pdf WIKISPACES. Publica contenidos en internet. [En Línea].2005 [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://estadedg.wikispaces.com/Ejercicios+resueltos LIDESHARE. Comparte tus presentaciones. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.slideshare.net/kaxixo/ejercicios-bioestadistica GESTIOPOLIS. Compartir conocimientos. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.gestiopolis.com/economia/procesos-de-produccionen-estadistica-descriptiva.htm ACERTIJOS, TRUCOS Y JUEGOS (Para Fase Afectiva) JUEGOS DE LOGICA. [En línea]. 1999. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://www.juegosdelogica.com/neuronas/acertijo.htm ACERTIJOS EL HUEVO DE CHOCOLATE. Acertijos para niños. [En línea]. 1999. [Citado Oct-2011] Disponible en internet: http://acertijos.elhuevodechocolate.com/de1a12/acertijo7.htm Equipo Académico-Pedagógico Área de Estadística Colegios Arquidiocesanos de Cali 83