Matemáticas IIFácil2 pts

Distribución normal

Castilla y León · 2020 · Julio
Enunciado
El peso de los alumnos de 2º de bachillerato de un instituto de León, sigue una distribución normal, de media 75 kg y de desviación típica 5. Si se elige al azar un alumno, calcular la probabilidad de que:

a) (1 punto) Tenga un peso entre 70 y 80 kg.

b) (1 punto) Tenga un peso superior a 85 kg.

(Se adjunta la tabla de la normal).
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Resultado
a) P(70≤X≤80)=P(−1≤Z≤1)=0,6826\boxed{\text{a)}\ P(70 \le X \le 80) = P(-1 \le Z \le 1) = 0{,}6826}b) P(X>85)=P(Z>2)=0,0228\boxed{\text{b)}\ P(X > 85) = P(Z > 2) = 0{,}0228}
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Estrategia

Llamamos XX al peso de un alumno elegido al azar, X∼N(75,5)X \sim N(75, 5). El método es tipificar, Z=X−μσZ = \frac{X - \mu}{\sigma}, y buscar en la tabla de la N(0,1)N(0, 1), que da P(Z≤z)P(Z \le z) para z≥0z \ge 0. Aquí los valores son redondos: 7070 y 8080 están a una desviación típica de la media y 8585, a dos.

En a) el intervalo es simétrico respecto de la media, así que usamos P(−1≤Z≤1)=2P(Z≤1)−1P(-1 \le Z \le 1) = 2P(Z \le 1) - 1. En b) es una cola derecha: pasamos al complementario.
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Desarrollo

Sea XX = «peso en kg de un alumno elegido al azar», X∼N(μ=75, σ=5)X \sim N(\mu = 75,\ \sigma = 5), y Z∼N(0,1)Z \sim N(0, 1).

a) Tipificamos los extremos:z1=70−755=−1,z2=80−755=1z_1 = \frac{70 - 75}{5} = -1, \qquad z_2 = \frac{80 - 75}{5} = 1P(70≤X≤80)=P(−1≤Z≤1)=P(Z≤1)−P(Z<−1)P(70 \le X \le 80) = P(-1 \le Z \le 1) = P(Z \le 1) - P(Z < -1)Por la simetría de la normal, P(Z<−1)=P(Z>1)=1−P(Z≤1)P(Z < -1) = P(Z > 1) = 1 - P(Z \le 1). De la tabla, P(Z≤1)=0,8413P(Z \le 1) = 0{,}8413:P(70≤X≤80)=0,8413−(1−0,8413)=2⋅0,8413−1=0,6826P(70 \le X \le 80) = 0{,}8413 - (1 - 0{,}8413) = 2\cdot 0{,}8413 - 1 = 0{,}6826b) Tipificamos:z=85−755=2z = \frac{85 - 75}{5} = 2P(X>85)=P(Z>2)=1−P(Z≤2)=1−0,9772=0,0228P(X > 85) = P(Z > 2) = 1 - P(Z \le 2) = 1 - 0{,}9772 = 0{,}0228Comprobación de sentido. En a) es la conocida regla de que en una normal alrededor del 68 %68\ \% de los datos están a menos de una desviación típica de la media. En b), 85 kg está a dos desviaciones por encima: solo algo más del 2 %2\ \% de los alumnos pesan más.
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Consejo

La tabla solo da P(Z≤z)P(Z \le z) con z≥0z \ge 0: para P(Z<−1)P(Z < -1) escribe el paso por la simetría, 1−P(Z≤1)1 - P(Z \le 1), en vez de leer 0,84130{,}8413 directamente, que es el error típico.

Define siempre la variable y su distribución, X∼N(75,5)X \sim N(75, 5), antes de tipificar: forma parte de la puntuación.
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