Clase 12 Soluciones RD Sharma – Capítulo 32 Media y varianza de una variable aleatoria – Ejercicio 32.2 | Serie 1

Calcule la desviación media de la mediana de la siguiente distribución de frecuencias:

Pregunta 1(i): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: 2 3 4

pi: 0,3 0,5 0,3

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
2 0.2 0.4 0.8
3 0.3 1.5 4.5
4 0.5 1.2 4.8

∴ media = 0,4 + 1,5 + 1,2 = 3,1

Y varianza = 0,8 + 4,5 + 4,8 – (3,1) 2 = 0,49

∴ Desviación estándar = √ 0,49 = 0,7

Pregunta 1(ii): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: 1 3 4 5

pi: 0,4 0,1 0,2 0,3

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
1 0.4 0.4 0.4
3 0.1 0.3 0.9
4 0.2 0.8 3.2
5 0.3 1.5 7.5

∴ media = 0,4 + 0,3+0,8+1,5= 3,0

Y varianza =0.4+0.9+3.2+7.5 – (3.0) 2 = 3

∴ Desviación estándar = √ 3= 1.732

Pregunta 1(iii): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: -5 -4 1 2

pi: 1/4 1/8 1/2 1/8

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
-5 1/4 -1.25 6.25
-4 1/8 -0.5 2
1 1/2 0.5 0.5
2 1/8 0.25 0.5

∴ media = -1.25-0.5+0.5+0.25 = -1

Y varianza = 6,25+2+0,5+0,5 – (-1) 2 = 8,25

∴ Desviación estándar = √8.25= 2.9

Pregunta 1(iv): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: -1 0 1 2 3

pi: 0,3 0,1 0,1 0,3 0,2

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
-1 0.3 -0.3 0.3
0 0.1 0 0
1 0.1 0.1 0.1
2 0.3 0.6 1.2
3 0.2 0.6 1.8

∴ media = -0,3 + 0 + 0,1 + 0,6 + 0,6 = 1,0

Y varianza =0.3 + 0 + 0.1 + 1.2 + 1.8 – (1) 2 = 2.4

∴ Desviación estándar = √2,4 = 1,5

Pregunta 1(v): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: 1 2 3 4

pi: 0,4 0,3 0,2 0,1

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
1 0.4 0.4 0.4
2 0.3 0.6 1.2
3 0.2 0.6 1.8
4 0.1 0.4 1.6

∴ media = 0,4+0,6+0,6+0,4 = 2,0

Y varianza = 0,4 +1,2 + 1,8 + 1,6– (2) 2 = 1,0

∴ Desviación estándar = √1 = 1

Pregunta 1(vi): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: 0 1 3 5

pi: 0,2 0,5 0,2 0,1

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
0 0.2 0 0
1 0.5 0.5 0.5
3 0.2 0.6 1.8
5 0.1 0.5 2.5

∴ media = 0+0,5+0,6+0,5 = 1,6

Y varianza = 0 +0.5 + 1.8 + 2.5– (1.6) 2 = 2.24

∴ Desviación estándar = √2,24 = 1,497

Pregunta 1(vii): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: -2 -1 0 1 2

pi: 0,1 0,2 0,4 0,2 0,1 

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
-2 0.1 -0.2 0.4
-1 0.2 -0.2 0.2
0 0.4 0 0
1 0.2 0.2 0.2
2 0.1 0.2 0.4

∴ media = -0.2-0.2+0+0.2+0.2 = 0

Y varianza = 0 +0.4+0.2+0.2+0.4– (0) 2 = 1.2

∴ Desviación estándar = √1,2 = 1,095

Pregunta 1(viii): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: -3 -1 0 1 3

pi: 0,05 0,45 0,20 0,25 0,05

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi  xipi xi 2 pi
-3 0.05 -0.15 0,45
-1 0,45 -0.45 0,45
0 0.20 0 0
1 0.25 0.25 0.25
3 0.05 0.15 0,45

∴ media = -0,15-0,45+0+0,25+0,15 = -0,2

Y varianza = 0 +0,45+0,25+0,45+0,45– (-0,2) 2 = 1,56

∴ Desviación estándar = √1,56 = 1,248

Pregunta 1(ix): Encuentre la media y la desviación estándar de cada una de las siguientes distribuciones de probabilidad:

xi: 0 1 2 3 4 5

pi: 1/6 5/18 2/9 1/6 1/9 1/18

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
0 1/6 0 0
1 5/18 5/18 5/18
2 2/9 4/9 8/9
3 1/6 1/2 3/2
4 1/9 4/9 16/9
5 1/18 5/18 25/18

∴ Media = 0+5/18+4/9+1/2+4/9+5/18 = 35/18

Varianza = 0+5/18+8/9+3/2+16/9+25/18 -{35/18) 2 = 665/324  

∴ desviación estándar = √ (665/324) = √665/18

Pregunta 2: Una variable aleatoria discreta X tiene la distribución de probabilidad que se muestra a continuación:

X: 0,5 1 1,5 2

P(X): kk 2 2k 2 k

(i) Encuentre el valor de k. (ii) Determine la media de la distribución.

Solución:

Para encontrar el valor de k usaremos la idea básica de probabilidad.

Nota: sabemos que la suma de las probabilidades de todas las variables aleatorias tomadas de un espacio muestral dado es igual a 1.

∴ P(X=0,5) + P(X=1) + P(X=1,5) + P(X=2) = 1

∴ k + k 2 + 2k 2 + k = 1

⇒ 3k 2 + 2k – 1 = 0

⇒ 3k 2 + 3k – k – 1 = 0

⇒ 3k(k+1) – (k+1) = 0

⇒ (3k-1)(k+1) = 0

∴ k = 1/3 o k = -1

∵ k representa la probabilidad de un evento. Por lo tanto 0≤P(X)≤1

∴ k = 1/3

La media de cualquier distribución de probabilidad viene dada por: Media = ∑xipi

Ahora tenemos,

X: 0,5 1 1,5 2

P(X): 1/3 1/9 2/9 1/3

∴ primero necesitamos encontrar el producto, es decir, pixi y agregarlos para obtener significado.

∴ Media = 0,5 x (1/3) + 1 x (1/9) + 1,5 x (2/9) +2 x (1/3) = 23/18.

Pregunta 3: Encuentre la varianza media y la desviación estándar de la siguiente distribución de probabilidad

Xi: ab

Pi: pq

Donde p+q=1.

Solución:

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

∴ p 1 x 1 = ap y p 2 x 2 = bq Del mismo modo p 1 x 1 2 = a 2 p y p 2 x 2 2 = b 2 q

∴ Media = ap + bq

Varianza = a 2 p + b 2 q – (ap + bq) 2

=a 2 pq + b 2 pq + 2abpq [p + q=1]

=pq(ab) 2

∴ DE = √{pq(ab) 2 } = |ab|√pq

Pregunta 4: Encuentra la media y la varianza del número de cruces en tres lanzamientos de una moneda.

Solución:

Cuando lanzamos una moneda al aire tres veces tenemos las siguientes posibilidades:

{HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT}

Sea X una variable aleatoria que representa el número de cruces en 3 lanzamientos de una moneda.

∵ probabilidad de obtener cara o probabilidad de obtener cruz son eventos independientes y P(SALGA CARA) = P(SALGA COLA) = 1/2

∴ P(cara en el primer lanzamiento) y P(cara en el segundo lanzamiento) y P(cara en el tercer lanzamiento) pueden estar dadas por sus productos individuales.

Nota: P(A�B) = P(A)P(B) donde A y B son eventos independientes.

De este modo,

P(X=0) = P(HHH) = P(H)P(H)P(H) = 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/8

P(X=1) = P(HHT o HTH o THH) = P(HHT)+P(HTH)+P(THH)

= P(H)P(H)P(T)+ P(H)P(T)P(H)+ P(T)P(H)P(H)

= 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2

= 3/8

P(X=2) = P(HTT o THT o TTH) = P(HTT)+P(THT)+P(TTH)

= P(H)P(T)P(T)+ P(T)P(H)P(T)+ P(T)P(T)P(H)

= 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2

= 3/8

P(X=3) = P(TTT) = P(T)P(T)P(T) = 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/8

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos: 

xi Pi xipi xi 2 pi
0 1/8 0 0
1 3/8 3/8 3/8
2 3/8 3/4 3/2
3 1/8 3/8 9/8

∴ Media = 0 + 3/8 + 3/8 + 1/8 = 3/2

Varianza = 0 + 3/8 + 3/4 + 3/8 – (3/2) 2 = 3/4

Pregunta 5: Se sacan dos cartas simultáneamente de un paquete de 52 cartas. Calcule la media y la desviación estándar del número de reyes.

Solución:

En una baraja de 52 cartas hay 4 reyes cada uno de un palo respectivamente.

Sea X la variable aleatoria que denota el número de reyes para un evento cuando se extraen dos cartas simultáneamente.

∴ X puede tomar los valores 0, 1 o 2. 

P(X=0) = 48C 2 /52C 2     = 48×47/52×51 = 188/221

[Para seleccionar 0 reyes, eliminamos los 4 reyes del mazo y seleccionamos de 48]

P(X=1) = 4C 1 x 48C 1 /52C 2 = 48 x 4 x 2/52 x 51 = 32/221

[Para seleccionar 1 rey, debemos seleccionar 1 de 4 y ningún otro]

P(X=2) = 4C 2 /52C 2 = 4 x 3/52 x 51 = 1/221

[Para seleccionar 2 rey, necesitamos seleccionar y 2 de 4]

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la desviación estándar.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La Desviación Estándar viene dada por SD = √ Varianza donde la varianza viene dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
0 188/221 0 0
1 32/221 32/221 32/221
2 1/221 2/221 4/221

∴ media = 0 + 32/221 + 2/221 = 34/221

Varianza = 0 + 32/221 + 4/221 – (34/221) = 400/2873

∴ Desviación estándar = √varianza = √(400/2873) = 20/√2873

Pregunta 6: Encuentra la media, la varianza y la desviación estándar del número de cruces en tres lanzamientos de una moneda.

Solución:

Cuando lanzamos una moneda al aire tres veces tenemos las siguientes posibilidades:

{HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT}

Sea X una variable aleatoria que representa el número de cruces en 3 lanzamientos de una moneda.

∵ probabilidad de obtener cara o probabilidad de obtener cruz son eventos independientes y P(SALGA CARA) = P(SALGA COLA) = 1/2

∴ P(cara en el primer lanzamiento) y P(cara en el segundo lanzamiento) y P(cara en el tercer lanzamiento) pueden estar dadas por sus productos individuales.

Nota: P(A�B) = P(A)P(B) donde A y B son eventos independientes.

De este modo,

P(X=0) = P(HHH) = P(H)P(H)P(H) = 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/8

P(X=1) = P(HHT o HTH o THH) = P(HHT)+P(HTH)+P(THH)

= P(H)P(H)P(T)+ P(H)P(T)P(H)+ P(T)P(H)P(H)

= 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2

= 3/8

P(X=2) = P(HTT o THT o TTH) = P(HTT)+P(THT)+P(TTH)

= P(H)P(T)P(T)+ P(T)P(H)P(T)+ P(T)P(T)P(H)

= 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2 + 1/2 x 1/2 x 1/2

= 3/8

P(X=3) = P(TTT) = P(T)P(T)P(T) = 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/8

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

La Desviación Estándar viene dada por SD = √Varianza

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
1/8 0 0
1 3/8 3/8 3/8
2 3/8 3/4 3/2
3 1/8 3/8 9/8

∴ Media = 0 + 3/8 + 3/4 + 3/8 = 3/2

Varianza = 0 + 3/8 + 3/2 + 9/8 – (3/2) = 3/4

Desviación Estándar = √(3/4) = 0.87

Pregunta 7: Dos huevos malos se mezclan accidentalmente con diez buenos. Se extraen tres huevos al azar con reemplazo de este lote. Calcule la media del número de huevos podridos extraídos.

Solución:

Como hay un total de dos huevos malos. Por lo tanto, al dibujar 3 huevos, podemos dibujar 1 huevo malo o 2 o 0 huevos malos.

Sea X la variable aleatoria que denota el número de huevos podridos que se pueden sacar en cada sorteo.

Claramente X puede tomar valores 0,1 o 2

P(X=0) = P(los 3 son buenos huevos) = 2C 0 x 10C 3 /12C 3 = 120/220 = 6/11

[Dado que hay 10 huevos buenos, para seleccionar todos los buenos tomamos los tres de 10 y 0 huevos de 2 malos. Los puntos de muestra totales no son formas de seleccionar 3 huevos de un total de 12 huevos]

Similarmente,

P(X=1) = P(1 huevos malos y 2 buenos) = 2C 1 x 10C 2 /12C 3  = 9/22 

P(X=2) = P(2 huevos malos y 1 huevo bueno) =2C 2 x 10C 1 /12C 3 = 1/22

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y agregarlos para obtener significado.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

xi Pi xipi
0 6/11 0
1 9/22 9/22
2 1/22 1/11

∴ media = 0 + 9/22 + 1/11 = 1/2

Pregunta 8: Se lanza un par de dados justos. Sea X la variable aleatoria que denota el mínimo de los dos números que aparecen. Encuentre la distribución de probabilidad, la media y la varianza de X.

Solución:

Cuando se lanza un par de dados justos, hay un total de 36 resultados posibles.

X denota el mínimo de dos números que aparecen

∴ X puede tomar valores 1,2,3,4,5 y 6

P(X=1) = 11/36

[Pares posibles: (1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(3,1 ),(4,1),(5,1),(6,1)]

P(X=2) = 9/36

[Pares posibles: (2,2),(3,2),(4,2),(5,2),(6,2),(2,6),(2,5),(2,4 ),(2,3)]

P(X=3) = 7/36

[Pares posibles: (3,3),(3,4),(4,3),(5,3),(3,5),(3,6),(6,3)]

P(X=4) = 5/36

[Pares posibles: (4,4),(5,4),(4,5),(4,6),(6,4)]

P(X=5) = 3/36

[Pares posibles (5,5),(5,6),(6,5)]

P(X=6) = 1/36

[Pares posibles: (6,6)]

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

La Desviación Estándar viene dada por SD = √Varianza

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

Tabla de distribución de probabilidad requerida:

xi Pi xipi xi 2 pi
1 11/36 11/36 11/36
2 9/36 18/36 1
3 7/36 21/36 63/36
4 5/36 20/36 80/36
5 3/36 15/36 75/36
6 1/36 6/36 1

∴ Media = 11/36 + 18/36 + 21/ 36 + 20/36 + 15/36 + 6/36 = 91/36

Varianza = 11/36 + 1 + 63/36 + 80/36 + 75/36 + 1 – (91/36) 2 =2555/1296

Desviación estándar = √varianza = 1.403

Pregunta 9: Se lanza una moneda normal cuatro veces. Sea X el número de cabezas que ocurren. Encuentre la distribución de probabilidad, la media y la varianza de X.

Solución:

Digamos, H representa el evento de obtener una cara y T representa obtener una cruz.

Cuando lanzamos una moneda 4 veces tenemos las siguientes posibilidades:

{HHHH,HHHT,HHTH,THHH,HTHH,THHT,TTHH,HHTT,THTH…………,TTTT}

Un total de 24 = 16 posibilidades.

Sea X una variable aleatoria que representa el número de caras que ocurren en 4 lanzamientos de una moneda.

∵ probabilidad de obtener cara o probabilidad de obtener cruz son eventos independientes y P(SALGA CARA) = P(SALGA COLA) = 1/2

∴ P(cara en el primer lanzamiento) y P(cara en el segundo lanzamiento) y P(cara en el tercer lanzamiento) y P(cruz en el 4to lanzamiento) pueden ser dadas por sus productos individuales.

Nota: P(A�B) = P(A)P(B) donde A y B son eventos independientes.

De este modo,

P(X=0) = P(TTTT) = P(T)P(T)P(T)P(T) = 1/2 x 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/16

Seleccionar una moneda de 4 que mostrará el reposacabezas y todos mostrarán la cola

= 4C 1 x P(HHHT) = 4C 1 x(1/2) x (1/2) x (1/2) x (1/2) = 1/4

similar ,

P(X=2) = 4C 2 x(1/2) 4 = 3/8

P(X=3) = 4C 3 x (1/2) 4 = 1/4

P(X=4) = P(HHHH) = 1/16

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla que representa la distribución de probabilidad da los productos requeridos:

xi Pi  xipi  xi 2 pi
0 1/16 0 0
1 1/4 1/4 1/4
2 3/8 3/4 3/2
3 1/4 3/4 9/4
4 1/16 1/4 1

∴ Media = 0+ 1/4 + 3/4 + 3/4 + 1/4 = 2

Varianza = 0 + 1/4 + 3/2 + 9/4 + 1 – (2) = 1

Pregunta 10: Se lanza un dado justo. Sea X el doble del número que aparece. Encuentre la distribución de probabilidad, la media y la varianza de X.

Solución:

Cuando se lanza un dado justo, hay un total de 6 resultados posibles.

∵ X denota el doble del número que aparece en el dado

∴ X puede tomar valores 2,4,6,8,10 y 12

Como la aparición de un número en un dado justo es igualmente probable

es decir, P(aparece de 1) = P(aparece de 2) = P(aparece de 3) = P(aparece de 4) = P(aparece de 5) = P(aparece de 6) = 1/6

∴ la aparición del doble del número también es igualmente probable con una probabilidad de 1/6.

P(X=2)=P(X=4)=P(X=6)=P(X=8)=P(X=10)=P(X=12)=1/6

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

Tabla de distribución de probabilidad requerida:

xi Pi xipi xi 2 pi
2 1/6 2/6 4/6
4 1/6 4/6 16/6
6 1/6 1 36/6
8 1/6 4/3 64/6
10 1/6 5/3 100/6
12 1/6 2 144/6

∴ Media = 2/6 + 4/6 + 1 + 4/3 + 5/3 + 2 = 7

Varianza = 4/6 + 16/6 + 36/6 + 64/6 + 100/6 + 144/6 – 7 2 = 70/6.

Pregunta 11: Se lanza un dado justo. Sea X 1 o 3 según aparezca un número par o impar. Encuentre la distribución de probabilidad, la media y la varianza de X.

Solución: 

Cuando se lanza un dado justo, hay un total de 6 resultados posibles.

∵ X denota 1 o 3 según aparezca un número par o impar.

P(aparición de un número par en un dado) = 3/6 [resultados favorables {2,4,6}]

P(aparición de un número impar en un dado) = 3/6 [resultados favorables {1,4,3}]

P(X=1) = 3/6 = 1/2

P(X=3) = 3/6 = 1/2

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑ xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla da los productos requeridos:

Tabla de distribución de probabilidad requerida: –

xi Pi xipi xi 2 pi
1 1/2 1/2 1/2
3 1/2 3/2 9/2

∴ Media = 1/2 + 3/2 = 2

Varianza = 1/2 + 9/2 – (2) 2 = 1.

Pregunta 12: Se lanza una moneda normal cuatro veces. Sea X la string más larga de cabezas que se presenta. Encuentre la distribución de probabilidad, la media y la varianza de X.

Solución:

Digamos, H representa el evento de obtener una cara y T representa obtener una cruz.

Cuando lanzamos una moneda 4 veces tenemos las siguientes posibilidades:

{HHHH,HHHT,HHTH,THHH,HTHH,THHT,TTHH,HHTT,THTH…………,TTTT}

Un total de 24 = 16 posibilidades.

∵ probabilidad de obtener cara o probabilidad de obtener cruz son eventos independientes y P(SALGA CARA) = P(SALGA COLA) = 1/2

∴ P(cara en el primer lanzamiento) y P(cara en el segundo lanzamiento) y P(cara en el tercer lanzamiento) y P(cruz en el 4to lanzamiento) pueden ser dadas por sus productos individuales.

Nota: P(A�B) = P(A)P(B) donde A y B son eventos independientes.

Como X es una variable aleatoria que representa la string más larga de cabezas que ocurren en 4 lanzamientos.

∴ X puede tomar los siguientes valores:

X = 0 [todas cruces (TTTT)]

X = 1 [La string más larga contiene solo 1 cabeza, por ejemplo (HTTT), (TTTH), (HTHT) ..]

X = 2 [La string más larga contiene solo 2 encabezados, por ejemplo (HHTT), (HHTH), (THHT)…]

X = 3 [La string más larga contiene solo 3 encabezados, por ejemplo (HHHT) y (THHH)]

X = 4 [La string más larga contiene 4 cabezas, es decir (HHHH)]

De este modo,

P(X=0) = 1/16

P(X=1) = 7/16 [contando el número de resultados favorables como se explica]

P(X=2) = 5/16

P(X=3) = 2/16

P(X=4) = 1/16

Ahora tenemos pi y xi.

Procedamos a encontrar la media y la varianza.

La media de cualquier distribución de probabilidad está dada por Media = ∑xipi

La varianza está dada por:

Varianza = ∑xi 2 pi – (∑xipi) 2

∴ primero necesitamos encontrar los productos, es decir, pixi y pixi 2 y sumarlos para obtener la media y aplicar la fórmula anterior para obtener la varianza.

La siguiente tabla que representa la distribución de probabilidad da los productos requeridos:

xi Pi xipi xi 2 pi
0 1/16 0 0
1 7/16 7/16 7/16
2 5/16 10/16 20/16
3 2/16 6/16 18/16
4 1/16 1/4 1

∴ Media = 0 + 7/16 + 10/16 + 6/16 + 1/4 = 1,7

Varianza = 0 + 7/16 + 20/16 + 18/16 + 1 – (1,7) 2 = 0,935

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por codegfg y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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