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lunes, 7 de mayo de 2018

Cálculos con la distribución normal

ENUNCIADO. La edad de los individuos de una población se ajusta a una distribución de probabilidad normal, de media 27 años y desviación estándard de 1,8 años. ¿ Qué tanto por ciento de la población tiene una edad comprendida entre 25 y 30 años ?. Si se eligen al azar 230 individuos de dicha población, ¿ cuántos de ellos se espera que estén en esa franja de edad ?.

SOLUCIÓN.

P\{25\le X \le 30\}=P\{X \le 30 \}-P\{X \le 25 \}=

  \overset{(1)}{=}P\{Z \le 1'6667\}-P\{Z \le -1'1111\}=

  \overset{(2)}{=}P\{Z \le 1'6667\}-(1-P\{Z \le 1'1111\}) =P\{Z \le 1'6667\}+P\{Z\le 1'1111\}-1

    =F(1'6667)+F(1'1111)-1 =

    \overset{\text{tablas}\,N(0,1)\,,\,(3)}{=}0'9522+0'8667-1

    =0'8189


Aclaraciones:
(1) Tipificación de la variable aleatoria X \rightarrow Z=\dfrac{X-27}{1'8}, donde Z es N(0,1); entonces:
    17 \rightarrow \dfrac{30-27}{1'8}=1'6667
    15 \rightarrow \dfrac{25-27}{1'8}=-1'1111
(2) Simetría con respecto del eje Oz de la función de densidad de probabilidad f(z)
(3) Interpolación lineal entre los valores que figuran en la tabla:
-------------------
z      |  F(z)
-------------------
1,67   | 0'9525
1,66   | 0'9515
1,67   | 0'9525
1,6667 | F(1'6667)
-------------------

\dfrac{F(1'6667)-0'9515}{0'9515-0'9525}=\dfrac{1'6667-1'66}{1'66-1'67} \Rightarrow F(1'6667)=

  =\dfrac{(1'6667-1'66)\cdot (0'9515-0'9525)}{1'66-1'67}+0'9515 \approx 0'9522



-------------------
z      |  F(z)
-------------------
1,11   | 0'8665
1,12   | 0'8686
1,67   | 0'9525
1,1111 | F(1'1111)
-------------------

\dfrac{F(1'1111)-0'8686}{0'8686-0'8665}=\dfrac{1'1111-1'12}{1'12-1'11} \Rightarrow F(1'1111)=

  =\dfrac{(1'1111-1'12)\cdot (0'8686-0'8665)}{1'12-1'11}+0'8686 \approx 0'8667

En consecuencia, de los 230 individuos que se han elegido ( al azar ), 0'8667 \cdot 230 \approx 199 se espera que se encuentren en la franja de edad pedida.

\square

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