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Secundaria 1º · Matemáticas
Azar y probabilidad · Probabilidad

Frecuencia relativa y probabilidad experimental

Lanzas una moneda 10 veces y salen 7 águilas. ¿Significa que la moneda está cargada? No necesariamente: con pocos lanzamientos, el azar da sorpresas. Si la lanzas 1,000 veces, el resultado se acerca mucho más a la mitad. Veamos por qué.

Frecuencia relativa de un evento

Barra horizontal que representa 45 encestes (75 %) y 15 fallos sobre una escala de 60 tiros libres. 45 encestes (75 %) 15 fallos 0 15 30 45 60 tiros encestes fallos
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Hemos lanzado una moneda $50$ veces y ha salido águila $28$ veces. a) ¿Cuál es la frecuencia absoluta de «águila»? ¿Y la de «sol»? b) Calcula la frecuencia relativa de…

Hemos lanzado una moneda $50$ veces y ha salido águila $28$ veces.

  1. a) ¿Cuál es la frecuencia absoluta de «águila»? ¿Y la de «sol»?
  2. b) Calcula la frecuencia relativa de «águila» como fracción y como decimal.
  3. c) ¿Y la frecuencia relativa de «sol»?
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Una jugadora de básquetbol ha encestado $45$ de los últimos $60$ tiros libres que ha lanzado. a) ¿Cuál es su frecuencia relativa de enceste? b) Si mañana lanza un tiro…

Una jugadora de básquetbol ha encestado $45$ de los últimos $60$ tiros libres que ha lanzado.

  1. a) ¿Cuál es su frecuencia relativa de enceste?
  2. b) Si mañana lanza un tiro libre, ¿qué probabilidad experimental le asignarías a que lo enceste? Exprésala como fracción, como decimal y como porcentaje.
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La frecuencia relativa se acerca a la probabilidad

Lanza el dado muchas veces y observa cómo las barras (lo que realmente sale) se acercan a la línea naranja (lo que «debería» salir si el dado es justo, o sea, $\frac{1}{6}$ para cada cara):

Esa proporción a la que se acerca la frecuencia relativa es lo que llamamos probabilidad experimental. Si el dado es justo, esperamos que cada cara tenga frecuencia relativa cercana a $\dfrac{1}{6} \approx 0.167$. Por ejemplo, en $60$ lanzamientos esperamos unos $10$ por cara, pero no exactamente $10$ cada una.

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Un grupo de alumnos lanza un dado $60$ veces y anota los resultados: el $1$ sale $8$ veces; el $2$, $11$ veces; el $3$, $9$ veces; el $4$, $10$ veces; el $5$, $13$…

Un grupo de alumnos lanza un dado $60$ veces y anota los resultados: el $1$ sale $8$ veces; el $2$, $11$ veces; el $3$, $9$ veces; el $4$, $10$ veces; el $5$, $13$ veces, y el $6$, $9$ veces.

  1. a) Construye la tabla de frecuencias absolutas y relativas (estas últimas con tres cifras decimales).
  2. b) ¿Qué frecuencia relativa «teórica» esperarías para cada cara si el dado es justo? Exprésala como fracción y como decimal aproximado.
  3. c) ¿Qué resultado se ha alejado más de lo esperado? ¿Crees que el dado está trucado? Justifica tu respuesta teniendo en cuenta el número de lanzamientos.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Un club de juegos de mesa organiza un sorteo con una ruleta de $5$ sectores iguales numerados del $1$ al $5$. Antes del sorteo, un espectador la prueba haciéndola girar…

Un club de juegos de mesa organiza un sorteo con una ruleta de $5$ sectores iguales numerados del $1$ al $5$. Antes del sorteo, un espectador la prueba haciéndola girar $500$ veces y obtiene: el $1$ sale $97$ veces; el $2$, $103$ veces; el $3$, $98$ veces; el $4$, $101$ veces, y el $5$, $101$ veces.

  1. a) Calcula las frecuencias relativas de cada número.
  2. b) ¿Qué probabilidad teórica tiene cada número si la ruleta es justa?
  3. c) ¿Parece la ruleta equilibrada? Razona tu respuesta.
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Cuando no se puede saber de antemano

A veces no hay razón para pensar que los resultados sean igual de probables: una chincheta al caer, un dado que parece cojo. En esos casos se experimenta y se usa la frecuencia relativa como estimación de la probabilidad.

Una barra dividida en dos partes: una chincheta lanzada 200 veces cae con la punta hacia arriba 76 veces y de lado 124 veces, con probabilidades estimadas de 0.38 y 0.62. Una chincheta lanzada 200 veces: punta arriba: 76 de lado: 124 P ≈ 76/200 = 0.38 P ≈ 124/200 = 0.62
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En el patio se juega a lanzar una chincheta: puede caer con la punta hacia arriba o de lado. Tras $200$ lanzamientos, la chincheta ha caído con la punta hacia arriba…

En el patio se juega a lanzar una chincheta: puede caer con la punta hacia arriba o de lado. Tras $200$ lanzamientos, la chincheta ha caído con la punta hacia arriba $112$ veces.

  1. a) Calcula la frecuencia relativa de «punta hacia arriba» y la de «de lado».
  2. b) ¿Qué probabilidad experimental le asignarías a cada resultado?
  3. c) ¿Por qué en este experimento no podemos usar la regla de Laplace para decir que cada resultado vale $\frac{1}{2}$?
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La gráfica muestra cómo evoluciona la frecuencia relativa del evento «sacar águila» cuando lanzamos una moneda cada vez más veces. a) ¿Hacia qué valor se acerca la…

La gráfica muestra cómo evoluciona la frecuencia relativa del evento «sacar águila» cuando lanzamos una moneda cada vez más veces.

P = 0.5 (teórica) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 10 100 1000 10000 Núm. de lanzamientos Frecuencia relativa (fᵢ) 0.40 0.55 0.47 0.52 0.50 Frecuencia relativa
  1. a) ¿Hacia qué valor se acerca la frecuencia relativa cuando el número de lanzamientos es muy grande?
  2. b) ¿Por qué crees que las oscilaciones son grandes al principio y pequeñas al final?
  3. c) Si lanzáramos la moneda $100,000$ veces, ¿qué frecuencia relativa esperarías obtener, aproximadamente? ¿Y cuántas águilas?
  4. d) ¿Contradice esta gráfica la afirmación «en $10$ lanzamientos tienen que salir $5$ águilas»? Justifica tu respuesta.
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Dos jugadoras de básquetbol presumen de su puntería: Lara ha encestado $12$ de sus últimos $20$ tiros libres. Miriam ha encestado $45$ de sus últimos $100$ tiros libres.…

Dos jugadoras de básquetbol presumen de su puntería:

  • Lara ha encestado $12$ de sus últimos $20$ tiros libres.

  • Miriam ha encestado $45$ de sus últimos $100$ tiros libres.

  1. a) Calcula la frecuencia relativa de enceste de cada una.
  2. b) ¿Cuál de las dos tiene mejor porcentaje de acierto?
  3. c) El entrenador tiene que elegir a una de las dos para lanzar el tiro decisivo y dice: «Confío más en el dato de Miriam, porque viene de muchos más lanzamientos». ¿Qué quiere decir? ¿Estás de acuerdo con su razonamiento? Argumenta usando lo que sabes de la frecuencia relativa.
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Una app de matemáticas simula el lanzamiento de un dado $11,000$ veces y obtiene estos resultados: el $1$ sale $1,660$ veces; el $2$, $1,668$ veces; el $3$, $1,655$…

Una app de matemáticas simula el lanzamiento de un dado $11,000$ veces y obtiene estos resultados: el $1$ sale $1,660$ veces; el $2$, $1,668$ veces; el $3$, $1,655$ veces; el $4$, $1,670$ veces; el $5$, $1,647$ veces, y el $6$ sale $2,700$ veces.

  1. a) Calcula la frecuencia relativa de cada resultado, con cuatro cifras decimales.
  2. b) Si el dado virtual fuera justo, ¿qué frecuencia relativa esperarías para cada cara, aproximadamente?
  3. c) ¿Qué cara sospechas que está «cargada»? Razona tu respuesta comparando las frecuencias obtenidas con las esperadas.
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Vuelve al principio: 7 águilas en 10 lanzamientos (frecuencia relativa $0.7$) no prueban que la moneda esté cargada, porque $10$ lanzamientos son pocos. Con $1{,}000$ lanzamientos y, por ejemplo, $700$ águilas, sí sospecharíamos.

Resumen

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