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3° CSH · Matemática
Estadísitica · La distribución normal (variable continua)

Variable tipificada

Te conviene dominar: La distribución normal (2.° de Educación Media Superior (bachillerato))

Dos amigas de distintos liceos sacan un 8 en la prueba de Matemática. En un liceo la media fue 5 y en el otro fue 7,5. ¿Valen lo mismo los dos 8? Casi ninguna variable real (una nota, un peso, un tiempo) tiene media $0$ y desviación típica $1$, pero la tabla de la normal está hecha solo para $N(0,1)$. Tipificar es el puente: convierte cualquier normal en la estándar sin perder información, y te deja comparar posiciones y calcular probabilidades con la misma tabla.

Tipificar y destipificar

Restar $\mu$ corre el centro de la campana al $0$. Dividir entre $\sigma$ cambia la escala y deja la dispersión en $1$. Probá con los deslizadores: la forma de la campana no cambia, solo se corre y se estira.

Dos rectas numéricas: arriba la recta X con la media 1200 y el valor 1650; abajo la recta Z con los mismos puntos en 0 y en 1,5. μ = 1.200 X = 1.650 Z = 0 Z = 1,5 X Z
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En una comunidad de creadores de contenido, el número de visualizaciones diarias de los videos sigue una distribución normal con una media $\mu = 1200$ y una desviación…

En una comunidad de creadores de contenido, el número de visualizaciones diarias de los videos sigue una distribución normal con una media $\mu = 1200$ y una desviación típica $\sigma = 300$. Si un "influencer" consiguió hoy $1650$ visualizaciones, calculá el valor de la variable tipificada $Z$ correspondiente a ese dato.

μ = 1200 σ = 300 600 900 1200 1500 1800 X (Visualizaciones) −2 −1 0 1 2 Z (Tipificada) X = 1650 Z = ?
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La duración de la batería de un modelo de smartphone en uso intensivo se distribuye según una normal $N(8; 1,5)$, donde la media son $8$ horas. Un usuario nota que su…

La duración de la batería de un modelo de smartphone en uso intensivo se distribuye según una normal $N(8; 1,5)$, donde la media son $8$ horas. Un usuario nota que su teléfono solo dura $5$ horas tras la última actualización. Tipifica este valor e indica si el resultado es positivo o negativo. ¿Qué significado tiene el signo en este contexto?

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Dada una variable aleatoria continua $X$ que sigue una distribución normal con media $\mu = 50$ y desviación típica $\sigma = 8$, encuentra el valor de la variable…

Dada una variable aleatoria continua $X$ que sigue una distribución normal con media $\mu = 50$ y desviación típica $\sigma = 8$, encuentra el valor de la variable original $X$ sabiendo que su valor tipificado es $Z = 2,25$.

Z −3 −2 −1 1 2 3 0 2,25 X 26 34 42 58 66 74 μ=50 X=? σ=8 2,25 × σ X = μ + Z·σ X = 50 + 2,25·8
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Comparar posiciones relativas

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Dos estudiantes de diferentes liceos quieren comparar sus notas en el examen de Economía. Marta obtuvo un $8,2$ en su liceo, donde la media fue $\mu = 6,5$ y la…

Dos estudiantes de diferentes liceos quieren comparar sus notas en el examen de Economía.

  • Marta obtuvo un $8,2$ en su liceo, donde la media fue $\mu = 6,5$ y la desviación estándar $\sigma = 1,1$.

  • Pablo obtuvo un $8,5$ en su liceo, donde la media fue $\mu = 7,2$ y la desviación estándar $\sigma = 1,4$.

Calculá la variable tipificada para ambos y determiná cuál de los dos obtuvo una nota mejor en relación con su propio grupo.

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En una plataforma de juegos online, la puntuación de los jugadores en el nivel "Leyenda" sigue una distribución normal con una media $\mu = 4500$ puntos y una desviación…

En una plataforma de juegos online, la puntuación de los jugadores en el nivel "Leyenda" sigue una distribución normal con una media $\mu = 4500$ puntos y una desviación típica $\sigma = 600$ puntos. Por otro lado, en el nivel "Maestro", las puntuaciones siguen una distribución normal con $\mu = 3800$ puntos y $\sigma = 450$ puntos.

Un jugador ha obtenido $5200$ puntos en el nivel "Leyenda" y su amigo ha obtenido $4400$ puntos en el nivel "Maestro". Utiliza la variable tipificada para determinar cuál de los dos amigos ha obtenido una puntuación mejor en relación con su grupo de juego.

Z −2 −1 0 1 2 z₁ = ? z₂ = ? Nivel Leyenda N(4500, 600) x₁ = 5200 z₁ = ? Tipificación Z = (X - μ) / σ Nivel Maestro N(3800, 450) x₂ = 4400 z₂ = ?
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Tres estudiantes de diferentes liceos quieren comparar sus resultados en una prueba de aptitud lingüística. Debido a que los exámenes eran distintos, los puntajes siguen…

Tres estudiantes de diferentes liceos quieren comparar sus resultados en una prueba de aptitud lingüística. Debido a que los exámenes eran distintos, los puntajes siguen distribuciones normales diferentes:

  • Ana obtuvo $72$ puntos en un examen con $N(60, 8)$.

  • Beto obtuvo $80$ puntos en un examen con $N(70, 12)$.

  • Carla obtuvo $65$ puntos en un examen con $N(55, 5)$.

Determiná, mediante la tipificación de las variables, cuál de los tres estudiantes se encuentra en una mejor posición relativa respecto a su grupo de referencia. Justificá tu respuesta comparando los valores de la variable tipificada $Z$.

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De la variable tipificada a la probabilidad

Esquema: el valor X = 35 minutos de una N(25, 5) se tipifica a Z = 2, cuya probabilidad acumulada es 0,9772. X = 35 min N(25; 5) tipificar Z = 2 P(Z ≤ 2) = 0,9772 Z = (35 − 25) / 5 = 2

La campana es simétrica respecto de $0$. Por eso $P(Z < -a) = P(Z > a) = 1 - P(Z \le a)$, y la tabla alcanza aunque solo traiga valores positivos de $z$.

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Si una variable tipificada $Z$ sigue una distribución normal estándar $N(0, 1)$, utiliza la simetría de la campana de Gauss para explicar por qué la probabilidad…

Si una variable tipificada $Z$ sigue una distribución normal estándar $N(0, 1)$, utiliza la simetría de la campana de Gauss para explicar por qué la probabilidad $P(Z < -1)$ es la misma que $P(Z > 1)$. Dibuja tú mismo un esquema de la situación: la campana de Gauss, su eje de simetría, los valores $-1$, $0$ y $1$ sobre el eje horizontal y las dos regiones cuyas áreas representan esas probabilidades.

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

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Se midió el tiempo que tardan los jóvenes de una ciudad en llegar al liceo. Los datos siguen una normal con $\mu = 25$ minutos y $\sigma = 5$ minutos. Tipificá el valor…

Se midió el tiempo que tardan los jóvenes de una ciudad en llegar al liceo. Los datos siguen una normal con $\mu = 25$ minutos y $\sigma = 5$ minutos. Tipificá el valor $X = 35$ minutos. Si la tabla de la normal estándar nos dice que $P(Z < 2) = 0,9772$, ¿qué porcentaje de alumnos tarda menos de $35$ minutos en llegar?

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Se ha realizado un estudio sobre el tiempo diario que los adolescentes de 17 años dedican a ver contenido en plataformas de streaming*. Los resultados muestran que este…

Se ha realizado un estudio sobre el tiempo diario que los adolescentes de 17 años dedican a ver contenido en plataformas de streaming. Los resultados muestran que este tiempo sigue una distribución normal $X \sim N(110, 25)$, donde el tiempo se mide en minutos.

  1. a) Calcula la probabilidad de que un joven elegido al azar pase más de $135$ minutos al día en estas plataformas.
  2. b) ¿Cuál es la probabilidad de que el tiempo dedicado esté comprendido entre $90$ y $120$ minutos?
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Intervalos y probabilidades condicionadas

Si te piden $P(A \mid B)$, usá $P(A \mid B) = \dfrac{P(A \cap B)}{P(B)}$ y calculá numerador y denominador con la tabla.

Lo mismo vale para intervalos escritos con $\mu$ y $\sigma$: $P(\mu - \sigma < X < \mu + 2\sigma) = P(-1 < Z < 2)$. Al restar $\mu$ y dividir entre $\sigma$ en $\mu-\sigma

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El peso de las mochilas de los estudiantes de bachillerato de un liceo sigue una distribución normal con media $6,5$ kg y desviación típica $1,4$ kg. a) Determiná el…

El peso de las mochilas de los estudiantes de bachillerato de un liceo sigue una distribución normal con media $6,5$ kg y desviación típica $1,4$ kg.

  1. a) Determiná el valor de la variable tipificada $Z$ que corresponde a una mochila de $8$ kg.
  2. b) El médico del liceo recomienda que el peso de la mochila no supere los $9$ kg. ¿Qué porcentaje de alumnos está incumpliendo esta recomendación?
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El tiempo que los adolescentes de una ciudad dedican diariamente a redes sociales sigue una distribución normal $X \sim N(120, 20)$, donde el tiempo se mide en minutos.…

El tiempo que los adolescentes de una ciudad dedican diariamente a redes sociales sigue una distribución normal $X \sim N(120, 20)$, donde el tiempo se mide en minutos.

Calcula la probabilidad de que un adolescente elegido al azar dedique a las redes sociales entre $100$ y $150$ minutos, sabiendo de antemano que dedica más de $110$ minutos. (Nota: utiliza la definición de probabilidad condicionada junto con la tipificación de la variable).

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Sea $X$ una variable aleatoria continua que sigue una distribución normal $N(\mu, \sigma)$. Si definimos la variable tipificada como $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,…

Sea $X$ una variable aleatoria continua que sigue una distribución normal $N(\mu, \sigma)$. Si definimos la variable tipificada como $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$, demuestra analíticamente, utilizando las propiedades de la tipificación y la simetría de la campana de Gauss, que las siguientes probabilidades son equivalentes:

  1. $P(\mu - \sigma < X < \mu + 2\sigma)$

  2. $P(-1 < Z < 2)$

Calcula dicho valor utilizando la tabla de la distribución $N(0, 1)$.

μ-3σ μ-2σ μ-σ μ μ+σ μ+2σ μ+3σ X −3 −2 −1 0 1 2 3 Z P(−1 < Z < 2) Z=(X-μ)/σ
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Del porcentaje al valor: percentiles e intervalos centrales

Campana de Gauss con el 90 % central sombreado entre menos z y z, y dos colas de 5 % a los lados. μ μ − zσ μ + zσ 90 % 5 % 5 %

Un intervalo simétrico que encierra el $90\,\%$ deja $5\,\%$ en cada cola. Entonces $P(Z \le z) = 0{,}95$, con $z=1{,}645$, y el intervalo es $[\mu - 1{,}645\,\sigma;\ \mu + 1{,}645\,\sigma]$.

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Las notas finales de una prueba de ingreso a la universidad en una determinada región siguen una distribución normal con media $6,8$ y desviación estándar $1,2$. La…

Las notas finales de una prueba de ingreso a la universidad en una determinada región siguen una distribución normal con media $6,8$ y desviación estándar $1,2$.

La universidad decidió otorgar una beca especial de excelencia al $5\%$ de los estudiantes que hayan obtenido las mejores calificaciones. Utilizando la tabla de la distribución normal estándar $N(0,1)$, calculá la nota mínima necesaria para obtener dicha beca.

σ = 1,2 μ = 6,8 k = ? 5% mejores
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Un creador de contenido en una red social analiza el número de "likes" que reciben sus publicaciones. Ha observado que el número de "likes" sigue una distribución normal…

Un creador de contenido en una red social analiza el número de "likes" que reciben sus publicaciones. Ha observado que el número de "likes" sigue una distribución normal con media $1200$.

  1. a) Si la desviación típica es $\sigma = 150$, calcula el intervalo simétrico respecto a la media que encierre al $90\%$ de las publicaciones.
  2. b) ¿Cuál es la probabilidad de que una publicación elegida al azar tenga exactamente $1300$ "likes"? Justifica tu respuesta basándote en las propiedades de las variables continuas.
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Las estaturas de los estudiantes de segundo de bachillerato de un liceo se distribuyen según una normal $X \sim N(172, 9)$. El director del liceo desea seleccionar al…

Las estaturas de los estudiantes de segundo de bachillerato de un liceo se distribuyen según una normal $X \sim N(172, 9)$. El director del liceo desea seleccionar al $5\%$ de los estudiantes más altos para el equipo de básquetbol y al $5\%$ de los estudiantes más bajos para un estudio ergométrico.

  1. a) ¿A partir de qué estatura se seleccionan los alumnos para el equipo de básquetbol?
  2. b) ¿Cuál es la estatura máxima para formar parte del estudio ergométrico?
  3. c) ¿Cuál es la probabilidad de que un alumno mida exactamente $172$ cm? Razoná la respuesta basándote en la naturaleza de las variables continuas.
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Hallar la media o la desviación típica desconocidas

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La duración de la batería de un nuevo modelo de smartphone* en uso intensivo se distribuye según una normal de media $\mu$ horas y desviación típica $\sigma = 1,5$…

La duración de la batería de un nuevo modelo de smartphone en uso intensivo se distribuye según una normal de media $\mu$ horas y desviación típica $\sigma = 1,5$ horas.

Se sabe que el $25,14\%$ de los teléfonos tienen una batería que dura menos de $8$ horas. Halla el valor de la media $\mu$ de esta distribución utilizando el proceso de destipificación.

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En una competición de atletismo, el tiempo en segundos que tardan los participantes en completar los 400 metros lisos sigue una distribución $X \sim N(52, \sigma)$. Si…

En una competición de atletismo, el tiempo en segundos que tardan los participantes en completar los 400 metros lisos sigue una distribución $X \sim N(52, \sigma)$.

Si se sabe que el $84,13\%$ de los corredores tarda menos de $55$ segundos en finalizar la prueba, calcula la desviación típica $\sigma$ del tiempo de los corredores.

52 55s Área = 0,8413 X ~ N(52, σ)
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En una academia de preparación para las pruebas de acceso a la universidad, se ha observado que las calificaciones de un simulacro de Matemáticas Aplicadas a las…

En una academia de preparación para las pruebas de acceso a la universidad, se ha observado que las calificaciones de un simulacro de Matemáticas Aplicadas a las Ciencias Sociales siguen una distribución normal $N(\mu, \sigma)$. Se sabe que el $15,87\%$ de los alumnos obtuvo una nota superior a $8$ puntos, mientras que el $2,28\%$ no alcanzó los $3$ puntos. Calcula el valor de la media $\mu$ y de la desviación típica $\sigma$ de esta distribución utilizando la tabla de la normal tipificada $Z \sim N(0, 1)$.

X ~ N(μ=?, σ=?) 3 μ = ? 8 σ = ? 2,28% 15,87%
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Volvé al principio: los dos $8$ no valen lo mismo. En el liceo de media $5$ el $8$ está $3$ puntos por encima de la media, y en el de media $7{,}5$ solo $0{,}5$ puntos. Pero para decidir cuál es mejor hay que dividir cada diferencia entre su propia $\sigma$ y comparar los $Z$.

Resumen

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