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7° EBI · Matemática
Azar y probabilidad · Probabilidad

Frecuencia relativa y probabilidad experimental

En el recreo, Mateo lanza una moneda 10 veces y salen 7 caras. ¿Quiere decir que la moneda está trucada? No necesariamente: con pocos lanzamientos, el azar da sorpresas. Si la lanzara 1.000 veces, el resultado se parecería mucho más a la mitad. Veamos por qué.

Frecuencia relativa de un suceso

Cuando repetimos una experiencia aleatoria, podemos anotar cuántas veces ocurre un suceso. Ese número es la frecuencia absoluta. Para comparar experiencias con distinta cantidad de repeticiones, la dividimos entre el total.

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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Lanzamos una moneda $50$ veces y salió cara $28$ veces. a) ¿Cuál es la frecuencia absoluta de «cara»? ¿Y la de «cruz»? b) Calculá la frecuencia relativa de «cara» como…

Lanzamos una moneda $50$ veces y salió cara $28$ veces.

  1. a) ¿Cuál es la frecuencia absoluta de «cara»? ¿Y la de «cruz»?
  2. b) Calculá la frecuencia relativa de «cara» como fracción y como decimal.
  3. c) ¿Y la frecuencia relativa de «cruz»?
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Una jugadora de básquetbol encestó $45$ de los últimos $60$ tiros libres que lanzó. a) ¿Cuál es su frecuencia relativa de enceste? b) Si mañana lanza un tiro libre, ¿qué…

Una jugadora de básquetbol encestó $45$ de los últimos $60$ tiros libres que lanzó.

  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? Expresala como fracción, como decimal y como porcentaje.
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La frecuencia relativa se acerca a la probabilidad

Lanzá el dado muchas veces y observá cómo las barras (lo que realmente sale) se acercan a la línea que marca lo que «debería» salir según la regla de Laplace.

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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 usar Laplace

La regla de Laplace funciona cuando todos los resultados son igual de probables (una moneda justa, un dado justo). Pero ¿qué pasa con un chinche al caer? ¿O con un dado que sospechás que está cargado? Ahí no hay forma de saberlo de antemano: se experimenta muchas veces y se usa la frecuencia relativa como estimación de la probabilidad. A eso se le llama probabilidad experimental.

Dos barras con anchos proporcionales que muestran un chinche lanzado 200 veces: 76 veces con la punta hacia arriba y 124 veces de lado, con sus frecuencias relativas. Un chinche lanzado 200 veces: punta arriba: 76 de lado: 124 P(punta arriba) ≈ 76/200 = 0,38 P(de lado) ≈ 124/200 = 0,62

Esto también sirve para decidir si un dado o una ruleta son justos: se comparan las frecuencias relativas obtenidas con las que esperaríamos por Laplace. Si una cara se aleja mucho de lo esperado en muchísimos lanzamientos, hay motivos para sospechar. Con pocos lanzamientos, pequeñas diferencias son normales.

Volvé al principio: las 7 caras en 10 lanzamientos de Mateo no prueban nada, porque con tan pocas repeticiones la frecuencia relativa ($0{,}7$) puede alejarse de $0{,}5$. Si la moneda es justa, con muchos lanzamientos se acercará a $0{,}5$.

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El gráfico muestra cómo evoluciona la frecuencia relativa del evento «sacar cara» cuando lanzamos una moneda cada vez más veces. a) ¿Hacia qué valor se acerca la…

El gráfico muestra cómo evoluciona la frecuencia relativa del evento «sacar cara» 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 N.º 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 creés 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 caras?
  4. d) ¿Contradice este gráfico la afirmación «en $10$ lanzamientos tienen que salir $5$ caras»? Razoná tu respuesta.
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Dos jugadoras de básquetbol presumen de su puntería: Lara encestó $12$ de sus últimos $20$ tiros libres. Miriam encestó $45$ de sus últimos $100$ tiros libres. a)…

Dos jugadoras de básquetbol presumen de su puntería:

  • Lara encestó $12$ de sus últimos $20$ tiros libres.

  • Miriam encestó $45$ de sus últimos $100$ tiros libres.

  1. a) Calculá 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? Argumentá usando lo que sabés 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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Resumen

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