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Probabilidad y Estad´ıstica:
Variables aleatorias y distribuciones de
probabilidad
Dr. Juliho Castillo
19 de septiembre de 2017
Universidad LaSalle Oaxaca
1
1 Variables aleatorias
2 Funciones de probabilidad discretas
3 Funciones de distribuci´on para variables aleatorias discretas
4 Variable Aleatorias Continuas
5 Interpretaci´on gr´afica
6 Distribuci´on conjunta de probabilidad
7 Variables Aleatorias Independientes
8 Distribuci´on Condicional
2
Variables aleatorias
3
Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le
asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el
espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria
(o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on
aleatoria.
Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras
may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria
tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico,
financieros, etc.
4
Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le
asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el
espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria
(o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on
aleatoria.
Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras
may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria
tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico,
financieros, etc.
4
Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le
asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el
espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria
(o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on
aleatoria.
Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras
may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria
tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico,
financieros, etc.
4
Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le
asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el
espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria
(o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on
aleatoria.
Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras
may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria
tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico,
financieros, etc.
4
Ejemplo 1.1.
Supongamos que una moneda se lanza dos veces de manera
que el espacio muestral es {HH, HT, TH, TT} . Digamos que
X representa el n´umero de soles (H) que obtenemos.
5
Ejemplo 1.1.
Supongamos que una moneda se lanza dos veces de manera
que el espacio muestral es {HH, HT, TH, TT} . Digamos que
X representa el n´umero de soles (H) que obtenemos.
5
Funciones de probabilidad
discretas
6
Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los
valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un
orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen
alguna probabilidad dada por
P(X = xk) = f(xk). (2.1)
7
Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los
valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un
orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen
alguna probabilidad dada por
P(X = xk) = f(xk). (2.1)
7
Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los
valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un
orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen
alguna probabilidad dada por
P(X = xk) = f(xk). (2.1)
7
Funci´on de probabilidad
P(X = x) =



f(x) x = xk
0 en otro caso
(2.2)
8
En general, f(x) ser´a una funci´on de probabilidad si



f(x) ≥ 0
x f(x) = 1.
9
Ejemplo 2.1.
Encuentre la funci´on de probabilidad correspondiente a la
variable aleatoria X del ejemplo 1.1.
10
Problema Resuelto 2.1.
Suponga que un par de dados se lanzan. Sea X la variable
aleatoria dada por la suma de los puntos. Encuentre la
distribuci´on de probabilidad de X.
11
Problema Resuelto 2.2.
Encuentre la distribuci´on de probabilidad de ni˜nos y ni˜nas en
familias con 3 hijos, suponiendo la misma probabilidad para
ni˜nos y ni˜nas.
12
Funciones de distribuci´on para
variables aleatorias discretas
13
La funci´on de distribuci´on de una variable discreta X se
obtiene de la funci´on de probabilidad a trav´es de la siguiente
f´ormula
F(x) = P(X ≤ x) =
u≤x
f(u). (3.1)
14
Si X toma s´olo un n´umero finito de valores x1, ..., xn entonces
la funci´on de distribuci´on est´a dada por
F(x) =



0 −∞ < x < 0
f(x1) x1 ≤ x < x2
f(x1) + f(x2) x2 ≤ x < x3
...
...
f(x1) + · · · + f(xn) xn ≤ x < ∞
(3.2)
15
Ejemplo 3.1.
Encuentre la funci´on de distribuci´on para la variable aleatoria
X del ejemplo 2.1 y obtenga su gr´afica.
16
17
Observaci´on:
Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an
determinados por el valor de la funci´on de
probabilidad.
Este tipo de funciones se conoce como funci´on
escalonada. Debe observarse que son continuas por
la derecha.
La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente
creciente.
18
Observaci´on:
Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an
determinados por el valor de la funci´on de
probabilidad.
Este tipo de funciones se conoce como funci´on
escalonada. Debe observarse que son continuas por
la derecha.
La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente
creciente.
18
Observaci´on:
Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an
determinados por el valor de la funci´on de
probabilidad.
Este tipo de funciones se conoce como funci´on
escalonada. Debe observarse que son continuas por
la derecha.
La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente
creciente.
18
La funci´on de probabilidad se puede obtener a partir de la
funci´on de distribuci´on con la siguiente f´ormula
f(x) = F(x) − l´ım
u→x−
F(u). (3.3)
19
Problema Resuelto 3.1.
(a) Encuentre la funci´on de distribuci´on F(x) para la variable
aleatoria del problema resuelto 2.1;
(b) grafique esta funci´on de distribuci´on.
20
21
Problema Resuelto 3.2.
(a) Encuentre la funci´on de distribuci´on F(x) para la variable
aleatoria del problema resuelto 2.2;
(b) grafique esta funci´on de distribuci´on.
22
23
Variable Aleatorias Continuas
24
Una variable aleatoria no discreta X se llama absolutamente
continua (o simplemente continua) si su funci´on de
distribuci´on puede ser representada como
F(x) = P(X ≤ x) =
x
−∞
f(u)du, −∞ < x < ∞. (4.1)
La funci´on f usualmente se llama densidad de probabilidad
y debe satisfacer las siguientes propiedades:
1 f(x) ≥ 0
2
∞
−∞
f(x)dx = 1.
25
Una variable aleatoria no discreta X se llama absolutamente
continua (o simplemente continua) si su funci´on de
distribuci´on puede ser representada como
F(x) = P(X ≤ x) =
x
−∞
f(u)du, −∞ < x < ∞. (4.1)
La funci´on f usualmente se llama densidad de probabilidad
y debe satisfacer las siguientes propiedades:
1 f(x) ≥ 0
2
∞
−∞
f(x)dx = 1.
25
La probabilidad de que X se encuentre entre dos valores a y b
est´a dada por
P(a < x < b) =
b
a
f(x)dx. (4.2)
26
P(X = a) = 0. (4.3)
Por tanto, en (4.2) podemos reemplazar cualquier signo < por
≤ .
27
P(X = a) = 0. (4.3)
Por tanto, en (4.2) podemos reemplazar cualquier signo < por
≤ .
27
Ejemplo 4.1.
(a) Encuentre la constante c tal que la funci´on
f(x) =



cx2
0 < x < 3
0 en otro caso
(4.4)
sea una funci´on de probabilidad.
(b) Calcule P(1 < X < 2).
28
Ejemplo 4.1.
(a) Encuentre la constante c tal que la funci´on
f(x) =



cx2
0 < x < 3
0 en otro caso
(4.4)
sea una funci´on de probabilidad.
(b) Calcule P(1 < X < 2).
28
Ejemplo 4.2.
Encuentre la distribuci´on de probabilidad para la variable
aleatoria del ejemplo 4.1 y util´ıcela para calcular
P(1 < x ≤ 2).
29
La probabilidad de que X se encuentre entre x y x + ∆x esta
dada por
P(x ≤ X ≤ x + ∆x) =
x+∆x
x
f(u)du, (4.5)
de manera que si ∆x ≈ 0, tendremos que
P(x ≤ X ≤ x + ∆x) ≈ f(x)∆x. (4.6)
30
La probabilidad de que X se encuentre entre x y x + ∆x esta
dada por
P(x ≤ X ≤ x + ∆x) =
x+∆x
x
f(u)du, (4.5)
de manera que si ∆x ≈ 0, tendremos que
P(x ≤ X ≤ x + ∆x) ≈ f(x)∆x. (4.6)
30
Tambi´en podemos deducir de (4.1), al diferenciar de ambos
lados, que
dF(x)
dx
= f(x) (4.7)
en todos aquellos puntos en que f(x) sea continua. Es decir,
la derivada de la funci´on de distribuci´on es la funci´on de
densidad.
31
Tambi´en podemos deducir de (4.1), al diferenciar de ambos
lados, que
dF(x)
dx
= f(x) (4.7)
en todos aquellos puntos en que f(x) sea continua. Es decir,
la derivada de la funci´on de distribuci´on es la funci´on de
densidad.
31
Observaci´on: Existen variables aleatorias que no son
discretas ni continuas. Por ejemplo
F(x) =



0 x < 1
x
2
1 ≤ x < 2
1 x ≤ 2.
(4.8)
32
Observaci´on: Existen variables aleatorias que no son
discretas ni continuas. Por ejemplo
F(x) =



0 x < 1
x
2
1 ≤ x < 2
1 x ≤ 2.
(4.8)
32
Problema Resuelto 4.1.
Una variable aleatoria X tiene funci´on de densidad
f(x) =
c
x2 + 1
, −∞ < x < ∞. (4.9)
(a) Encuentre el valor de c;
(b) encuentre la probabilidad de que
1
3
< X2
< 1.
33
Problema Resuelto 4.1.
Una variable aleatoria X tiene funci´on de densidad
f(x) =
c
x2 + 1
, −∞ < x < ∞. (4.9)
(a) Encuentre el valor de c;
(b) encuentre la probabilidad de que
1
3
< X2
< 1.
33
Problema Resuelto 4.2.
Encuentre la funci´on de distribuci´on correspondiente a la
funci´on de densidad del problema resuelto 4.1
34
Problema Resuelto 4.3.
La funci´on de distribuci´on para una variable aleatoria X es
F(x) =



1 − e−2x
x ≥ 0
0 x < 0
(4.10)
Encuentre
(a) la funci´on de densidad;
(b) la probabilidad de que X > 2;
(c) la probabilidad que −3 < X ≤ 4.
35
Interpretaci´on gr´afica
36
La distribuci´on F(x) = P(X ≤ x) es mon´otonamente
creciente de 0 a 1...
37
...y el ´area bajo dicha curva es igual a 1.
38
Distribuci´on conjunta de
probabilidad
39
Las ideas anteriores se generalizan f´acilmente a dos o m´as
variables.
40
Caso discreto
Si X y Y son ambas variables aleatorias discretas, definimos la
funci´on de probabilidad conjunta de X y Y por
P(X = x, Y = y) = f(x, y) (6.1)
donde
1 f(x, y) ≤ 0;
2 k y f(x, y) = 1.
41
Caso discreto
Si X y Y son ambas variables aleatorias discretas, definimos la
funci´on de probabilidad conjunta de X y Y por
P(X = x, Y = y) = f(x, y) (6.1)
donde
1 f(x, y) ≤ 0;
2 k y f(x, y) = 1.
41
Supongamos que X s´olo toma uno de los m valores x1, ..., xm,
mientras que Y tomas s´olo toma uno de los n valores
y1, ..., yn.
Entonces la probabilidad del evento X = xj, Y = yk est´a dada
por
P(X = xj, Y = yk) = f(xj, yk) (6.2)
42
Supongamos que X s´olo toma uno de los m valores x1, ..., xm,
mientras que Y tomas s´olo toma uno de los n valores
y1, ..., yn.
Entonces la probabilidad del evento X = xj, Y = yk est´a dada
por
P(X = xj, Y = yk) = f(xj, yk) (6.2)
42
Una funci´on de probabilidad conjunta para X y Y puede ser
representada por una tabla de probabilidad conjunta como
la siguiente:
43
La probabilidad de X = xj se obtiene de la siguiente manera
P(X = xj) = fX(xj) =
n
k=1
f(xj, yk). (6.3)
44
De manera similar, la probabilidad de Y = yk se obtiene de la
siguiente manera
P(Y = yk) = fY (yk) =
m
j=1
f(xj, yk). (6.4)
45
Nos referiremos a fX(x) y fY (y) como funciones de
probabilidad marginal de X y Y respectivamente.
46
Observe que
m
j=1
fX(xj) = 1,
n
k=1
fY (yk) = 1, (6.5)
lo cual se puede reescribir como
m
j=1
n
k=1
f(xj, yk) = 1. (6.6)
47
Observe que
m
j=1
fX(xj) = 1,
n
k=1
fY (yk) = 1, (6.5)
lo cual se puede reescribir como
m
j=1
n
k=1
f(xj, yk) = 1. (6.6)
47
La funci´on de distribuci´on conjunta est´a definida por
F(x, y) = P(X ≤ x, Y ≤ y) =
u≤x v≤y
f(u, v) (6.7)
48
Caso continuo
El caso en el que ambas variables son continuas es obtenido de
manera an´aloga reemplazando las sumas por integrales.
49
La funci´on de probabilidad conjunta (o de manera m´as
com´un funci´on de densidad conjunta) de Xy Y est´a
definida por
1 f(x, y) ≥ 0;
2
∞
−∞
∞
−∞
f(x, y)dxdy = 1.
50
Gr´aficamente z = f(x, y) representa una superficie de
probabilidad
tal que el volumen bajo la superficie es igual a 1.
51
P(a < X < b, c < Y < d) =
b
a
d
c
f(x, y)dydx. (6.8)
52
A cada evento A corresponde una regi´on RA del plano xy tal
que
P(A) =
RA
f(x, y)dxdy. (6.9)
53
La funci´on de distribuci´on conjunta de X y Y en este caso
est´a definida por
F(x, y) = P(X ≤ x, Y ≤ y) =
x
−∞
y
−∞
f(u, v)dvdu.
(6.10)
54
Se sigue que
∂2
F
∂x∂y
= f(x, y) (6.11)
P(X ≤ x) = FX(x) =
x
−∞
∞
−∞
f(u, v)dvdu (6.12)
P(Y ≤ y) = FY (y) =
∞
−∞
y
−∞
f(u, v)dvdu (6.13)
55
Diremos que FX(x), FY (y) son las funciones de distribuci´on
marginal, o simplemente funciones distribuciones, de X y
Y , respectivamente.
56
Las derivadas de (6.12) y (6.13) con respecto a x y y son
llamadas funciones de densidad marginal, o simplemente
las funciones de densidad, de X y Y est´an dados por
fX(x) =
∞
−∞
f(x, v)dv, fY (x) =
∞
−∞
f(u, y)du. (6.14)
57
Variables Aleatorias
Independientes
58
Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si
los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para
todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes.
59
Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si
los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para
todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes.
59
Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si
los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para
todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes.
59
En tal caso,
P(X = x, Y = y) = P(X = x)P(Y = y), (7.1)
o de manera equivalente
f(x, y) = fX(x)fY (y). (7.2)
60
En tal caso,
P(X = x, Y = y) = P(X = x)P(Y = y), (7.1)
o de manera equivalente
f(x, y) = fX(x)fY (y). (7.2)
60
De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad
conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de
funciones de probabilidad marginal fX(x)fY (y), entonces
X, Y son independientes.
Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son
dependientes.
61
De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad
conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de
funciones de probabilidad marginal fX(x)fY (y), entonces
X, Y son independientes.
Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son
dependientes.
61
Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes
si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo
x, y.
En tal caso, escribiremos
P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3)
o de manera equivalente
F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4)
donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on
marginal de X, Y respectivamente.
62
Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes
si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo
x, y.
En tal caso, escribiremos
P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3)
o de manera equivalente
F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4)
donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on
marginal de X, Y respectivamente.
62
Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes
si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo
x, y.
En tal caso, escribiremos
P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3)
o de manera equivalente
F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4)
donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on
marginal de X, Y respectivamente.
62
Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes
si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo
x, y.
En tal caso, escribiremos
P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3)
o de manera equivalente
F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4)
donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on
marginal de X, Y respectivamente.
62
De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad
conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de
funciones de probabilidad marginal FX(x)FY (y), entonces
X, Y son independientes.
Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son
dependientes.
63
De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad
conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de
funciones de probabilidad marginal FX(x)FY (y), entonces
X, Y son independientes.
Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son
dependientes.
63
Para v.a’s independientes continuas, tambi´en es cierto que la
funci´on de densidad conjunta f(x, y) es el producto de
funciones fX(x)fY (y) y estas son las funciones de densidad
marginal de X, Y respectivamente.
64
Problema Resuelto 7.1.
La funci´on de probabilidad conjunta de dos variables discretas
X, Y est´a dada por
f(x, y) =



c(2x + y) 0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 3
0 en otro caso.
(7.5)
(a) Encuentre el valor de la constante c;
(b) encuentre P(X = 2, Y = 1);
(c) encuentre P(X ≥ 1, Y ≤ 2).
65
66
Problema Resuelto 7.2.
Encuentre las funciones de probabilidad marginal para X y Y
en el problema resuelto 7.1.
67
Problema Resuelto 7.3.
Muestre que las variables aleatorias del problema resuelto 7.1
son dependientes.
68
Problema Resuelto 7.4.
La funci´on de densidad conjunta de dos variables aleatorias
continuas X y Y es
f(x, y) =



cxy 0 < x < 4, 1 < y < 5
0 en otro caso.
(7.6)
(a) Encuentre el valor de c;
(b) encuentre P(1 < X < 2, 2 < Y < 3);
(c) encuentre P(X ≥ 3, Y ≤ 2).
69
Problema Resuelto 7.5.
Encuentre las funciones de probabilidad marginal de las v.a’s
X, Y del problema resuelto 7.4.
70
Problema Resuelto 7.6.
Encuentre la funci´on de distribuci´on conjunta para las v.a’s del
problema resuelto 7.4.
71
72
Problema Resuelto 7.7.
En el problema resuelto 7.4, encuentre P(X + Y < 3).
73
74
Distribuci´on Condicional
75
Nosotros ya sabemos que si P(A) > 0,
P(B|A) =
P(A ∩ B)
P(A)
. (8.1)
76
Si X, Y son v.a’s discretas y tenemos los eventos
A = {X = x} , B = {Y = y} , entonces (8.1) se convierte
P(Y = y|X = x) =



f(x, y)
fX(x)
0 < fX(x)
0 en otro caso
(8.2)
f(x, y) = P(X = x, Y = y) es la funci´on de probabilidad
conjunta, mientras que fX(x) es la funci´on de probabilidad
marginal para X.
77
Si X, Y son v.a’s discretas y tenemos los eventos
A = {X = x} , B = {Y = y} , entonces (8.1) se convierte
P(Y = y|X = x) =



f(x, y)
fX(x)
0 < fX(x)
0 en otro caso
(8.2)
f(x, y) = P(X = x, Y = y) es la funci´on de probabilidad
conjunta, mientras que fX(x) es la funci´on de probabilidad
marginal para X.
77
Definimos la funci´on de probabilidad condicional de Y
dado X como
f(y|x) =



f(x, y)
fX(x)
0 < fX(x)
0 en otro caso
(8.3)
78
De manera similar, definimos la funci´on de probabilidad
condicional de X dado Y como
f(x|y) =



f(x, y)
fY (y)
0 < fY (y)
0 en otro caso
(8.4)
79
Estas ideas son f´acilmente extensibles al caso donde X, Y son
v.a’s continuas.
80
Por ejemplo, la funci´on de densidad condicional de Y
dado X es
f(y|x) =



f(x, y)
fX(x)
0 < fX(x)
0 en otro caso
(8.5)
donde f(x, y) es la funci´on de densidad conjunta de X y Y y
fX(x) es la funci´on de densidad marginal de X.
81
Por ejemplo, la funci´on de densidad condicional de Y
dado X es
f(y|x) =



f(x, y)
fX(x)
0 < fX(x)
0 en otro caso
(8.5)
donde f(x, y) es la funci´on de densidad conjunta de X y Y y
fX(x) es la funci´on de densidad marginal de X.
81
Usando (8.5) podemos por ejemplo encontrar que la
probabilidad que Y se encuentre entre c y d dado que X = x
es
P(c < Y < d|X = x) =
d
c
f(y|x)dy. (8.6)
82
Problema Resuelto 8.1.
Para la distribuci´on del problema resuelto 7.1, encuentre
(a) f(y|2); y
(b) P(Y = 1|X = 2)
83
Problema Resuelto 8.1.
Para la distribuci´on del problema resuelto 7.1, encuentre
(a) f(y|2); y
(b) P(Y = 1|X = 2)
83
Problema Resuelto 8.2.
Si X y Y tienen funci´on de densidad conjunta
f(x, y) =



3
4
+ xy 0 < x < 1, 0 < y < 1
0 en otro caso,
(8.7)
encuentre
(a) f(y|x);
(b) P(Y > 1
2
|X = 1
2
).
84
Problema Resuelto 8.2.
Si X y Y tienen funci´on de densidad conjunta
f(x, y) =



3
4
+ xy 0 < x < 1, 0 < y < 1
0 en otro caso,
(8.7)
encuentre
(a) f(y|x);
(b) P(Y > 1
2
|X = 1
2
).
84
Problema Resuelto 8.3.
La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X
y Y est´a dada por
f(x, y) =



8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x
0 en otro caso.
(8.8)
Encuentre
(a) la densidad marginal de X;
(b) la densidad marginal de Y ;
(c) la densidad condicional de X;
(d) la densidad condicional de Y .
85
Problema Resuelto 8.3.
La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X
y Y est´a dada por
f(x, y) =



8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x
0 en otro caso.
(8.8)
Encuentre
(a) la densidad marginal de X;
(b) la densidad marginal de Y ;
(c) la densidad condicional de X;
(d) la densidad condicional de Y .
85
Problema Resuelto 8.3.
La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X
y Y est´a dada por
f(x, y) =


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8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x
0 en otro caso.
(8.8)
Encuentre
(a) la densidad marginal de X;
(b) la densidad marginal de Y ;
(c) la densidad condicional de X;
(d) la densidad condicional de Y .
85
Problema Resuelto 8.3.
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y Y est´a dada por
f(x, y) =


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8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x
0 en otro caso.
(8.8)
Encuentre
(a) la densidad marginal de X;
(b) la densidad marginal de Y ;
(c) la densidad condicional de X;
(d) la densidad condicional de Y .
85
86
Problema Resuelto 8.4.
Determine si las v.a’s del problema resuelto 8.3 son
independientes.
87
Bibliograf´ıa
M. Spiegel, L. Stephens; Estad´ıstica; Serie Schaum;
McGraw-Hill/Interamericana Editores; 4a edici´on; 2009.
88

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Probabilidad y Estadística: Variables Aleatorias y Distribuciones

  • 1. Probabilidad y Estad´ıstica: Variables aleatorias y distribuciones de probabilidad Dr. Juliho Castillo 19 de septiembre de 2017 Universidad LaSalle Oaxaca 1
  • 2. 1 Variables aleatorias 2 Funciones de probabilidad discretas 3 Funciones de distribuci´on para variables aleatorias discretas 4 Variable Aleatorias Continuas 5 Interpretaci´on gr´afica 6 Distribuci´on conjunta de probabilidad 7 Variables Aleatorias Independientes 8 Distribuci´on Condicional 2
  • 4. Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria (o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on aleatoria. Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico, financieros, etc. 4
  • 5. Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria (o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on aleatoria. Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico, financieros, etc. 4
  • 6. Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria (o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on aleatoria. Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico, financieros, etc. 4
  • 7. Supongamos que a cada punto del espacio muestral se le asigna un n´umero. Entonces hemos definido una funci´on en el espacio muestral Esta funci´on es llamada variable aleatoria (o variable estoc´astica) o de manera m´as precisa funci´on aleatoria. Usualmente, las variables aleatorias se denotan por letras may´usculas como X o Y . En general, una variable aleatoria tiene alg´un significado f´ısico, geom´etrico, econ´omico, financieros, etc. 4
  • 8. Ejemplo 1.1. Supongamos que una moneda se lanza dos veces de manera que el espacio muestral es {HH, HT, TH, TT} . Digamos que X representa el n´umero de soles (H) que obtenemos. 5
  • 9. Ejemplo 1.1. Supongamos que una moneda se lanza dos veces de manera que el espacio muestral es {HH, HT, TH, TT} . Digamos que X representa el n´umero de soles (H) que obtenemos. 5
  • 11. Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen alguna probabilidad dada por P(X = xk) = f(xk). (2.1) 7
  • 12. Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen alguna probabilidad dada por P(X = xk) = f(xk). (2.1) 7
  • 13. Sea X una variable aleatoria discreta. Supongamos que los valores que puede tomar son x1, ..., xk, arreglados en alg´un orden dado. Supongamos tambi´en que esos valores tienen alguna probabilidad dada por P(X = xk) = f(xk). (2.1) 7
  • 14. Funci´on de probabilidad P(X = x) =    f(x) x = xk 0 en otro caso (2.2) 8
  • 15. En general, f(x) ser´a una funci´on de probabilidad si    f(x) ≥ 0 x f(x) = 1. 9
  • 16. Ejemplo 2.1. Encuentre la funci´on de probabilidad correspondiente a la variable aleatoria X del ejemplo 1.1. 10
  • 17. Problema Resuelto 2.1. Suponga que un par de dados se lanzan. Sea X la variable aleatoria dada por la suma de los puntos. Encuentre la distribuci´on de probabilidad de X. 11
  • 18. Problema Resuelto 2.2. Encuentre la distribuci´on de probabilidad de ni˜nos y ni˜nas en familias con 3 hijos, suponiendo la misma probabilidad para ni˜nos y ni˜nas. 12
  • 19. Funciones de distribuci´on para variables aleatorias discretas 13
  • 20. La funci´on de distribuci´on de una variable discreta X se obtiene de la funci´on de probabilidad a trav´es de la siguiente f´ormula F(x) = P(X ≤ x) = u≤x f(u). (3.1) 14
  • 21. Si X toma s´olo un n´umero finito de valores x1, ..., xn entonces la funci´on de distribuci´on est´a dada por F(x) =    0 −∞ < x < 0 f(x1) x1 ≤ x < x2 f(x1) + f(x2) x2 ≤ x < x3 ... ... f(x1) + · · · + f(xn) xn ≤ x < ∞ (3.2) 15
  • 22. Ejemplo 3.1. Encuentre la funci´on de distribuci´on para la variable aleatoria X del ejemplo 2.1 y obtenga su gr´afica. 16
  • 23. 17
  • 24. Observaci´on: Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an determinados por el valor de la funci´on de probabilidad. Este tipo de funciones se conoce como funci´on escalonada. Debe observarse que son continuas por la derecha. La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente creciente. 18
  • 25. Observaci´on: Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an determinados por el valor de la funci´on de probabilidad. Este tipo de funciones se conoce como funci´on escalonada. Debe observarse que son continuas por la derecha. La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente creciente. 18
  • 26. Observaci´on: Los saltos en la funci´on de distribuci´on est´an determinados por el valor de la funci´on de probabilidad. Este tipo de funciones se conoce como funci´on escalonada. Debe observarse que son continuas por la derecha. La funci´on de distribuci´on es mon´otonamente creciente. 18
  • 27. La funci´on de probabilidad se puede obtener a partir de la funci´on de distribuci´on con la siguiente f´ormula f(x) = F(x) − l´ım u→x− F(u). (3.3) 19
  • 28. Problema Resuelto 3.1. (a) Encuentre la funci´on de distribuci´on F(x) para la variable aleatoria del problema resuelto 2.1; (b) grafique esta funci´on de distribuci´on. 20
  • 29. 21
  • 30. Problema Resuelto 3.2. (a) Encuentre la funci´on de distribuci´on F(x) para la variable aleatoria del problema resuelto 2.2; (b) grafique esta funci´on de distribuci´on. 22
  • 31. 23
  • 33. Una variable aleatoria no discreta X se llama absolutamente continua (o simplemente continua) si su funci´on de distribuci´on puede ser representada como F(x) = P(X ≤ x) = x −∞ f(u)du, −∞ < x < ∞. (4.1) La funci´on f usualmente se llama densidad de probabilidad y debe satisfacer las siguientes propiedades: 1 f(x) ≥ 0 2 ∞ −∞ f(x)dx = 1. 25
  • 34. Una variable aleatoria no discreta X se llama absolutamente continua (o simplemente continua) si su funci´on de distribuci´on puede ser representada como F(x) = P(X ≤ x) = x −∞ f(u)du, −∞ < x < ∞. (4.1) La funci´on f usualmente se llama densidad de probabilidad y debe satisfacer las siguientes propiedades: 1 f(x) ≥ 0 2 ∞ −∞ f(x)dx = 1. 25
  • 35. La probabilidad de que X se encuentre entre dos valores a y b est´a dada por P(a < x < b) = b a f(x)dx. (4.2) 26
  • 36. P(X = a) = 0. (4.3) Por tanto, en (4.2) podemos reemplazar cualquier signo < por ≤ . 27
  • 37. P(X = a) = 0. (4.3) Por tanto, en (4.2) podemos reemplazar cualquier signo < por ≤ . 27
  • 38. Ejemplo 4.1. (a) Encuentre la constante c tal que la funci´on f(x) =    cx2 0 < x < 3 0 en otro caso (4.4) sea una funci´on de probabilidad. (b) Calcule P(1 < X < 2). 28
  • 39. Ejemplo 4.1. (a) Encuentre la constante c tal que la funci´on f(x) =    cx2 0 < x < 3 0 en otro caso (4.4) sea una funci´on de probabilidad. (b) Calcule P(1 < X < 2). 28
  • 40. Ejemplo 4.2. Encuentre la distribuci´on de probabilidad para la variable aleatoria del ejemplo 4.1 y util´ıcela para calcular P(1 < x ≤ 2). 29
  • 41. La probabilidad de que X se encuentre entre x y x + ∆x esta dada por P(x ≤ X ≤ x + ∆x) = x+∆x x f(u)du, (4.5) de manera que si ∆x ≈ 0, tendremos que P(x ≤ X ≤ x + ∆x) ≈ f(x)∆x. (4.6) 30
  • 42. La probabilidad de que X se encuentre entre x y x + ∆x esta dada por P(x ≤ X ≤ x + ∆x) = x+∆x x f(u)du, (4.5) de manera que si ∆x ≈ 0, tendremos que P(x ≤ X ≤ x + ∆x) ≈ f(x)∆x. (4.6) 30
  • 43. Tambi´en podemos deducir de (4.1), al diferenciar de ambos lados, que dF(x) dx = f(x) (4.7) en todos aquellos puntos en que f(x) sea continua. Es decir, la derivada de la funci´on de distribuci´on es la funci´on de densidad. 31
  • 44. Tambi´en podemos deducir de (4.1), al diferenciar de ambos lados, que dF(x) dx = f(x) (4.7) en todos aquellos puntos en que f(x) sea continua. Es decir, la derivada de la funci´on de distribuci´on es la funci´on de densidad. 31
  • 45. Observaci´on: Existen variables aleatorias que no son discretas ni continuas. Por ejemplo F(x) =    0 x < 1 x 2 1 ≤ x < 2 1 x ≤ 2. (4.8) 32
  • 46. Observaci´on: Existen variables aleatorias que no son discretas ni continuas. Por ejemplo F(x) =    0 x < 1 x 2 1 ≤ x < 2 1 x ≤ 2. (4.8) 32
  • 47. Problema Resuelto 4.1. Una variable aleatoria X tiene funci´on de densidad f(x) = c x2 + 1 , −∞ < x < ∞. (4.9) (a) Encuentre el valor de c; (b) encuentre la probabilidad de que 1 3 < X2 < 1. 33
  • 48. Problema Resuelto 4.1. Una variable aleatoria X tiene funci´on de densidad f(x) = c x2 + 1 , −∞ < x < ∞. (4.9) (a) Encuentre el valor de c; (b) encuentre la probabilidad de que 1 3 < X2 < 1. 33
  • 49. Problema Resuelto 4.2. Encuentre la funci´on de distribuci´on correspondiente a la funci´on de densidad del problema resuelto 4.1 34
  • 50. Problema Resuelto 4.3. La funci´on de distribuci´on para una variable aleatoria X es F(x) =    1 − e−2x x ≥ 0 0 x < 0 (4.10) Encuentre (a) la funci´on de densidad; (b) la probabilidad de que X > 2; (c) la probabilidad que −3 < X ≤ 4. 35
  • 52. La distribuci´on F(x) = P(X ≤ x) es mon´otonamente creciente de 0 a 1... 37
  • 53. ...y el ´area bajo dicha curva es igual a 1. 38
  • 55. Las ideas anteriores se generalizan f´acilmente a dos o m´as variables. 40
  • 56. Caso discreto Si X y Y son ambas variables aleatorias discretas, definimos la funci´on de probabilidad conjunta de X y Y por P(X = x, Y = y) = f(x, y) (6.1) donde 1 f(x, y) ≤ 0; 2 k y f(x, y) = 1. 41
  • 57. Caso discreto Si X y Y son ambas variables aleatorias discretas, definimos la funci´on de probabilidad conjunta de X y Y por P(X = x, Y = y) = f(x, y) (6.1) donde 1 f(x, y) ≤ 0; 2 k y f(x, y) = 1. 41
  • 58. Supongamos que X s´olo toma uno de los m valores x1, ..., xm, mientras que Y tomas s´olo toma uno de los n valores y1, ..., yn. Entonces la probabilidad del evento X = xj, Y = yk est´a dada por P(X = xj, Y = yk) = f(xj, yk) (6.2) 42
  • 59. Supongamos que X s´olo toma uno de los m valores x1, ..., xm, mientras que Y tomas s´olo toma uno de los n valores y1, ..., yn. Entonces la probabilidad del evento X = xj, Y = yk est´a dada por P(X = xj, Y = yk) = f(xj, yk) (6.2) 42
  • 60. Una funci´on de probabilidad conjunta para X y Y puede ser representada por una tabla de probabilidad conjunta como la siguiente: 43
  • 61. La probabilidad de X = xj se obtiene de la siguiente manera P(X = xj) = fX(xj) = n k=1 f(xj, yk). (6.3) 44
  • 62. De manera similar, la probabilidad de Y = yk se obtiene de la siguiente manera P(Y = yk) = fY (yk) = m j=1 f(xj, yk). (6.4) 45
  • 63. Nos referiremos a fX(x) y fY (y) como funciones de probabilidad marginal de X y Y respectivamente. 46
  • 64. Observe que m j=1 fX(xj) = 1, n k=1 fY (yk) = 1, (6.5) lo cual se puede reescribir como m j=1 n k=1 f(xj, yk) = 1. (6.6) 47
  • 65. Observe que m j=1 fX(xj) = 1, n k=1 fY (yk) = 1, (6.5) lo cual se puede reescribir como m j=1 n k=1 f(xj, yk) = 1. (6.6) 47
  • 66. La funci´on de distribuci´on conjunta est´a definida por F(x, y) = P(X ≤ x, Y ≤ y) = u≤x v≤y f(u, v) (6.7) 48
  • 67. Caso continuo El caso en el que ambas variables son continuas es obtenido de manera an´aloga reemplazando las sumas por integrales. 49
  • 68. La funci´on de probabilidad conjunta (o de manera m´as com´un funci´on de densidad conjunta) de Xy Y est´a definida por 1 f(x, y) ≥ 0; 2 ∞ −∞ ∞ −∞ f(x, y)dxdy = 1. 50
  • 69. Gr´aficamente z = f(x, y) representa una superficie de probabilidad tal que el volumen bajo la superficie es igual a 1. 51
  • 70. P(a < X < b, c < Y < d) = b a d c f(x, y)dydx. (6.8) 52
  • 71. A cada evento A corresponde una regi´on RA del plano xy tal que P(A) = RA f(x, y)dxdy. (6.9) 53
  • 72. La funci´on de distribuci´on conjunta de X y Y en este caso est´a definida por F(x, y) = P(X ≤ x, Y ≤ y) = x −∞ y −∞ f(u, v)dvdu. (6.10) 54
  • 73. Se sigue que ∂2 F ∂x∂y = f(x, y) (6.11) P(X ≤ x) = FX(x) = x −∞ ∞ −∞ f(u, v)dvdu (6.12) P(Y ≤ y) = FY (y) = ∞ −∞ y −∞ f(u, v)dvdu (6.13) 55
  • 74. Diremos que FX(x), FY (y) son las funciones de distribuci´on marginal, o simplemente funciones distribuciones, de X y Y , respectivamente. 56
  • 75. Las derivadas de (6.12) y (6.13) con respecto a x y y son llamadas funciones de densidad marginal, o simplemente las funciones de densidad, de X y Y est´an dados por fX(x) = ∞ −∞ f(x, v)dv, fY (x) = ∞ −∞ f(u, y)du. (6.14) 57
  • 77. Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes. 59
  • 78. Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes. 59
  • 79. Supongamos que X y Y son variables aleatorias discretas. Si los eventos X = x y Y = y son eventos independientes para todo x, y, entonces diremos que X, Y son v.a’s independientes. 59
  • 80. En tal caso, P(X = x, Y = y) = P(X = x)P(Y = y), (7.1) o de manera equivalente f(x, y) = fX(x)fY (y). (7.2) 60
  • 81. En tal caso, P(X = x, Y = y) = P(X = x)P(Y = y), (7.1) o de manera equivalente f(x, y) = fX(x)fY (y). (7.2) 60
  • 82. De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de funciones de probabilidad marginal fX(x)fY (y), entonces X, Y son independientes. Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son dependientes. 61
  • 83. De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de funciones de probabilidad marginal fX(x)fY (y), entonces X, Y son independientes. Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son dependientes. 61
  • 84. Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo x, y. En tal caso, escribiremos P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3) o de manera equivalente F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4) donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on marginal de X, Y respectivamente. 62
  • 85. Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo x, y. En tal caso, escribiremos P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3) o de manera equivalente F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4) donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on marginal de X, Y respectivamente. 62
  • 86. Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo x, y. En tal caso, escribiremos P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3) o de manera equivalente F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4) donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on marginal de X, Y respectivamente. 62
  • 87. Si X, Y son v.a’s continuas, diremos que son independientes si los eventos X ≤ x y Y ≤ y son independientes para todo x, y. En tal caso, escribiremos P(X ≤ x, Y ≤ y) = P(X ≤ x)P(Y ≤ y) (7.3) o de manera equivalente F(x, y) = FX(x)FY (y) (7.4) donde FX(x) y FY (y) son las funciones de distribuci´on marginal de X, Y respectivamente. 62
  • 88. De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de funciones de probabilidad marginal FX(x)FY (y), entonces X, Y son independientes. Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son dependientes. 63
  • 89. De manera inversa, si para todo x, y la funci´on de probabilidad conjunta f(x, y) pueden ser expresada como el producto de funciones de probabilidad marginal FX(x)FY (y), entonces X, Y son independientes. Si no pueden expresarse de dicha manera, entonces X, Y son dependientes. 63
  • 90. Para v.a’s independientes continuas, tambi´en es cierto que la funci´on de densidad conjunta f(x, y) es el producto de funciones fX(x)fY (y) y estas son las funciones de densidad marginal de X, Y respectivamente. 64
  • 91. Problema Resuelto 7.1. La funci´on de probabilidad conjunta de dos variables discretas X, Y est´a dada por f(x, y) =    c(2x + y) 0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 3 0 en otro caso. (7.5) (a) Encuentre el valor de la constante c; (b) encuentre P(X = 2, Y = 1); (c) encuentre P(X ≥ 1, Y ≤ 2). 65
  • 92. 66
  • 93. Problema Resuelto 7.2. Encuentre las funciones de probabilidad marginal para X y Y en el problema resuelto 7.1. 67
  • 94. Problema Resuelto 7.3. Muestre que las variables aleatorias del problema resuelto 7.1 son dependientes. 68
  • 95. Problema Resuelto 7.4. La funci´on de densidad conjunta de dos variables aleatorias continuas X y Y es f(x, y) =    cxy 0 < x < 4, 1 < y < 5 0 en otro caso. (7.6) (a) Encuentre el valor de c; (b) encuentre P(1 < X < 2, 2 < Y < 3); (c) encuentre P(X ≥ 3, Y ≤ 2). 69
  • 96. Problema Resuelto 7.5. Encuentre las funciones de probabilidad marginal de las v.a’s X, Y del problema resuelto 7.4. 70
  • 97. Problema Resuelto 7.6. Encuentre la funci´on de distribuci´on conjunta para las v.a’s del problema resuelto 7.4. 71
  • 98. 72
  • 99. Problema Resuelto 7.7. En el problema resuelto 7.4, encuentre P(X + Y < 3). 73
  • 100. 74
  • 102. Nosotros ya sabemos que si P(A) > 0, P(B|A) = P(A ∩ B) P(A) . (8.1) 76
  • 103. Si X, Y son v.a’s discretas y tenemos los eventos A = {X = x} , B = {Y = y} , entonces (8.1) se convierte P(Y = y|X = x) =    f(x, y) fX(x) 0 < fX(x) 0 en otro caso (8.2) f(x, y) = P(X = x, Y = y) es la funci´on de probabilidad conjunta, mientras que fX(x) es la funci´on de probabilidad marginal para X. 77
  • 104. Si X, Y son v.a’s discretas y tenemos los eventos A = {X = x} , B = {Y = y} , entonces (8.1) se convierte P(Y = y|X = x) =    f(x, y) fX(x) 0 < fX(x) 0 en otro caso (8.2) f(x, y) = P(X = x, Y = y) es la funci´on de probabilidad conjunta, mientras que fX(x) es la funci´on de probabilidad marginal para X. 77
  • 105. Definimos la funci´on de probabilidad condicional de Y dado X como f(y|x) =    f(x, y) fX(x) 0 < fX(x) 0 en otro caso (8.3) 78
  • 106. De manera similar, definimos la funci´on de probabilidad condicional de X dado Y como f(x|y) =    f(x, y) fY (y) 0 < fY (y) 0 en otro caso (8.4) 79
  • 107. Estas ideas son f´acilmente extensibles al caso donde X, Y son v.a’s continuas. 80
  • 108. Por ejemplo, la funci´on de densidad condicional de Y dado X es f(y|x) =    f(x, y) fX(x) 0 < fX(x) 0 en otro caso (8.5) donde f(x, y) es la funci´on de densidad conjunta de X y Y y fX(x) es la funci´on de densidad marginal de X. 81
  • 109. Por ejemplo, la funci´on de densidad condicional de Y dado X es f(y|x) =    f(x, y) fX(x) 0 < fX(x) 0 en otro caso (8.5) donde f(x, y) es la funci´on de densidad conjunta de X y Y y fX(x) es la funci´on de densidad marginal de X. 81
  • 110. Usando (8.5) podemos por ejemplo encontrar que la probabilidad que Y se encuentre entre c y d dado que X = x es P(c < Y < d|X = x) = d c f(y|x)dy. (8.6) 82
  • 111. Problema Resuelto 8.1. Para la distribuci´on del problema resuelto 7.1, encuentre (a) f(y|2); y (b) P(Y = 1|X = 2) 83
  • 112. Problema Resuelto 8.1. Para la distribuci´on del problema resuelto 7.1, encuentre (a) f(y|2); y (b) P(Y = 1|X = 2) 83
  • 113. Problema Resuelto 8.2. Si X y Y tienen funci´on de densidad conjunta f(x, y) =    3 4 + xy 0 < x < 1, 0 < y < 1 0 en otro caso, (8.7) encuentre (a) f(y|x); (b) P(Y > 1 2 |X = 1 2 ). 84
  • 114. Problema Resuelto 8.2. Si X y Y tienen funci´on de densidad conjunta f(x, y) =    3 4 + xy 0 < x < 1, 0 < y < 1 0 en otro caso, (8.7) encuentre (a) f(y|x); (b) P(Y > 1 2 |X = 1 2 ). 84
  • 115. Problema Resuelto 8.3. La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X y Y est´a dada por f(x, y) =    8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x 0 en otro caso. (8.8) Encuentre (a) la densidad marginal de X; (b) la densidad marginal de Y ; (c) la densidad condicional de X; (d) la densidad condicional de Y . 85
  • 116. Problema Resuelto 8.3. La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X y Y est´a dada por f(x, y) =    8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x 0 en otro caso. (8.8) Encuentre (a) la densidad marginal de X; (b) la densidad marginal de Y ; (c) la densidad condicional de X; (d) la densidad condicional de Y . 85
  • 117. Problema Resuelto 8.3. La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X y Y est´a dada por f(x, y) =    8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x 0 en otro caso. (8.8) Encuentre (a) la densidad marginal de X; (b) la densidad marginal de Y ; (c) la densidad condicional de X; (d) la densidad condicional de Y . 85
  • 118. Problema Resuelto 8.3. La funci´on de densidad conjunta de las variables aleatorias X y Y est´a dada por f(x, y) =    8xy 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ x 0 en otro caso. (8.8) Encuentre (a) la densidad marginal de X; (b) la densidad marginal de Y ; (c) la densidad condicional de X; (d) la densidad condicional de Y . 85
  • 119. 86
  • 120. Problema Resuelto 8.4. Determine si las v.a’s del problema resuelto 8.3 son independientes. 87
  • 121. Bibliograf´ıa M. Spiegel, L. Stephens; Estad´ıstica; Serie Schaum; McGraw-Hill/Interamericana Editores; 4a edici´on; 2009. 88