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Jorge Washigton Congacha Aushay
RIOBAMBA - ECUADOR
2015
con actividades de aprendizaje
ESTADÍSTICA
HIPÓTESIS
MUESTREO
DISCRETA CONTINUA
Tomo 1
GENERALIDADES
ESTADÍSTICA INFERENCIAL
TEORÍA DE LAS
PROBABILIDADES
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE FÍSICA Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA EN ESTADÍSTICA-INFORMÁTICA
ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN
CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Jorge Washington Congacha Aushay
RIOBAMBA - ECUADOR
2016
ESTADÍSTICA APLICADA
A LA EDUCACIÓN
con actividades de aprendizaje
Jorge Washington Congacha Aushay
RIOBAMBA-ECUADOR
GENERALIDADES
ESTADÍSTICA INFERENCIAL
TEORÍA DE LAS
PROBABILIDADES
ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
Autor
Jorge Washington Congacha Aushay
Portada
Centro de Apoyo Diseño Editorial EDG-FIE
Diseño y Diagramación
Centro de Apoyo Diseño Editorial EDG-FIE
Todos los derechos reservados
Copyright, 2012
ISBN 978-3-8484-6434-0
www.eae-publishing.com
Segunda Edición 2016
Riobamba - Ecuador
Con mucho cariño a
mi esposa Miriamín y a mis hijas: Giorgia, Antonella y Sofía, espero que ellas también
cultiven la enseñanza de las Aplicaciones de las Matemáticas.
Educación, la mejor herencia.
Mientras más enseño más aprendo.
Estadística, aprendemos de la experiencia, de los datos.
CONTENIDO
1.1 RESEÑA HISTÓRICA 12
1.2 ALGUNA TERMINOLOGÍA NECESARIA 16
1.3 ¿QUÉ ES LA ESTADÍSTICA? 18
1.4 DIVISIÓN DE LA ESTADÍSTICA 21
1.5 MUESTREO 23
1.6 ¿POR QUÉ APRENDER ESTADÍSTICA? 26
1.7 INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA 27
1.8 ETAPAS DE UNA INVESTIGACIÓN 29
1.9 ESCALAS O NIVELES DE MEDIDA 37
1.10 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1 39
2.1 DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE DATOS 42
2.1.1 VARIABLES CUALITATIVAS 46
2.1.2 VARIABLES CUANTITATIVAS 49
2.2 DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DE DATOS 61
2.2.1 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 62
2.2.2 MEDIDAS DE DISPERSIÓN 67
2.3 APLICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA 88
2.4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 2 95
3.1 CONCEPTOS DE PROBABILIDAD 100
3.1.1 CONCEPTO CLÁSICO (SEGÚN LAPLACÉ) 102
3.1.2 CONCEPTO AXIOMÁTICO DE PROBABILIDAD 102
3.2 PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA PROBABILIDADES 104
3.3 PROBABILIDAD CONDICIONAL Y TEOREMA DE BAYES 106
3.4 VARIABLES ALETORIAS Y DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD 113
3.4.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES ALETORIAS 113
3.4.2 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDADES DISCRETAS Y CONTINUAS 114
3.4.2.1 Distribución de probabilidad de variables aleatorias discretas. 114
3.4.2.2 Distribución de probabilidad de variables aleatorias continuas 115
3.5 ESPERANZA MATEMÁTICA Y VARIANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA 117
3.5.1 COEFICIENTES DE ASIMETRÍA Y CURTOSIS 118
CAPÍTULO TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES 99
CAPÍTULO ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA 41
CAPÍTULO GENERALIDADES 11
1
2
3
3.6 DISTRIBUCIONES: BINOMINAL, POISSON Y NORMAL 120
3.6.1 DISTRIBUCIÓN BINOMIAL 120
3.6.1.1 Distribución de Bernoulli. 125
3.6.2 LA DISTRIBUCIÓN DE POISSON 126
3.6.3 DISTRIBUCIÓN NORMAL O GAUSSIANA 129
3.6.3.1 136
3.7 DISTRIBUCIONES MUESTRALES 139
3.7.1 DISTRIBUCIÓN MUESTRAL DE X
3.7.2 DISTRIBUCIÓN MUESTRAL DE S² 144
3.8 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3 162
4.1 INTRODUCCIÓN 170
4.2 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS 171
4.2.1 ESTIMACIÓN PUNTUAL 171
4.2.2 ESTIMACIÓN POR INTERVALO 175
4.3 PRUEBA DE HIPÓTESIS 203
4.4 PRUEBA CHI-CUADRADA 220
4.4.1 PRUEBA CHI-CUADRADA DE INDEPENDENCIA 221
4.4.2 PRUEBA CHI-CUADRADA DE HOMOGENEIDAD 223
4.5 INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE VARIANZA (ANOVA) 234
4.6 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 4 243
BIBLIOGRAFÍA 250
APÉNDICE: TABLAS ESTADISTICAS 251
CAPÍTULO ESTADÍSTICA INFERENCIAL 169
4
E
n los programas ministeriales de Matemáticas se establecen argumentos de
Estadística y Probabilidades. Se ha visto sin embargo que no se estudian
adecuadamente o no se estudian tales temas. Se quiere estimular a una mejor
enseñanza de los conceptos básicos de la Estadística y de la Teoría de las Probabilidades.
No se quiere dar un recetario de fórmulas con el único propósito de acatar
cumplimiento a un programa establecido, al contrario se pretenderá presentar este
texto de ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE
APRENDIZAJE de manera atractiva, interesante y aplicativa.
En los últimos años ha aumentado la atención en enseñar Estadística y Teoría de las
Probabilidades a Nivel Primario, Medio, Superior y de Posgrado en cursos diferentes de
aquellos que se dictan normalmente en Matemáticas.
El texto ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE
APRENDIZAJE pretende ser una alternativa para dichos cursos y para su desarrollo
se ha dividido en cuatro capítulos importantes tomando en cuenta los aspectos
de generalidades, descripción, herramienta y conclusiones bajo los nombres de
Generalidades, Estadística Descriptiva, Teoría de las Probabilidades y Estadística
Inferencial o Inferencia Estadística.
En el primer capítulo se hace una reseña histórica de los temas de Estadística y
Probabilidades con el fin de destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos
y estadísticos los que se toman en cuenta en definiciones, propiedades y teoremas.
Luego, se da una terminología básica que se utiliza en la investigación estadística, se da
de manera sucinta la teoría del muestreo, llamamos la atención con los interrogantes,
¿qué es la Estadística?, ¿para qué aprender Estadística?, tipos de Estadística y finalmente
se exponen los temas, de manera general, de la investigación estadística, los tipos de
investigación, las etapas de una investigación y las escalas de medida.
Al final de los capítulos del 2 al 4, se puede realizar ejercicios aplicativos a la teoría vista,
a lo que llamamos actividades de aprendizaje utilizando paquetes estadísticos como el
Minitab, SPSS entre otros, se puede también realizar en la hoja de cálculo EXCEL, en el
software estadístico libre R.
En el tercer capítulo exponemos la parte teórica-práctica de las Probabilidades requerida
en el cuarto capítulo de Inferencia Estadística denominada también Estadística Inferencial
principalmente en los temas de estimación de parámetros, de prueba de hipótesis y de
la prueba chi-cuadrada; concluiremos con una introducción al análisis de la varianza o
simplemente ANOVA las mismas que son siglas del inglés ANalysis Of VAriance.
PREFACIO
INTRODUCCIÓN
Se escucha a menudo decir que la Matemática es una ciencia “abstracta” e incluso “inútil”,
alejada de los problemas concretos, pero no nos damos cuenta que la Matemática, por
ende la Estadística apoya y es base fundamental de los avances tecnológicos. La Matemática,
está al servicio de otras ciencias a las cuales provee conceptos, instrumentos de cálculo,
estructuras y lenguaje. El calificativo de abstracta que se da a la Matemática no es extraño y
el agrado por ella no es del todo espontáneo. Escribe el matemático H.O. Pollak: “Existe un
pequeño número de personas que se orientan hacia la Matemática, puesto que esperan
escaparse al mundo real. Ellos conciben la Matemática como una bella arquitectura, bien
orientada, destacada en la vida y es sorprendente como la Matemática permite ganar para
vivir”.
Sin embargo, pueden parecer sorprendente las relaciones entre Matemática y realidad, en
verdad, son profundas y de diversa naturaleza. Estudiamos a la Estadística como un modelo
de la realidad. Podemos de todo esto decir que la Matemática no es algo aislada, tampoco
es un hecho técnico, de fórmulas concebidas por mentes privilegiadas, más bien es un factor
de ideas. Así su conocimiento no es un lujo, se vuelve una necesidad para las personas que
quieren comprender lo que existe a su entorno, para entender las innovaciones tecnológicas,
esto es, la tecnología de punta que suscita cada día. Para entender las reacciones que se dan
en el mundo de las finanzas, la banca, el comercio, la economía para contrastar resultados
de las investigaciones de mercado, psicológicas, educacionales decisiones gubernamentales
y otras.
En la actualidad, la Estadística es una herramienta clave para el desarrollo de la investigación
educativa, de las Ciencias Sociales y otros campos como: Química, Sicología, Genética,
etc., de allí que es importante destacar la enseñanza de la Estadística en todo nivel y
se ha considerado menester incluir en éste texto temáticas referentes a la investigación
estadística del COMIL - R. (COLEGIO MILITAR “COMBATIENTES DE TAPI”) de la ciudad
de Riobamba-Ecuador y la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH.
Aunque se puede aplicar software estadístico libre como el R y de esto hablaremos en otra
oportunidad. Los software estadísticos y la hoja electrónica EXCEL; permiten desarrollar
destrezas de cálculo y gráfico en el estudiante, ayudando de esta manera a visualizar los
argumentosfundamentalesderepresentación,cálculodeíndicesestadísticosylaconstrucción
gráfica (histogramas, polígonos de frecuencias, diagrama de barras, diagrama de caja (box-
plot), diagrama de tallo y hoja (stem and leaf), etc.) de un conjunto de datos como se
ve en el segundo capítulo denominado Estadística Descriptiva. También estos software
estadísticos generan resultados de ANOVA (análisis de la varianza), regresión, análisis
multivariado, econometría, control de calidad, series de tiempo y funciones matemáticas.
INTRODUCCIÓN
Se escucha a menudo decir que la Matemática es una ciencia “abstracta” e incluso “inútil”,
alejada de los problemas concretos, pero no nos damos cuenta que la Matemática, por
ende la Estadística apoya y es base fundamental de los avances tecnológicos. La Matemática,
está al servicio de otras ciencias a las cuales provee conceptos, instrumentos de cálculo,
estructuras y lenguaje. El calificativo de abstracta que se da a la Matemática no es extraño y
el agrado por ella no es del todo espontáneo. Escribe el matemático H.O. Pollak: “Existe un
pequeño número de personas que se orientan hacia la Matemática, puesto que esperan
escaparse al mundo real. Ellos conciben la Matemática como una bella arquitectura, bien
orientada, destacada en la vida y es sorprendente como la Matemática permite ganar para
vivir”.
Sin embargo, pueden parecer sorprendente las relaciones entre Matemática y realidad, en
verdad, son profundas y de diversa naturaleza. Estudiamos a la Estadística como un modelo
de la realidad. Podemos de todo esto decir que la Matemática no es algo aislada, tampoco
es un hecho técnico, de fórmulas concebidas por mentes privilegiadas, más bien es un factor
de ideas. Así su conocimiento no es un lujo, se vuelve una necesidad para las personas que
quieren comprender lo que existe a su entorno, para entender las innovaciones tecnológicas,
esto es, la tecnología de punta que suscita cada día. Para entender las reacciones que se dan
en el mundo de las finanzas, la banca, el comercio, la economía para contrastar resultados
de las investigaciones de mercado, psicológicas, educacionales decisiones gubernamentales
y otras.
En la actualidad, la Estadística es una herramienta clave para el desarrollo de la investigación
educativa, de las Ciencias Sociales y otros campos como: Química, Sicología, Genética,
etc., de allí que es importante destacar la enseñanza de la Estadística en todo nivel y
se ha considerado menester incluir en éste texto temáticas referentes a la investigación
estadística del COMIL - R. (COLEGIO MILITAR “COMBATIENTES DE TAPI”) de la ciudad
de Riobamba-Ecuador y de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH.
Aunque se puede aplicar software estadístico libre como el R y de esto hablaremos en otra
oportunidad. Los software estadísticos y la hoja electrónica EXCEL; permiten desarrollar
destrezas de cálculo y gráfico en el estudiante, ayudando de esta manera a visualizar los
argumentosfundamentalesderepresentación,cálculodeíndicesestadísticosylaconstrucción
gráfica (histogramas, polígonos de frecuencias, diagrama de barras, diagrama de caja (box-
plot), diagrama de tallo y hoja (stem and leaf), etc.) de un conjunto de datos como se
ve en el segundo capítulo denominado Estadística Descriptiva. También estos software
estadísticos generan resultados de ANOVA (análisis de la varianza), regresión, análisis
multivariado, econometría, control de calidad, series de tiempo y funciones matemáticas.
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES
GENERALIDADES
CAPÍTULO
Presentar argumentos estadísticos de manera atractiva, interesante y aplicativa, generando
ambientes que faciliten la investigación
Motivar al estudio de la Estadística, más que al cálculo, a través de preguntas como ¿Qué
es la Estadística? ¿Por qué aprender Estadística?
Destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos y estadísticos los que se toman
CONTENIDOS
OBJETIVOS
1
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES
GENERALIDADES
CAPÍTULO
Presentar argumentos estadísticos de manera atractiva, interesante y aplicativa, generando
ambientes que faciliten la investigación
Motivar al estudio de la Estadística, más que al cálculo, a través de preguntas como ¿Qué
es la Estadística? ¿Por qué aprender Estadística?
Destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos y estadísticos los que se toman
CONTENIDOS
OBJETIVOS
1
Generalidades
Lesta disciplina es el resultado de una evolución, la misma que se puede
catalogar en orden cronológico en los siguientes antecedentes:
estadísticos (captación de datos, por cierto, de carácter rudimentario), debido a
que permitían distribuir los bienes y repartir las propiedades para que fueran
nacimientos, defunciones y matrimonios, sin olvidar los recuentos periódicos
pocas operaciones estadísticas, con la notable excepción de las relaciones de
trataron de revivir la técnica romana, los métodos estadísticos permanecieron
1.1 RESEÑA HISTÓRICA
Generalidades
En la época moderna, la técnica censal adquirió un gran desarrollo, llegando a
con todo lo que se encuentra de activo y de efectivo”, entonces la Estadística
se ocupa de los fenómenos que pueden favorecer o defender la propiedad del
Estado y agrega: política Estadística
de la recolección de datos por parte del gobierno de un país, relacionados
Generalidades
por inferencias llegó incluso a estimar con buena aproximación la población de
Quienes más contribuyeron a su progreso y a estructurarla como ciencia fueron
sus obras:
Teoría Analítica de la Probabilidad (1812).
clásica desde el punto de vista matemático, primera de las modernas teorías
inductivamente y establecer una base matemática para la inferencia
Generalidades
y resolver la aplicación del principio de promedios y de la variabilidad a los
dos conceptos matemáticos fundamentales para la teoría estadística; la teoría
constituye la primera rama de la Estadística que pudo construirse con una
Para destacar el punto fundamental de su obra diremos que si Pearson fue el
y estructuró en forma rigurosa, con la colaboración de sus discípulos; en
Generalidades
Estadística.
observadas por lo general de la muestra, y la de estadística inferencial o inducción,
Población.
de que a pesar de encontrarse una población constituida por un grupo de elementos,
Características (o caracteres).
Muestra.
aleatoriamente, es decir, todos los elementos que componen la población tienen la
TIPOS DE ESTADISTICA
INFERENCIAL
Estimulación Prueba de hipótesis
Pruebas
Paramétricas
Normal Del Signo
Prueba 8 de
bondad
de ajuste
U-MANN WITNEY
T-Student
Fisher
Anova
-
-
Pruebas no
Paramétricas
DESCRIPTIVA
1.-Descripción
Gráfica de datos
2.-Descripción
numérica de datos
Barras
2.1. Medidas de tendencias
Media, mediana, moda, media
aritmética, media armónica, media
geométrica, media cuadrática.
2.1. Medidas de dispersión o
variabilidad
Rango, varianza, desviación típica
estándar.
2.3. Medidas de correlación
Coeficiente de correlación.
Histogramas
Poligono de frecuencias
Pastel
Puntual Por intervalos
1.2 ALGUNA TERMINOLOGÍA NECESARIA
Generalidades
Para que una muestra sea representativa de la población se requiere que las
Estadístico
Estadísticas.
son datos agrupados metódicamente y consignados en publicaciones,
elaboradas por las diversas empresas o entidades, buscando sean conocidos
Estadísticas primarias.
Estadísticas secundarias. En éstas los datos se obtienen de publicaciones,
Estadísticas temporales.
Estadísticas internas de una institución educativa se originan de los registros
internos, tales como promedios, matriculas, pensiones, pesos, estaturas,
Estadísticas externas son registros originados fuera de la institución educativa;
Parámetros.
una característica poblacional tendrá un solo parámetro (media, proporción,
Estimador (puntual).
correspondiente a la muestra, se denomina estimador puntual o estadígrafo
estimador por intervalos, dentro del cual deberá estar el parámetro con cierto
Generalidades
L
el aspecto más importante de ésta disciplina es la obtención de conclusiones
basadas en los datos experimentales, a este procedimiento se lo conoce con
entender las nociones de población y muestra, dadas anteriormente, pero sin
•
•
•
•
1.3 ¿QUÉ ES LA ESTADÍSTICA?
Generalidades
INDIVIDUOS
Discretos (número de caras de un dado,
POBLACIÓN número de hijos, etc.)
Cuantitativos
CARACTERES Continuos(peso, estatura, etc.)
Cualitativos (sexo, color, religión, etc.)
Observación.
estudiar (la población) el colectivo se requiere de información
Pues se debe tener en cuenta siempre que la Estadística estudia el
comportamiento de los fenómenos de grupo, prescindiendo de aquellos
fenómenos individuales que pueden ser considerados como resultados de
cuantitativo aquella modalidad numérica, cuyos valores se toma sobre un
De acuerdo a esta descripción estos caracteres se subdividen en discretos
(naturales, enteros o racionales) y continuos (la recta real numérica, un intervalo
esquema:
Figura 2. Esquema de Caracteres
Pero, una población (o las características de una población) puede ser
Generalidades
POBLACIÓN
POBLACIÓN
Deducción (Probabilístico)
Figura 3. Esquema de Variables
en probabilidad parte de una población conocida, para deducir el resultado
sacar conclusiones) o de los resultados de la muestra induce con respecto a las
Figura 4. Población y muestra
INDIVIDUOS
Discretas (número de caras de un dado,
POBLACIÓN número de hijos, etc.)
Cuantitativas
VARIABLES Continuas(peso, estatura, etc.)
ALEATORIAS
Cualitativas (sexo, color, religión, etc.)
Generalidades
L
Estadística Descriptiva consiste en la presentación de datos en forma de tablas
Teoría de las Probabilidades puede ser pensada como la teoría matemática
Estadística Inferencial
consecuencia, la característica más importante del reciente crecimiento de
la Estadística Aplicada.
Estadística Matemática
a las bases teóricas de la materia, e incluye el estudio de las probabilidades, es
Estadística Paramétrica: en la estadística paramétrica nuestro interés es
establece como suposición general que la población o poblaciones de donde
provienen las muestras, deben estar distribuidas normalmente, aunque sea en
Estadística No Paramétrica: estudia las pruebas y modelos estadísticos cuya
niveles de medida
1.4 DIVISIÓN DE LA ESTADÍSTICA
Generalidades
ESQUEMA DE CURSO-TALLER
TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS DE ESTADÍSTICA PARAMÉTRICA Y
NO PARAMÉTRICA
TIPOS DE ESTADÍSTICA BÁSICA
Puntual Pruebas
Parámetricas
Normal
U-Mann
Prueba de
bondad de
Pruebas no
Parámetricas
Media
Mediana
Moda
Media aritmética
Media geométrica
Desviación típica
Dispersión o variabilidad
Nota. Nótese que en una de las tareas a los estudiantes del cuarto nivel de la
resultado se presenta a continuación:
Generalidades
E
algunos aspectos por cada método:
Muestreoprobabilístico.Dentrodeéstemétodoexistealgunosprocedimientos
como:
Muestreo aleatorio simple. Este método permite que la selección de todos
los individuos o elementos que constituyen la población tenga la misma
sin reposición; en otras ocasiones, cada elemento puede ser elegido más
Para la aplicación de estas tablas se procede de la forma siguiente:
1.5 MUESTREO
Generalidades
Solución
De esta manera, los cadetes numerados con estas cifras serían los
grupos, en tal forma que el elemento tendrá una característica que sólo le
1.Proporcionales.
2.Óptima.
de muestra para la distribución proporcional de cada estrato mediante la
fórmula:
Donde
Ni
i
N
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 01
ni
= n,
Ni
N
i= k
n = n1
+ n2
+ ... + nk
Generalidades
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 02
Solución:
n = (1000/2000)30 = 15
n = (600/2000)30 = 9
n = (400/2000)30 = 6
otras maneras de distribuir proporciones de una muestra entre los diferentes
distribución óptima, o de Neyman,
Donde ¡
Muestreo sistemático.
Muestreo no probabilístico. En el muestreo no probabilístico se toma la
rendimiento académico en la asignatura de Matemática para que representen
debe ser la muestra tomada de cada estrato?
1
2
3
1 2 3
ni =
nNi i
N1 1
+ N2 2
+ ... + Nk k
Generalidades
A
l respecto se debe considerar que los medios de comunicación traen
cotidianamente resultados de sondeos seleccionados sobre muestras
de carácter social (censos), político (elecciones), económico (producción
mismos se deben interpretar cuando se presentan sea de forma esquemática,
los resultados.
Tener una visión general de la institución educativa en su conjunto, para
causa, etc.
institucional), pedagógicas (incidencia del sexo en el aprendizaje,
transversales que se cultivan en los estudiantes), etc.
1.6 ¿POR QUÉ APRENDER ESTADÍSTICA?
Generalidades
L
a de cualquier
campo de la ciencia, y su aplicación dependerá de la
disponibilidad de los datos que se analicen y de la naturaleza de los
Investigación interna.
Dentro de una institución se originan una serie de fenómenos, como por
Investigación externa.
educativa en la sociedad y en especial conocer la tendencia de los clientes
(estudiantes - padres de familia), el comportamiento actual o futuro, en relación
Investigación exhaustiva.
1.7 INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA
Generalidades
Investigación parcial.
planteados, de acuerdo a esto, exponemos a continuación de manera
esquemática los tipos de investigación.
Pura
Empírica y
Experimental
No Experimental
De laboratorio y
De campo
Descriptiva y
Explicativa
Tipos de Investigación
Generalidades
S
e requiere una investigación de carácter estadístico cuando no se
pueden considerar tres clases de operaciones o etapas de manera general en
una investigación:
1) Planeamiento
ciertos aspectos que se presentan, donde el orden y la necesidad de cada uno
Objeto de la investigación
En esta etapa se debe contestar los siguientes interrogantes:
a) ¿Qué se va investigar?
o de algo de interés que se va investigar, qué tipo de datos se requerirán, el
Unidad de investigación
investigación, la cual puede ser un estudiante, un curso, una institución, o una
adecuada al tipo de investigación, mensurable, que permita ser medible, y
frecuencia, la necesidad de establecer otras unidades denominadas
estudio principal mientras la familia, los amigos de éste, son las unidades
1.8 ETAPAS DE UNA INVESTIGACIÓN
Generalidades
Clase de estudio
en algunos casos no
a grupos, en cambio en la analítica permite establecer ciertas comparaciones
En la investigación experimental es una situación provocada por el investigador,
laboral de los administradores de la educación de la región central en el sistema
educativo ecuatoriano, interesa la situación fundamentalmente en el momento
resultados de un fenómeno o situación dada después de un determinado
dentro de lo cual se ubica la mayoría de los tipos de investigación presentados
aquel tipo de investigación en el cual participan los individuos y comunidad para
solucionar sus propias necesidades y problemas, es una forma moderna de
investigar a través de un proceso permanente de interacción y retroalimentación
Generalidades
Examen de la documentación y metodología
Método de observación
censo o muestra, depende entre otros factores, de:
2) Recolección de datos
costosas, ya que el valor de recolección corresponde al valor del envío y retorno
entrega personal del cuestionario, agregándose la reducción del extravío del
propósito general de esta investigación:
contestación a determinadas preguntas, demora en la devolución, uso de
Es indirecta cuando la tarea de recolección consiste en corroborar los datos
Generalidades
y televisión cuando se requiere determinar la sintonía en el momento de
Para la elaboración del cuestionario se debe considerar los siguientes aspectos
técnicos:
EJEMPLO DE ENCUESTA
Colegio Militar No.6 “Combatientes de Tapi“
Departamento Academico
Sección Estadística
Encuesta a cadetes de la escuela
X en el cuadro
que se indica en la presente encuesta con la seriedad y la honestidad que te caracteriza. Recibe
1. ¿Te gusta la forma de trabajar de tu Maestro(a)?
3. ¿Que te enseñaza o te da más tu Maestro(a)?
4. a) ¿Tú maestro realiza pruebas de recuperación?
b) La prueba de recuperación crees tú que es: fácil
¿Porqué ?__________________________________________________
6. ¿Tu Maestro (a) te hace participar en clase?
7. ¿Comprendes las explicaciones que te da tu Maestro(a) en el aula?
8. ¿Qué sientes cuando no puedes realizar tus tareas escolares?
9. Realizas las tareas que te envia tu Maestro(a) en casa:
Porque son:
10. ¿Lo que tú dices o haces en clases es respetada por tu maestro(a) y compañeros?
11. ¿Qué materia(s) mas te gusta(n)? _____________________________
12.- ¿Desayunos antes de venir a la Escuela?
¿Porque?___________________________________
Generalidades
Preguntas cerradas. En estas el informante tendrá las posibilidades al
Preguntas abiertas.
Preguntas de control.
3) Análisis de datos (información)
esta etapa son:
a) ¿Tu maestro (a) te hace participar en clases ?
b) ¿ Desayunas antes de venir a la Escuela?
¿Tú maestro realiza pruebas de recuperación ?
La prueba de recuperación crees tú que es:
Generalidades
encuestadores considerados como los aptos o meticulosos y que el crítico
puede subsanar directamente o pidiendo al entrevistador que vuelva a la
Tabulación
Puede ser manual, mecánica o digital y su elección dependerá:
Análisis e interpretación
Esta etapa se puede considerar como la más importante que tiene el informe,
proceso de análisis (aplicación de las técnicas de la estadística descriptiva
En este proceso se debe considerar la elaboración de distribuciones o tablas
aplicación de las diferentes medidas estadísticas: de tendencia central, de
Generalidades
Estos dos aspectos permitirán determinar el grado de consistencia y
una posible guía del análisis, sugiriendo los siguientes puntos:
1. Título:
a) ¿Es claro y conciso?
b) ¿No promete más de lo que el estudio puede proporcionar?
2. El problema:
b) ¿Está bien delimitado?
3. Revisión de la bibliografía relacionada:
a) ¿Es de amplitud adecuada?
4. Procedimientos utilizados.
5. Análisis e interpretación de datos
b) ¿Es concisa y clara la exposición del texto?
c) ¿Es lógico y perceptible el análisis de las relaciones de datos?
6. Resumen y conclusiones:
conclusiones?
Generalidades
Publicación.
llegar a las personas interesadas el resultado total del estudio, teniendo en
cuenta todos los aspectos considerados en el proceso, en tal forma que los
En términos generales se puede decir que un informe deberá contener:
g)
en donde se incluyen cuadros más generales que permiten aclarar o
Generalidades
INFORMACIÓN CUALITATIVA
a) Escala Nominal.- Es la escala más débil en cuanto a la información que
b) Escala Ordinal.- En este nivel, las unidades de los grupos guardan cierta
INFORMACIÓN CUANTITATIVA
a) Escala de Intervalo.-
aquí el nombre de escalas de intervalo), las distancias o ‘intervalos’ de igual
escalas de intervalo son equivalentes a termómetros, en los que el valor cero
1.9 ESCALAS O NIVELES DE MEDIDA
Generalidades
b) Escala de Razón.-
escala donde tanto el intervalo entre dos valores, como el punto cero, tienen
podemos decir si son iguales, o si una es diferente, mayor, que tan mayor y
que son medidas en esta escala son: peso, longitud, diámetro, volumen,
CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES CON RESPECTO A ESCALAS DE
MEDIDA
Figura 6.
Nota.
estudiantes del cuarto
respecto a la Escala de
siguiente resultado:
INFORMACIÓN
Nacionalidad
Sexo
Estado Civil
Profesión
Lugar de trabajo
Tipo de sangre
Puesto conseguido en una prueba deportiva
Grados de desnutrición
Respuesta a un tratamiento
Nivel Socioeconómico
Intensidad de consumo de alcohol
Días de la semana, meses del año, escalas
Temperatura de una persona
Ubicación en una carretera respecto de un punto de referencia
(Kilometro 85 Ruta 5)
Sobrepeso respecto de un patrón de comparación
Nivel de aceite en el motor de un automovil medido con una vara
graduada
Fecha
Altura de personas
Cantidad de litros de agua consumido por una persona en un dia
Velocidad de un auto en la carretera
Número de goles marcados por un jugador de básquetbol en un partido
Ingreso de un empleado
DE INTERVALO
CUANTITATIVA
CUALITATIVA
NOMINAL
ORDINAL
DE RAZÓN
Generalidades
discretas y cuantitativas continuas).
cuales N1 1
a) Que exista un objetivo.
b) Que se hayan trazado planes.
d) Ninguno de los anteriores.
ESCALA DE MEDIDA 01
1.10 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1
Generalidades
d) Ninguno de los anteriores
trabaja.
17. ESCALAS o NIVELES DE MEDIDA Y VARIABLES
.
CAPÍTULO 2 ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
ESTADÍSTICA
DESCRIPTIVA
CAPÍTULO
docente como de otros campos
CONTENIDOS
OBJETIVOS
2
Estadística
Descriptiva
Levidencia aspectos característicos (promedios, desviaciones estándar,
n
mientras, si la cardinalidad
m
, a saber:
Vector de n Variables:
Valores de las variables j-ésima para m individuos
2.1 DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE DATOS
X=(X1
,X2
,...,Xn
) Rn
x1j
xmj
Rm
.
.
.
Estadística
Descriptiva
Matriz de datos
x2j
representa el valor del segundo individuo de la
Solución:
son:
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
En efecto, las variables X2
, X3
, X4
, X5
, y X6
son cuantitativas y las variables
cualitativas son X1
y X7
¿Qué podemos decir respecto al rendimiento por género? ¿Qué asignatura
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA
(MATRIZ DE DATOS)
01
le interesa conocer el rendimiento académico del curso
en las asignaturas más importantes: Matemáticas,
X1
1
m
x11
x21
.
.
.
xm1
x12
x22
.
.
.
xm2
x1j
x2j
.
.
.
xmj
x1n
x2n
.
.
.
xmn
.
.
.
.
.
.
.
.
.
X2
. . . Xj
. . . Xn
Estadística
Descriptiva
No. Nómina Matemáticas Castellano Ciencias
Sociales
Inglés Ciencias
Naturales
1 CARVAJAL ANA 15.36 17.41 16.12 14.00 10.66 2
2 CORTÉS CESAR 20.00 14.35 14.00 12.17 14.19 1
3 AVILA EDUARDO 14.19 17.05 18.00 9.98 17.23 1
4 SILVA EDISON 19.89 14.09 14.67 18.00 17.35 1
5 ALINO FABIAN 18.97 19.45 15.00 19.03 18.69 1
6 SINIDA MARIA 12.56 15.00 16.07 19.78 13.00 2
7 PORTERO NELLY 7.45 14.17 18.00 18.05 11.76 2
8 BERRONES PAUL 20.00 18.06 15.09 16.79 19.11 1
9 DONOSO ANGEL 12.45 20.00 18.79 15.00 20.00 1
10 CONCHA IVAN 16.93 12.62 16.24 17.08 19.78 1
11 ROSERO ENIT 14.00 14.67 17.59 18.98 14.09 2
12 MIRANDA ROSA 20.00 12.99 13.74 10.01 15.54 2
13 MOYA GERMAN 12.90 14.78 17.00 14.59 18.99 1
14 CALI CARLOS 11.97 12.56 14.34 11.97 14.00 1
15 VILLA EDUARDO 19.70 20.00 17.76 18.58 14.45 1
16 AUSAY CARMEN 18.00 20.00 17.16 19.56 16.41 2
17 RIVAS JORGE 14.00 17.78 18.37 12.67 15.69 1
18 ORTEGA MARIA 11.00 20.00 15.38 14.00 18.00 2
19 CANO ROBERTO 19.87 16.00 18.09 18.89 18.89 1
20 PUSAY DIEGO 20.00 19.42 18.00 19.58 18.68 1
21 PEÑA DAVID 18.00 17.47 14.39 14.74 14.74 1
22 MORA PAULINA 19.90 18.56 16.79 18.23 19.45 2
23 VILEMA RITA 14.89 17.00 16.73 14.73 14.81 2
24 PAGUAY MARIA 10.79 18.45 16.39 12.53 13.27 1
25 AUSAY JAVIER 13.99 19.42 18.00 14.44 17.67 1
Sexo
(i
(mi
) (fi
)
Estadística
Descriptiva
masculino
femenino
adelante, consideramos aquí para responder las preguntas planteadas y la
asignaturas del curso
Matemáticas
Matemáticas
Promedio
Matemáticas
Promedio 15,87 16,85 16,47 15,74 16,26
Estadística
Descriptiva
L
¡
frecuencia absoluta.
frecuencia relativa del resultado i-ésimo, m indica
propiedades:
Propiedades de frecuencias:
de los datos
Solución:
MATEMÁTICAS
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA
(FRECUENCIAS)
02
El profesor dirigente referido en la actividad de
i
Nota.
2.1.1 VARIABLES CUALITATIVAS
f =
i
i
m
m
i
1. 0 i i
= 1, ..., k 0 i 1
2 i
= m1
+ m2
+ + mk
i = f1
+ f2
+ + fk
= 1
1 1
k k
... ...
Estadística
Descriptiva
1
sobresalientes; m2 3
4 5
m¡
1
CIENCIAS SOCIALES.
1
Estadística
Descriptiva
Opcional.
y E
tabla de contingencia ó de doble entrada.
El valor f ij
con
fij distribución
empírica conjunta o distribución conjunta
experimentos, los valores fi y fj son respectivamente las distribuciones de
respectivamente las mismas que satisfacen:
tienen ninguna relación estadística, es decir, la distribución de una de ellas
variables
independientes.
fij
=fi.
*f.j
f
f
ij
.j
X/Y 1 . . . j . . . n
1 f11
. . . f1j
. . . f1n
f1
.
.
i fi1
. . . fij
. . . fin
fi
.
.
.
k fk1
. . . fkj
. . . fkn
fk
f .1
. . . f .j
. . . f .n
1
.
.
.
fij
f.j
fi.
=
fi. = il
, i.
= 1 , .j
= 1
f.j rj
y
l=1 i j
r=1
k
n
Estadística
Descriptiva
S
i los resultados de una investigación nos llevan a obtener valores
numéricos se tienen entonces las variables llamadas cuantitativas, cu-
yos valores numéricos tienen su importancia, los datos de una varia-
Para no perder completamente la información sobre los valores asumidos al
),
la misma es una buena manera de obtener una presentación visual informativa
x1
,x2
,...,xm
¡ está formado al menos
¡ se dividen en dos
Solución:
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 03
lleven a cabo una transacción bancaria:
2.1.2 VARIABLES CUANTITATIVAS
Estadística
Descriptiva
marcas de clase como la siguiente:
Observación.
cuanto a tendencia, variabilidad o dispersión (como indica la
Stem-and-Leaf Display: Tiempo
CLASES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Estadística
Descriptiva
fórmula
de Sturgues (fórmula empírica) dada por:
k = 1 + 3.322ln(n)
límites
reales
el intervalo de la clase. marca de clase o punto medio al valor
frecuencia absoluta
frecuencia relativa, bien en forma de proporción (cociente entre la frecuencia
c) Polígono de frecuencias
Nota.
se obtienen buenos
resultados si se hace
de clases considerando
k = n
Estadística
Descriptiva
Tabla de frecuencias
Existen tres reglas generales para construir la tabla de frecuencias:
Determinar el mayor y el menor entre los datos registrados para luego
longitud de cada clase será aproximadamente 1, pues
i
ni
fi
Estadística
Descriptiva
Porcentaje
i
expresan la asignación de cada observación a una
determinada clase y por la primera propiedad de las frecuencias sus valores
Observación.
sencillo comprender un resultado fraccionado o decimal y la
el valor de la fracción se puede redondear o truncar y es claro
Histograma
Nota. Cuando los
intervalos de clase
es proporcional a las
la longitud de los
es necesario ajustar la
proporcionales a las
STATGRAPHICS o
Minitab:
Normal
Estadística
Descriptiva
Polígonos de frecuencia
De los dos diagramas presentados se observa que los datos del tiempo
de transacción bancaria se agrupan más alrededor de la segunda clase
Ojiva
de un intervalo de clase se conoce como frecuencia absoluta acumulada o
decir, las frecuencias acumuladas.
frecuencias acumuladas o más brevemente distribución acumulada, la misma
absoluta) acumulada de una clase contra el límite inferior de la siguiente sobre
i i
ni
fi
i i
Estadística
Descriptiva
E
U
E
N
1
1
Normal
Percent
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 04
grupo deberán construir:
percentiles, deciles y cuartiles.
percentiles
deciles y cuartiles
proporción u orden denotamos por q
en otras palabras se puede decir que q
como:
Observación.
de la muestra determinaremos más rectángulos de base
suave parecido a una campana conocida con el nombre de
Observación.
sobre un grupo de individuos (muestra) de la población pueden
Normal
q ) q )
Estadística
Descriptiva
Solución:
Tabla de frecuencias
siguiente:
diagrama circular llamado
también diagrama pastel o pie en ingles.
Diagrama de barras, polígono de frecuencias y ojiva
1 n
las abscisas, las frecuencias son representadas por segmentos paralelos al
1
i
fi
*
i
ni
f i
ni i
*360º
i i
2 1 42
3 2 65
5 4
8 7 8
Total
Estadística
Descriptiva
1
1
¡) y es la frecuencia relativa total
de todos los valores menores o iguales al valor x¡ y se conoce con el nombre
de distribución de frecuencias acumuladas o simplemente distribución
acumulada
ojiva.
Nota.
es proporcional a la
porque la escala vertical
0 a 1 incluidos) para la
Estadística
Descriptiva
1
***
1
diagrama circular
la misma manera se calculan los ángulos de las otras porciones del diagrama
circular o pastel (pie).
Observación.
como sugerirán los análisis apropiados de la estadística
Estadística
Descriptiva
proporciona al observador la asimetría y presentación de datos anómalos
del error cometido en la toma de decisiones?, ¿Qué error podemos cometer?,
Proyecto:
Evaluación:
En un ambiente académico, la investigación educativa se desarrollará si
itinerario completo para un proyecto de investigación estadística pero si nos
MINITAB, EXCEL
e interpretación de la información y todo para ayudar a tomar decisiones y
conseguir los resultados esperados correctamente aplicamos la metodología
de la investigación estadística siguiendo los pasos:
Prueba piloto
emitir
Estadística
Descriptiva
Evimos los términos básicos de población, muestra, variables aleatorias
-
-
de datos, pero no es muy adecuado para sacar conclusiones basadas sobre el
población basadas en la información contenida en una muestra y medir la
bondad de inferencia, se requieren de cantidades obtenidas de expresiones
Es posible obtener mediante las Matemáticas ciertas propiedades de esas
cantidades muestrales y establecer conclusiones probabilísticas con respecto
Preguntamos en el curso a los estudiantes la asignatura y el deporte de su
moda
2.2 DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DE DATOS
Estadística
Descriptiva
presentamos son: la moda, la mediana y la media aritmética o media
Moda: Es la observación que se presenta con mayor frecuencia en la muestra;
se dice que la muestra es bimodal.
que ocupa el lugar central entre los datos ordenados de forma creciente o
RECORDANDO
Para el caso discreto:
barras la moda está representada por el segmento o barra
Para el caso continuo:
la clase modal sirve como punto de concentración en el
2.2.1 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL
Estadística
Descriptiva
RECORDANDO
Para el caso discreto:
Para el caso continuo:
creciente o ascendente tenemos:
x
(x
Mediana.
Z
Z , se
considera la mediana como la suma de los valores xm
y x
datos agrupados, está dada por:
Nota. Se note que el
es un valor observado.
es que los valores
ella. Para ilustrar lo dicho,
observaciones de una
-10, 2, 3, 4, 5 y 17
es 3,5
Distribution Plot
Density
Mediana = L +
fm
n
2
Estadística
Descriptiva
RECORDANDO
que contiene la mediana de los datos no agrupados)
f es la suma de las frecuencias de todas las clases
fm
c es la longitud del intervalo de la clase mediana y
es 1
Por tanto, aplicando la fórmula computacional de la
Media: x1
,..., xn
es el promedio aritmético de
los mismos (suma de todos los valores divididos para el total n) y denotamos
por X , donde
Observación. El símbolo x se referirá al valor de la media
media muestral
de todas las observaciones de una población se representará
no es posible medir µ más bien µ es un parámetro es una
cantidad desconocida que se desea estimar a partir de la
información de una muestra, en general se estima con x
de los datos; por sí misma no ofrece una descripción adecuada de un
con
i n, entonces la media viene calculada por las fórmulas:
Para el caso discreto
Para el caso continuo
donde Ci
x =
i = 1
n
xi
1
n
x =
n
ni
xi
i=1
n
x =
k
ni i
i=1
n
Estadística
Descriptiva
RECORDANDO
Para el caso discreto:
Para el caso continuo:
consideramos los datos:
X =
(n1
x1
+ ... + n9
x9
)
229
2.9 3
= =
677
229
i ni
ci
ni
ci
i ni
xi
ni
xi
Estadística
Descriptiva
además, los datos tienen una sola moda (esto es, son unimodales), entonces
es, son asimétricos, con una larga cola en uno de los extremos) entonces se
tiene que
moda < mediana < media
Mientras que
media < mediana < moda
Simétrica
Asimetría o
sesgada negativa
Relación entre la moda, mediana y media
Estadística
Descriptiva
las tres muestras de datos:
sin embargo, se observa a simple vista que la dispersión o variabilidad de la
los datos o saber que tan dispersos están entre ellos o respecto a una medida
Rango o Recorrido r: Es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo
2.2.2 MEDIDAS DE DISPERSIÓN
r= máx(xi
) - min(xi
)
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Estadística
Descriptiva
r
1
Percentiles, Cuartiles y Deciles
S
partes, los tres o nueve puntos de división se conocen como cuartiles o deciles
1
, Q2
y Q3
y
a los nueve deciles por D1
, D , D , D , D , D , D , D y D
procedimiento para calcular los percentiles p
Procedimiento para calcular el k-ésimo percentil de un conjunto ordenado
de datos:
Paso 1.
de nk
nk
nk
es entero, entonces i es igual a nk
+ 0.5
Paso 2.
con lo que el valor de p es el promedio de las observaciones ordenadas
nk
y (nk
+ 1)
RECORDANDO
Para el caso discreto:
Para el caso continuo: De los datos no agrupados de la
el recorrido o rango es
Nota.
se debe evitar el uso del
de variabilidad, cuando el
en un conjunto es
éste contenga algunas
observaciones cuyo valor
dos valores cuantiles, que
es decir, se considera
un porcentaje de ellos;
50% o un 80% del total de
los datos se calcula a través
los percentiles, cuartiles y
deciles. Por tanto se hace
Nota. Nótese que el
percentil, es decir,
Q1 0.
, el segundo
cuartil es el 50 percentil,
es decir,
Q 0. 0
que es la
es el 75 percentil, es
decir, Q 0.
.
Estadística
Descriptiva
RECORDANDO
1.
nk
nk
2.
p
Q3
Q1
) recibe el nombre de recorrido intercuartil
y denotamos por
D 1
) recibe el nombre de recorrido interdecil
y denotamos por
se puede determinar valores aproximados de percentiles y calcular los
diagrama de caja y bigotes ó simplemente diagrama de caja.
el primer cuartil, Q1 3
R.Ic. = Q3
- Q1
R.Id. = D9
- D1
Estadística
Descriptiva
El diagrama de
que la distribución de los
tiempos de transacción
es asimétrica a la
Datos
M1
El diagrama de caja es una presentación visual que describe al mismo
Este tipo de observaciones se conocen como valores atípicos o anómalos.
¿por qué?
DIAGRAMA DE CAJA
*
*
*
**
*
*
*
*
Estadística
Descriptiva
Obervación.
Varianza: x1
,...,xn
es el promedio del
varianza muestral
y es:
poblacional
Desviación estándar.
Para el caso discreto: tienen frecuencia absoluta la
Nota.
dentro del conjunto
de observaciones
dispersión dentro del
variación relativa de
dos conjuntos de
observaciones, pero sólo
respecto a la variación en
un sólo conjunto de datos
cuando se interpreta en
(1)
s'2
=
1
n i=1
n
(xi
X)2
s2
=
1
n-1
i=1
n
(xi
X)2
S= S2
s2
=
i=1
m
ni
(xi
)2
n-1
s2
= = = =
(xi
)2
(xi
xi
+ X2
) xi=1
xi i=1
xi
+ i=1
X2
i=1
xi
i=1
xi
)2
n n n n
n
2 n n n n
2 2
i=1 i=1
n n
n
s = i=1
xi
n 1
n
i=1
xi
)2
2
n
n
Estadística
Descriptiva
Para el caso continuo: Para datos agrupados, puede calcularse el valor
ni
es la frecuencia de la clase i-ésima, ci
es
el centro o punto de la clase i-ésima y
S 2.4625
de variación relativa, llamada
estándar entre la media, es decir
CV =
S
X
s2
= = 6.064
49
s2
=
i=1
ni
x2
n
n-1
k
i
ni
xi
i=1
)2
i=1
ni
(ci
)2
n - 1 n - 1
k
i=1
ni
c2
n
k
k
i
ni
ci
i=1
)2
s2
= =
k
i=1
ni
= n
i=1
ni
(ci
)2
n - 1
k
s =
ci
ci
2
ni
ni
ci
ni
ci
2
11
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 05
desviaciones estándar:
Solución
RECORDANDO
determina:
Sociales Naturales
estándar
X = = SX
=
Y = SY
=
CV(X) = CV(Y) = = 0.7607
y
= 0.6047
1.79
2,96
2,48
3,26
CV(X) = CV(Y) =
y
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 06
ci
ni
fi i i
i
Estadística
Descriptiva
*
*
*
**
*
*
*
*
*
*
*
**
*
*
*
*
media de los datos es: a continuación se detalla
el cálculo de la mediana
i Ci
ni
i ci
ni
ci
ni
x = =
Estadística
Descriptiva
Datos:
f m
Cálculo de la moda:
mediana, por lo tanto el punto medio de esta clase representa la moda y es
d) Determine las medidas de dispersión:
cumple la condición:
DIAGRAMA DE CAJA
*
*
*
**
*
*
*
*
Mediana = Me =
CV =
8.0
32.2
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 07
tienen el propósito de poner en práctica los conocimientos
1.
CUANTITATIVA DISCRETA
CUALITATIVA
CUANTITATIVA
DISCRETA
d) Duración (en minutos) de la llamada de larga distancia más larga por
CUANTITATIVA CONTINUA
CUALITATIVA
CUANTITATIVA CONTINUA
CUALITATIVA
CUANTITATIVA DISCRETA
CUALITATIVA
CUALITATIVA
2.
Observación.-
bigotes se observa este aspecto en inglés steam and leaf y
a)
Estadística
Descriptiva
Boxplot of COBROS
COBROS
*
Stem-and-Leaf Display: COBROS
1 11
Observación.
Estadística
Descriptiva
- - - - - -
Dada las series de datos basadas en el precio de cierre de acciones de
Estadística
Descriptiva
Diagrama de barras de bolsa
norteamericana
1
1 1
Diagrama circular para bolsa
norteamericana
b) Para cada serie de datos, construya un diagrama circular y un diagrama de
Comentario 1.
Comentario 2.
Punto
Medio absoluta relativa
1
1
1
Punto
Medio
ecuencia
relativa
1
1
1
Estadística
Descriptiva
Comentario.
asimetría positiva, es decir, la cola más grande está a la
Estadística
Descriptiva
4. Conteste correctamente a las siguientes preguntas, sea claro, conciso
y explícito.
con más frecuencia?
•
extremos?
•
Investigación.
anual promedio?
•
tendencia central principales son iguales?
•
que las otras medidas?
•
¿En una distribución de frecuencias con sesgo asimetría negativo, ¿qué medida de
tendencia central es menor?
•
agrupado en una distribución de frecuencias?
•
• central X de clase i.
cuando se tiene una distribución sesgada?
•
Distribution Plot
Density
11
Density
Distribution Plot
x=
fx
n
x=
x
n
Media de una muestra =
Estadística
Descriptiva
Solución:
De las tablas anteriores tenemos:
Medidas de Tendencia Central
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 08
agente vendedor:
calcule las medidas de tendencia central y de dispersión:
i
Punto
medio absoluta f relativa acumulada
acumulada
1
11
f
X = = =
fX
n
2663
24
110.94
Me = L + = 106 + = 109.5
f 2
i 7
FA
n
2
11
24
2
Estadística
Descriptiva
Medidas de Dispersión
Investigación.
El cuarto y octavo decil
Investigación
•
X ± (1,58)S
CA= = =
12.89
0.34
3(media - mediana)
Desviación - estandar
L =
50 =10
(24+1)
40
100
L =
50 =12.5
(24+1)
50
100
L =
75 =18.75
(24+1)
75
100
L =
80 =20
(24+1)
80
100
L25 =6.25
(24+1)
25
100
=
L70 =17.5
(24+1)
70
100
=
K =1.58
1
0.40
=
s= =
fX 2
1
= 12.89
fX )2
n
299302
24 1
(2663)2
24
CV = = =
S
X
12.89
110.96
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 09
medía la disminución de los niveles de estrés de las
disminuciones se indican aquí en una tabla de frecuencias:
puntos?
Solución:
Determinamos los puntos medios da cada clase para calcular la media
mediana, entonces,
• ¿Qué variación de la disminución de estrés podría existir de una
persona a la siguiente?
•
Puesto que, CV
mediana=30 +
15
5 =30,67
S
= =
fX 48925
n 51
8,065
2 fX)
n
2
(1540)
52
2
=
CV = ( )* = ( )* =
s
X
8,06
29,62
Disminución del nivel de
tensión
f Xf X X f
Estadística
Descriptiva
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 10
a continuación la lista de estudiantes matriculados en el periodo de referencia
obtenemos los siguientes datos:
Solución
Estadísticasdescriptivasdelrendimientoacadémicoyasistenciasinestudiantes
Ev Ev Ev
1
Parcial 1 Parcial 2 Parcial 3 Total/28 % Asist.
Media
Error típico
Mediana
Promedio en %
Desviación estándar
Varianza de la muestra
Curtosis
Rango
Mínimo
Máximo
Suma
CV
Estadística
Descriptiva
Estadística estudiantil del total de matriculados
Estadística estudiantil luego de dar el examen de suspensión
Estadísticas del total de matriculados
Estadística estudiantil después de dar prueba de
suspensión
1
Estadística
Descriptiva
Resumen estadístico
reprueba, es decir, en general en el cuarto nivel de la asignatura de Estadística
1
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 11
estadística y con los resultados de las encuestas
o no se puede crear un gimnasio particular para la
Promedios de pruebas parciales
2.3 APLICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA
EV.1 EV.2 EV.3
Media o promedio 6.1 7.8 8
% DEL PROMEDIO 76,0% 78% 80%
Estadística
Descriptiva
RESUMEN
asesoría nutricional, aumento y reducción de peso, tabeo, aeróbicos, físico
encuesta y aplicando un itinerario básico para un proyecto de investigación
estadística consiguiendo resultados que ayudarán a tomar buenas decisiones
¹ Trabajo elaborado por Jorge Congacha A., Nelson Rea, Carlos Miranda, Jaime Gualli, Franklin
Cazorla, Laura Rochina.
SUMMARY
INTRODUCCION
campus ecológico amplio, viene formando profesionales éticos y competitivos
asesoría nutricional, aumento y reducción de peso, tabeo, aeróbicos, físico
estudiantes de cada facultad, ya que la gran mayoría de estudiantes tiene
Estadística
Descriptiva
METODOS Y MATERIALES
la información y para conseguir los resultados esperados correctamente
aplicamos la metodología de la investigación estadística siguiendo los pasos:
• Planeación de la investigación
• Elaboración de los instrumentos de análisis
• Prueba piloto
•
•
•
•
•
•
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CUESTIONES INFORMATIVAS
Media
Moda
Mínimo
Máximo
Estatura (metros)
Media
Mediana
Moda
Mínimo
Máximo
Estadística
Descriptiva
CUESTIONES REQUERIDAS
NO
Peso ( libras)
Media
Mediana
Moda
Desviación estándar
Mínimo
Máximo
Estadística
Descriptiva
¿En qué áreas le gustaría prepararse físicamente?
diagramas de barras como el circular para observar que los estudiantes de
¿En que areas le gustaria prepararse
Pago
asesoría nutricional
aumento y reducción de peso
tabeo
aeróbicos
físico culturismo
*
Estadística
Descriptiva
CONCLUSIONES
•
•
los días sábados
•
•
RECOMENDACIONES
•
•
• El cobro debe ser en el gimnasio personalmente ya que si se incluye
• Que la politécnica tenga un gimnasio con todas las necesidades
• Establecer si está de acuerdo con el costo propuesto del pago $1extra
•
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
Estadística
Descriptiva
ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE FISICA Y MATEMATICA
ENCUESTA A ESTUDIANTES ESPOCH
Cuestiones informativas:
SEXO:
Cuestiones requeridas:
¿ DESEARIA PREPARARSE FISICAMENTE ?
¿ EN QUE AREAS LE GUSTARIA PREPARARSE FISICAMENTE ?
¿ EN QUÉ HORARIO LE GUSTARÍA PREPARARSE FÍSICAMENTE ?
Estadística
Descriptiva
1. Realice siguientes actividades de aprendizaje
cuantitativas.
contiene: 50, 90, 1200 y 5000 observaciones?
2.
estos datos construya:
d. Interprete los incisos anteriores
3. Conteste el siguiente cuestionario. Ponga una X en la alternativa que crea correcta.
ser:
- Mas se repite
2.4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 2 01
Estadística
Descriptiva
- Mo
< Md
< Me
- Md e o
- Md
< Me
< Mo
- Md
> Me
> Mo
Calcule:
i xi
ni
1
Estadística
Descriptiva
4.
quimestres:
Muestra1: 10, 9, 8, 7, 8, 6, 10, 6
Muestra2: 6, 10, 10, 6, 8, 10, 8, 6
variabilidad?
resultados.
Estadística
Descriptiva
5.
Econometría evaluadas sobre 100:
23 60 79 32 57 74 52 70 82
36 80 77 81 95 41 65 92 85
55 76 52 10 64 75 78 25 80
98 81 67 41 71 83 54 64 72
88 62 74 43 60 78 89 76 84
48 84 90 15 79 34 67 17 82
69 74 63 80 85 61
3,…, 9.
CAPÍTULO 3 TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES
TEORÍA DE LAS
PROBABILIDADES
CAPÍTULO
CONTENIDOS
OBJETIVOS
3
E
experimento
Un experimento es el proceso por medio del cual se obtiene una
Un experimento aleatorio es aquel cuyos resultados no pueden ser
Actividades de aprendizaje.
espacio muestral.
Un espacio muestral
Actividades de aprendizaje de espacios muestrales y eventos
3.1 CONCEPTOS DE PROBABILIDAD
Describa los espacios muestrales de los siguientes experimentos
y si m1
1
m , m1
m , m m
El espacio muestral de este experimento es
Observación.- Una de las características básicas del
concepto de experimento es que no sabemos qué resultado
calcular la frecuencia relativa f
Nota. Las actividades de
aprendizaje propuestas y
que el conjunto de todos
los posibles resultados
el blanco sobre un circulo
con un dardo.
Respecto a esta
descripción los espacios
continuos.
por:
Conclusión.-
cumplir:
1) Para todo evento simple (un evento que no puede descomponerse ei
)
ei
0 P({ei
puntos muestrales comunes (elementos del espacio muestral) y sean las fre-
cuencias fA
y fB
fA B
= fA
+ fB
< <
3.1.1 CONCEPTO CLÁSICO (SEGÚN LAPLACÉ)
3.1.2 CONCEPTO AXIOMÁTICO DE PROBABILIDAD
P(A) = = =
# de eventos simples favorables
# de eventos simples posibles
Card(A) m
Card( ) n
i=1
P({ei
}) = 1 luego P( ) = 1
n
Evento seguro
Evento contrario
Unión de eventos
)
Conjunción de eventos
i
i
n
n
1 n
1 n
i=1
n
A = B
i
i=1
n
A = C
i
i=1
n
A =
i
n N
A = D
n
A =
n
n N
n N
A = E
n
Observación.
es un evento o el mismo espacio muestral es un evento (todo
probabilidad y satisface los siguientes axiomas:
A1.-
A2.-
A3.-
es el principio de la probabilidad total respecto a eventos
n N; An
F P(An
) 0.
n N; An
F/Ai
Aj
= An
P(An
)
n N n N
=
Nota.
indica que
son eventos.
An
F o Ai
Fo Aj
F
An
ó Ai
ó Aj
evento imposible)
Ac
1 - P(A). Probabilidad del evento contrario de A
probabilidad total
monotonía de la probabilidad
Independencia de eventos.
< <
<
<
<
Nota. La propiedad
de independencia de
realización del evento
B no aporta en nada
realización del evento A y
viceversa.
3.2 PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LAS PROBABILIDADES
P(A B) = P(A) + P(B) - P(A B)
i; 1 i i i
= n P Ai
P(Ai
)
i=1
n
i=1
=
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 01
siguientes:
El espacio muestral es
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA
c
c
c
son independientes
c
c c
son independientes
Observación.-
ellos tiene probabilidad nula, es decir, dado que
Solución:
o sea,
•
•
En ambas respuestas se aplica el concepto clásico de probabilidad o llamado
¿Probabilidad de tener osteopenia u osteoporosis?
•
•
•
¿Probabilidad de tener osteoporosis o menopausia?
•
•
3.3 PROBABILIDAD CONDICIONAL Y TEOREMA DE BAYES
E espacio muestral
d
e
u
n
o
r
e
s
p
e
c
t
o
a
l
o
t
r
o
P(B)
¿Probabilidad de menopausia y osteoporosis?
•
•
¿Probabilidad de menopausia y no osteoporosis?
•
•
, , ,
1
el espacio muestral, y sus intersecciones son
frecuencias?
seguro
1
1
1
1
-
seguro
1
1
1
)
1
1
1
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 02
Teorema de Bayes
i
Propiedad de Probabilidad Total
excluyente de eventos ó sucesos
•
•
Estudiante
No fuma
No fuma
1
1
)
1
1
1
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 03
Obervación.- Es interesante tomar en cuenta actividades de
Estudiante
No fuma
No fuma
P(H F)=
P(H F) P(H) . P(F H)
P(F)
P(F)
0,13
0,46
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA
El cambio de color de un indicador al contacto con la orina suele usarse como
diagnóstica de glucemia
Probalidad de acierto
Para enfermos
(sensibilidad)
Para sanos
Probalidad de error
Para enfermos
Para sanos
Enfermos
Verdadero -
0.993
Enfermos
Verdadero +
0.864
111
tiempo.
predictivos
priori de enfermedad:
Enfermo
Enfermos
- ¿ Qué probabilidad
tengo de estar enfermo ?
diagnóstica: Diabetes, al llegar un individuo a la
consulta tenemos una idea a priori sobre la
prueba
diagnóstica que nos aportará nueva
En función del resultado tenemos una nueva
idea(a posteriori) sobre la probabilidad de que
P( )
P( )
= = =
P( )
P(Sano) P( ) 0,98 0.977
0,98 0,977+0,02 0,055
= 0,999
P(Sano) P( )+ P(Enf) P( )
.
. .
P( )
P( )
= = =
P( )
P(Enfermo) P( )
P(Sano) P( )+ P(Enfermo) P( )
0,02 0.945
0,02 0,945+0,98 0,023
= 0,456
.
. .
Observaciones
Una función
X: R
variable aleatoria
“aleatoria”
discretas y continuas.
Discretas
Continuas
)
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA
3.4 VARIABLES ALETORIAS Y DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD
3.4.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES ALETORIAS
3.4.2.1 Distribución de probabilidad de variables aleatorias discretas.
el conjunto de todos los puntos de
a los que la v.a. X les asignó el valor x”.
función de
probabilidad de X(o distribución de probabilidad), si satisface las
siguientes propiedades:
Observación.
de la función de probabilidad sino también la existencia de la
función de distribución acumulativa de X discreta es la
y está
dada por:
≤ ≤ 1 x
i
) ≤ ) si xi
< x
P(xi
≤ ≤ x i
-1)
Observación.-
3.4.2 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDADES CONTINUAS Y DISCRETAS
2)
x
x) = 1
x x X
F(x0
) = P(X x0
) = p(xi
)
xi
x0
3.4.2.2 Distribución de probabilidad de variables aleatorias continuas
una función f(x) que recibe el nombre de función de densidad de probabilidad.
1)
para cualesquiera es la función de densidad de probabilidad
de v.a. continua X.
i
Nota. En el caso discreto,
se asignan probabilidades
positivas a todos los
valores puntuales de la
que el conjunto de valores
Para el caso de una v.a.
continua, lo anterior, no
probabilidad de que una
1
1
f(x)dx =1
P(a X b) = f(x)dx
b
a
F(xi
) = P(X xi
) = f (t)dt
xi
F(xi
) es el área acotada por la función de densidad y
i P(X=xi
) i
) = P(X< xi
) = F(xi
).
En general
Propiedades de la distribución acumulada
x¡
µ
f
1
µ b
x
x -
i i
En donde p(x) (x) son las funciones de probabilidad y de densidad de
probabilidad respectivamente, dependiendo de que la sumatoria o la integral,
ó
Observación.-
Propiedades de la esperanza matemática
dada por
) - E
Nota. Note que la
valor esperado de X es
cuatro asignaturas
tanto E(
que la v.a. X si tiene
constante.
3.5 ESPERANZA MATEMÁTICA Y VARIANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA
E(X) = xi
p(xi
)
i
xi
p(xi
i
E(X) = xf (x)dx
xf (x)
CALIFICACIONES
Propiedades de la varianza.
Demuestre que:
Propiedad 1.-
Propiedad 2.
desviación estándar y se
denota por
Una medida que compara la dispersión relativa de dos o más
distribuciones de probabilidad es el que está
cv= µ
S/X
X
Una medida que le indica la forma o el sesgo de la curva de una distribución
de datos se llama sesgo o asimetría y es apropiada tomar e indicar los
momentos centrados de orden n n n
3
, recibe el nombre de
Donde
3
3
observan cómo se presenta las tres medidas de agrupación: Media, Mediana
y Moda
Nota.- Recuerde que la
centralización y
de dispersión de
la distribución
de probabilidad
entonces
asociadas? La
3.5.1 COEFICIENTES DE ASIMETRÍA Y CURTOSIS
Media Media Media
Moda
Moda
Moda
Mediana Mediana Mediana
Var(aX+b) = ²(aX+b) = a² ²(X).
=µ³ / ³ ; donde µ³ = E(X-µ)³
3
esultado importante
3
3
Es una medida que indica qué tan apuntada (alargada) es la distribución de
de asimetría, es preferible emplear el cuarto momento centrado y se llama
a:
4
4
leptocúrtica.
4
platicúrtica.
Resultado importante
Nota. La curtosis
denota por
4
– 3
Nota.
3
y
factores de
forma, debido a que en
de probabilidad, estos
valores pueden calcularse
Los valores 3 4
(Normal)
=µ / ; donde µ = E(X-µ)
4
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA
variable aleatoria estandarizada
3 3 4 4
Ediscretas y continuas tenemos que existen distribuciones discretas de
probabilidad: binomial Poisson, geométrica, hipergeometrica,
binomial negativa entre otras y distribuciones continuas de probabilidad:
normal, t-student, Chi-cuadrada, F, uniforme continua, gamma, beta,
Weibull, exponencial
Un experimento binomial es aquel que tiene las siguientes características:
constante de prueba en prueba, la probabilidad de un fracaso es
es: ¿cuál es la probabilidad de que este experimento tenga x éxitos?
3.6 DISTRIBUCIONES: BINOMINAL, POISSON Y NORMAL
3.6.1 DISTRIBUCIÓN BINOMIAL
Nota.
pero no afecta a los
factores de forma como
de ésta actividad de
la desviación del valor x
del valor esperado µ en
términos de las unidades
Z =
X - µ
se puede denotar mediante una n-ada, de elementos
Es la intersección de n pruebas independientes, por lo tanto la probabilidad de
este punto muestral es el producto de x éxitos y (n-x) fracasos por lo que su
probabilidad está dada por:
Probemos que p(x
1) x; x x;n,p)
x n-x
p(x; n, p) = px
(1-p)n-x
con...x = 0,1,2,...,n 0 1
0 para cualquier otro valor
n
x
x n-x
n!
x!(n - x)!
n
x
=
(q + p)n
= qn
+ pqn-1
+ p2
qn-2
+ pn
= p(x,n.p)
x=0
n
...+
n
0
n
1
n
2
n
n
px
qn-x
= (q + p)n
= 1
p(x;n.p) =
x=0 x=0
n n
n
x
un lote de artículos entre defectuosos y no defectuosos y se quiere ver si
determina
binomial:
de una moneda correcta
1
P( ) = F(x; n, p) = pi
(1 - p)n-i
n
i
i=0
x
np npq 3 =
q - p
(npq) 1/2 4 = 3 +
1 - 6pq
npq
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA
factores de forma)
de la tabla anterior
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 04
pensión sea:
(c) cinco o menos
Solución:
≤
≤ ≤
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 05
puede encontrar al menos un fusible defectuoso en una
Solución:
5
Observación.
grande de obtener al menos un defectuoso, aunque la muestra
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 06
encuentren al menos tres defectuosos en una muestra
Solución:
≤
≤
3.6.1.1 Distribución de Bernoulli.
≤ p ≤
Es decir,
para una distribución de
Bernoulli
1
1
Nota. Se note que la
distribución de Bernoulli
es un caso particular de
p pq 3 =
q - p
(pq) 1/2 4
= 3 +
1 - 6pq
pq
p(x,p)=
px
q1-x
si_ x=0,1
cualquier _otro_valor
.
F(x,p) =
0,........x < 0
q,........0 x < 1
1,........ 1
pero es bueno ver desde el punto de vista de la teoría de los límites que una
-
distribución de Poisson con
(*)
Donde
de tiempo,
para calcular probabilidades individuales en lugar de la ecuación anterior, por:
p(x, )
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA
3.6.2 LA DISTRIBUCIÓN DE POISSON
p( ) =
,...x =
0,...para cualquier otro valor
. . .
e x
x!
( ) = = = = 1
e
x=0 x=0 x=0
e x
x!
e e
x
x!
i=0
x
e i
i!
F( ) = P( ) =
Poisson
Teorema.-
entonces:
Demostración
Pues
Nota. El siguiente
a la distribución de
Poisson, para valores
grandes de n y
pequeños de p.
1
p(x, n, p) = px
qn-x
n
x
lim p(x,n,p) =
e x
x!
lim (1+z) 1/z
= e con z
z 0
n
e x
x!
lim p(x,n,p) = lim
lim px
(1 - p)n-x
=
n
x
n!
x!(n - x)! n n
x n - x
lim
x
x!
=
n x +1)
nx
n n
n - x
( (
( (
x
x!
= lim lim
n
n
( (
=
1
n
( (
...
x - 1
n
( (
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 07
Aplicación de Bioestadística.
promedio para un volumen dado es de nueve células para
personas normales, determinar la probabilidad de que el
dentro de una desviación estándar del valor promedio y a
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 08
Aplicación de Control de Calidad.
compra cantidades muy grandes de componentes
componentes se toma con base en una muestra aleatoria
más unidades defectuosas en la muestra,
Solución:
≤ ≤ ≤ ≤
≤ ≤ ≤ ≤
≤ ≤ ≤ ≤
Solución:
1
aplicamos el teorema que aproxima la distribución binomial con la distribución
de Poisson entonces
1 1
≤
2
≤
Nota histórica.-
Observación:
coordenadas polares, el siguiente resultado ( ).
( )
si su función de densidad de probabilidad está dada por:
(1)
y
es , ) como
estándar .
3.6.3 DISTRIBUCIÓN NORMAL O GAUSSIANA
1 (X - µ)2
2 2 µ
f (x;µ,
0
2
1 (X - µ)
2
1
2
1) f(x)
Demostración
(- )
)
-
factores de forma, que nos indican que la curva normal es simétrica (
Función de distribución acumulada.
Variable Aleatoria X
1 11
µ
Densidad
de
Probabilidad
f (x)dx = 1
f (x)dx =
2
1 (X - µ)
2
1
2
2
2
dx= =1
µ 2
P( ) = F(x; µ, =
x 2
1 (t - µ)
2
1
2
dt
Distribución acumulada normal
Observación.-
, ) como una
función de y , lo que necesitaría una tabla para cada par de
y
,
la siguiente relación:
y respectivamente en la ecuación (1)
Observación: , )
, entonces
también se encuentra normalmente distribuida con
x
-1
-1 1
f(z)
2
1
2
1
2 Z
f (z
z
x
desde -
Observación.
tenemos que P(Z
Z
f(z)
a
Densidad
P( ) = F (z;0,1) =
Z
z
2
/2)dt
1
2
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA
Determine la probabilidad de que Z a, con la tabla 1 del apéndice de distribución
Observación.
, ); por las propiedades de distribución acumulada y
P(a
Por ejemplo.
Z
Z
Z
Nota. Se note que
para tablas que tienen
del apéndice la
probabilidad P(a X b)
P(a
Z
b
f(z)
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 09
, ), ¿cuáles son las probabilidades de que
desviación estándar de la media?
Solución:
Z Z 1)
P(-1 Z
Z
Z
Estos resultados indican que en la distribución normal existe una concentración
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 10
Una universidad ecuatoriana espera recibir, para el
calcular, de manera adecuada, por una distribución
en esta prueba, para ser admitido por la universidad?
Solución:
Por la tabla de la función de distribución normal del apéndice se calcula :
es decir,
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 11
Un fabricante de escapes para automóviles desea
El fabricante supone que el tiempo de duración de su
Solución:
3.6.3.1 Aproximación de la distribución binomial por la distribución
normal estándar.
Teorema de Moivre-Laplacé
(*)
n
Que determina la probabilidad de un intervalo de longitud uno (y no del punto)
(**)
Nota.
que: si X es una
variable aleatoria
independientes es
grande, se dice que X
posee una distribución
1/2
Densidad
Z
Y =
X - np
np(1-p)
P(X = x P( )
B Z
x - np -0.5
np
x - np+0.5
np
P(a X b P(
B Zn
a - np
np
b - np
np
)
P(a X b P(
B Zn
a - np-0.5
np
b - np+0.5
np
)
P( Z= = 0
x - np
np
)
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 12
más a favor de las pruebas de ingreso, si la población
graduada de esta provincia se encuentra dividida en
opinión de igual manera?
la misma proporción de éstas a favor de las pruebas,
respecto al inciso a)?
Solución:
de tres en a) tenemos
100
)
P( ) P(Z
=
= P( 1.95) = 0.0256
500
)
P( 1100) P(Z
=
99.5
500
= P( = P( 4.4) = 0
Observación.
al investigador la simetría para una distribución normal y otras propiedades
Densidad
-1 1
RIOBAMBA - ECUADOR
2015
La esencia de la vida es la improbabilidad estadística a escala colosal.
Richard Dawkins
Jorge Washington Congacha Aushay
Jorge W. Congacha A. Doctor en Matemática, graduado en la
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH- ECUADOR.
Estudió STATISTICA MATEMÁTICA y ANALISI SUPERIORE
en Dipartimento di Matemática dell’Universita di Pavía - Italia.
Especialista en Computación Aplicada al Ejercicio Docente. Estudió
la maestría en Docencia Universitaria e Investigación Educativa
en la Universidad Nacional de Loja, LOJA-ECUADOR. Docente de
Econometría y Estadística Inferencial en la carrera de Ingeniería
en Estadística -Informática de la Escuela de Física y Matemática
de la FACULTAD DE CIENCIAS-ESPOCH, Director del Grupo de
Investigación ESTADISMATICAen “MODELIZACION ESTADISTICA-
INFORMATICA”.
ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
En los programas ministeriales de matemática se establecen argumentos de Estadística y Probabilidades,
sin embargo no se estudian adecuadamente o no se estudian tales temas. Se quiere estimular a una mejor
enseñanza de los conceptos básicos de dichos fundamentos. No se quiere dar un recetario de formulas con
el único propósito de acatar cumplimientos a un programa establecido, al contrario se pretende presentar
este texto de manera atractiva, interesante y aplicativa. El texto Estadística aplicada a la educación con
actividades de aprendizaje para su desarrollo se ha dividido en cuatro capítulos tomando en cuenta los
aspectos de generalidades, descripción, herramienta y conclusiones bajo los nombres de Generalidades,
al 4, se puede realizar ejercicios aplicativos a la teoría vista, a lo que llamamos actividades de aprendizaje
utilizando paquetes estadísticos como el MINITAB, SPSS entre otros y se pueden también realizar en la
hoja de calculo EXCEL. En el tercero exponemos la parte teórica-practica de las Probabilidades requerida
en el cuatro de inferencia Estadística.
Estadística
aplicada
a
la
educación
Jorge
Washington
Conchaga
Aushay

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Estadística aplicada a la educación con actividades de aprendizaje

  • 1. 17 16,5 16 15,5 15 Jorge Washigton Congacha Aushay RIOBAMBA - ECUADOR 2015 con actividades de aprendizaje ESTADÍSTICA HIPÓTESIS MUESTREO DISCRETA CONTINUA Tomo 1
  • 2. GENERALIDADES ESTADÍSTICA INFERENCIAL TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FÍSICA Y MATEMÁTICA CARRERA DE INGENIERÍA EN ESTADÍSTICA-INFORMÁTICA ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Jorge Washington Congacha Aushay RIOBAMBA - ECUADOR 2016
  • 3.
  • 4. ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN con actividades de aprendizaje Jorge Washington Congacha Aushay RIOBAMBA-ECUADOR GENERALIDADES ESTADÍSTICA INFERENCIAL TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA
  • 5. Autor Jorge Washington Congacha Aushay Portada Centro de Apoyo Diseño Editorial EDG-FIE Diseño y Diagramación Centro de Apoyo Diseño Editorial EDG-FIE Todos los derechos reservados Copyright, 2012 ISBN 978-3-8484-6434-0 www.eae-publishing.com Segunda Edición 2016 Riobamba - Ecuador
  • 6.
  • 7. Con mucho cariño a mi esposa Miriamín y a mis hijas: Giorgia, Antonella y Sofía, espero que ellas también cultiven la enseñanza de las Aplicaciones de las Matemáticas. Educación, la mejor herencia. Mientras más enseño más aprendo. Estadística, aprendemos de la experiencia, de los datos.
  • 8. CONTENIDO 1.1 RESEÑA HISTÓRICA 12 1.2 ALGUNA TERMINOLOGÍA NECESARIA 16 1.3 ¿QUÉ ES LA ESTADÍSTICA? 18 1.4 DIVISIÓN DE LA ESTADÍSTICA 21 1.5 MUESTREO 23 1.6 ¿POR QUÉ APRENDER ESTADÍSTICA? 26 1.7 INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA 27 1.8 ETAPAS DE UNA INVESTIGACIÓN 29 1.9 ESCALAS O NIVELES DE MEDIDA 37 1.10 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1 39 2.1 DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE DATOS 42 2.1.1 VARIABLES CUALITATIVAS 46 2.1.2 VARIABLES CUANTITATIVAS 49 2.2 DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DE DATOS 61 2.2.1 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 62 2.2.2 MEDIDAS DE DISPERSIÓN 67 2.3 APLICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA 88 2.4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 2 95 3.1 CONCEPTOS DE PROBABILIDAD 100 3.1.1 CONCEPTO CLÁSICO (SEGÚN LAPLACÉ) 102 3.1.2 CONCEPTO AXIOMÁTICO DE PROBABILIDAD 102 3.2 PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LA PROBABILIDADES 104 3.3 PROBABILIDAD CONDICIONAL Y TEOREMA DE BAYES 106 3.4 VARIABLES ALETORIAS Y DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD 113 3.4.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES ALETORIAS 113 3.4.2 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDADES DISCRETAS Y CONTINUAS 114 3.4.2.1 Distribución de probabilidad de variables aleatorias discretas. 114 3.4.2.2 Distribución de probabilidad de variables aleatorias continuas 115 3.5 ESPERANZA MATEMÁTICA Y VARIANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA 117 3.5.1 COEFICIENTES DE ASIMETRÍA Y CURTOSIS 118 CAPÍTULO TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES 99 CAPÍTULO ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA 41 CAPÍTULO GENERALIDADES 11 1 2 3
  • 9. 3.6 DISTRIBUCIONES: BINOMINAL, POISSON Y NORMAL 120 3.6.1 DISTRIBUCIÓN BINOMIAL 120 3.6.1.1 Distribución de Bernoulli. 125 3.6.2 LA DISTRIBUCIÓN DE POISSON 126 3.6.3 DISTRIBUCIÓN NORMAL O GAUSSIANA 129 3.6.3.1 136 3.7 DISTRIBUCIONES MUESTRALES 139 3.7.1 DISTRIBUCIÓN MUESTRAL DE X 3.7.2 DISTRIBUCIÓN MUESTRAL DE S² 144 3.8 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3 162 4.1 INTRODUCCIÓN 170 4.2 ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS 171 4.2.1 ESTIMACIÓN PUNTUAL 171 4.2.2 ESTIMACIÓN POR INTERVALO 175 4.3 PRUEBA DE HIPÓTESIS 203 4.4 PRUEBA CHI-CUADRADA 220 4.4.1 PRUEBA CHI-CUADRADA DE INDEPENDENCIA 221 4.4.2 PRUEBA CHI-CUADRADA DE HOMOGENEIDAD 223 4.5 INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE VARIANZA (ANOVA) 234 4.6 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 4 243 BIBLIOGRAFÍA 250 APÉNDICE: TABLAS ESTADISTICAS 251 CAPÍTULO ESTADÍSTICA INFERENCIAL 169 4
  • 10. E n los programas ministeriales de Matemáticas se establecen argumentos de Estadística y Probabilidades. Se ha visto sin embargo que no se estudian adecuadamente o no se estudian tales temas. Se quiere estimular a una mejor enseñanza de los conceptos básicos de la Estadística y de la Teoría de las Probabilidades. No se quiere dar un recetario de fórmulas con el único propósito de acatar cumplimiento a un programa establecido, al contrario se pretenderá presentar este texto de ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE de manera atractiva, interesante y aplicativa. En los últimos años ha aumentado la atención en enseñar Estadística y Teoría de las Probabilidades a Nivel Primario, Medio, Superior y de Posgrado en cursos diferentes de aquellos que se dictan normalmente en Matemáticas. El texto ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE pretende ser una alternativa para dichos cursos y para su desarrollo se ha dividido en cuatro capítulos importantes tomando en cuenta los aspectos de generalidades, descripción, herramienta y conclusiones bajo los nombres de Generalidades, Estadística Descriptiva, Teoría de las Probabilidades y Estadística Inferencial o Inferencia Estadística. En el primer capítulo se hace una reseña histórica de los temas de Estadística y Probabilidades con el fin de destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos y estadísticos los que se toman en cuenta en definiciones, propiedades y teoremas. Luego, se da una terminología básica que se utiliza en la investigación estadística, se da de manera sucinta la teoría del muestreo, llamamos la atención con los interrogantes, ¿qué es la Estadística?, ¿para qué aprender Estadística?, tipos de Estadística y finalmente se exponen los temas, de manera general, de la investigación estadística, los tipos de investigación, las etapas de una investigación y las escalas de medida. Al final de los capítulos del 2 al 4, se puede realizar ejercicios aplicativos a la teoría vista, a lo que llamamos actividades de aprendizaje utilizando paquetes estadísticos como el Minitab, SPSS entre otros, se puede también realizar en la hoja de cálculo EXCEL, en el software estadístico libre R. En el tercer capítulo exponemos la parte teórica-práctica de las Probabilidades requerida en el cuarto capítulo de Inferencia Estadística denominada también Estadística Inferencial principalmente en los temas de estimación de parámetros, de prueba de hipótesis y de la prueba chi-cuadrada; concluiremos con una introducción al análisis de la varianza o simplemente ANOVA las mismas que son siglas del inglés ANalysis Of VAriance. PREFACIO
  • 11. INTRODUCCIÓN Se escucha a menudo decir que la Matemática es una ciencia “abstracta” e incluso “inútil”, alejada de los problemas concretos, pero no nos damos cuenta que la Matemática, por ende la Estadística apoya y es base fundamental de los avances tecnológicos. La Matemática, está al servicio de otras ciencias a las cuales provee conceptos, instrumentos de cálculo, estructuras y lenguaje. El calificativo de abstracta que se da a la Matemática no es extraño y el agrado por ella no es del todo espontáneo. Escribe el matemático H.O. Pollak: “Existe un pequeño número de personas que se orientan hacia la Matemática, puesto que esperan escaparse al mundo real. Ellos conciben la Matemática como una bella arquitectura, bien orientada, destacada en la vida y es sorprendente como la Matemática permite ganar para vivir”. Sin embargo, pueden parecer sorprendente las relaciones entre Matemática y realidad, en verdad, son profundas y de diversa naturaleza. Estudiamos a la Estadística como un modelo de la realidad. Podemos de todo esto decir que la Matemática no es algo aislada, tampoco es un hecho técnico, de fórmulas concebidas por mentes privilegiadas, más bien es un factor de ideas. Así su conocimiento no es un lujo, se vuelve una necesidad para las personas que quieren comprender lo que existe a su entorno, para entender las innovaciones tecnológicas, esto es, la tecnología de punta que suscita cada día. Para entender las reacciones que se dan en el mundo de las finanzas, la banca, el comercio, la economía para contrastar resultados de las investigaciones de mercado, psicológicas, educacionales decisiones gubernamentales y otras. En la actualidad, la Estadística es una herramienta clave para el desarrollo de la investigación educativa, de las Ciencias Sociales y otros campos como: Química, Sicología, Genética, etc., de allí que es importante destacar la enseñanza de la Estadística en todo nivel y se ha considerado menester incluir en éste texto temáticas referentes a la investigación estadística del COMIL - R. (COLEGIO MILITAR “COMBATIENTES DE TAPI”) de la ciudad de Riobamba-Ecuador y la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH. Aunque se puede aplicar software estadístico libre como el R y de esto hablaremos en otra oportunidad. Los software estadísticos y la hoja electrónica EXCEL; permiten desarrollar destrezas de cálculo y gráfico en el estudiante, ayudando de esta manera a visualizar los argumentosfundamentalesderepresentación,cálculodeíndicesestadísticosylaconstrucción gráfica (histogramas, polígonos de frecuencias, diagrama de barras, diagrama de caja (box- plot), diagrama de tallo y hoja (stem and leaf), etc.) de un conjunto de datos como se ve en el segundo capítulo denominado Estadística Descriptiva. También estos software estadísticos generan resultados de ANOVA (análisis de la varianza), regresión, análisis multivariado, econometría, control de calidad, series de tiempo y funciones matemáticas. INTRODUCCIÓN Se escucha a menudo decir que la Matemática es una ciencia “abstracta” e incluso “inútil”, alejada de los problemas concretos, pero no nos damos cuenta que la Matemática, por ende la Estadística apoya y es base fundamental de los avances tecnológicos. La Matemática, está al servicio de otras ciencias a las cuales provee conceptos, instrumentos de cálculo, estructuras y lenguaje. El calificativo de abstracta que se da a la Matemática no es extraño y el agrado por ella no es del todo espontáneo. Escribe el matemático H.O. Pollak: “Existe un pequeño número de personas que se orientan hacia la Matemática, puesto que esperan escaparse al mundo real. Ellos conciben la Matemática como una bella arquitectura, bien orientada, destacada en la vida y es sorprendente como la Matemática permite ganar para vivir”. Sin embargo, pueden parecer sorprendente las relaciones entre Matemática y realidad, en verdad, son profundas y de diversa naturaleza. Estudiamos a la Estadística como un modelo de la realidad. Podemos de todo esto decir que la Matemática no es algo aislada, tampoco es un hecho técnico, de fórmulas concebidas por mentes privilegiadas, más bien es un factor de ideas. Así su conocimiento no es un lujo, se vuelve una necesidad para las personas que quieren comprender lo que existe a su entorno, para entender las innovaciones tecnológicas, esto es, la tecnología de punta que suscita cada día. Para entender las reacciones que se dan en el mundo de las finanzas, la banca, el comercio, la economía para contrastar resultados de las investigaciones de mercado, psicológicas, educacionales decisiones gubernamentales y otras. En la actualidad, la Estadística es una herramienta clave para el desarrollo de la investigación educativa, de las Ciencias Sociales y otros campos como: Química, Sicología, Genética, etc., de allí que es importante destacar la enseñanza de la Estadística en todo nivel y se ha considerado menester incluir en éste texto temáticas referentes a la investigación estadística del COMIL - R. (COLEGIO MILITAR “COMBATIENTES DE TAPI”) de la ciudad de Riobamba-Ecuador y de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH. Aunque se puede aplicar software estadístico libre como el R y de esto hablaremos en otra oportunidad. Los software estadísticos y la hoja electrónica EXCEL; permiten desarrollar destrezas de cálculo y gráfico en el estudiante, ayudando de esta manera a visualizar los argumentosfundamentalesderepresentación,cálculodeíndicesestadísticosylaconstrucción gráfica (histogramas, polígonos de frecuencias, diagrama de barras, diagrama de caja (box- plot), diagrama de tallo y hoja (stem and leaf), etc.) de un conjunto de datos como se ve en el segundo capítulo denominado Estadística Descriptiva. También estos software estadísticos generan resultados de ANOVA (análisis de la varianza), regresión, análisis multivariado, econometría, control de calidad, series de tiempo y funciones matemáticas.
  • 12. CAPÍTULO 1 GENERALIDADES GENERALIDADES CAPÍTULO Presentar argumentos estadísticos de manera atractiva, interesante y aplicativa, generando ambientes que faciliten la investigación Motivar al estudio de la Estadística, más que al cálculo, a través de preguntas como ¿Qué es la Estadística? ¿Por qué aprender Estadística? Destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos y estadísticos los que se toman CONTENIDOS OBJETIVOS 1 CAPÍTULO 1 GENERALIDADES GENERALIDADES CAPÍTULO Presentar argumentos estadísticos de manera atractiva, interesante y aplicativa, generando ambientes que faciliten la investigación Motivar al estudio de la Estadística, más que al cálculo, a través de preguntas como ¿Qué es la Estadística? ¿Por qué aprender Estadística? Destacar nombres de famosos matemáticos-probabilísticos y estadísticos los que se toman CONTENIDOS OBJETIVOS 1
  • 13. Generalidades Lesta disciplina es el resultado de una evolución, la misma que se puede catalogar en orden cronológico en los siguientes antecedentes: estadísticos (captación de datos, por cierto, de carácter rudimentario), debido a que permitían distribuir los bienes y repartir las propiedades para que fueran nacimientos, defunciones y matrimonios, sin olvidar los recuentos periódicos pocas operaciones estadísticas, con la notable excepción de las relaciones de trataron de revivir la técnica romana, los métodos estadísticos permanecieron 1.1 RESEÑA HISTÓRICA
  • 14. Generalidades En la época moderna, la técnica censal adquirió un gran desarrollo, llegando a con todo lo que se encuentra de activo y de efectivo”, entonces la Estadística se ocupa de los fenómenos que pueden favorecer o defender la propiedad del Estado y agrega: política Estadística de la recolección de datos por parte del gobierno de un país, relacionados
  • 15. Generalidades por inferencias llegó incluso a estimar con buena aproximación la población de Quienes más contribuyeron a su progreso y a estructurarla como ciencia fueron sus obras: Teoría Analítica de la Probabilidad (1812). clásica desde el punto de vista matemático, primera de las modernas teorías inductivamente y establecer una base matemática para la inferencia
  • 16. Generalidades y resolver la aplicación del principio de promedios y de la variabilidad a los dos conceptos matemáticos fundamentales para la teoría estadística; la teoría constituye la primera rama de la Estadística que pudo construirse con una Para destacar el punto fundamental de su obra diremos que si Pearson fue el y estructuró en forma rigurosa, con la colaboración de sus discípulos; en
  • 17. Generalidades Estadística. observadas por lo general de la muestra, y la de estadística inferencial o inducción, Población. de que a pesar de encontrarse una población constituida por un grupo de elementos, Características (o caracteres). Muestra. aleatoriamente, es decir, todos los elementos que componen la población tienen la TIPOS DE ESTADISTICA INFERENCIAL Estimulación Prueba de hipótesis Pruebas Paramétricas Normal Del Signo Prueba 8 de bondad de ajuste U-MANN WITNEY T-Student Fisher Anova - - Pruebas no Paramétricas DESCRIPTIVA 1.-Descripción Gráfica de datos 2.-Descripción numérica de datos Barras 2.1. Medidas de tendencias Media, mediana, moda, media aritmética, media armónica, media geométrica, media cuadrática. 2.1. Medidas de dispersión o variabilidad Rango, varianza, desviación típica estándar. 2.3. Medidas de correlación Coeficiente de correlación. Histogramas Poligono de frecuencias Pastel Puntual Por intervalos 1.2 ALGUNA TERMINOLOGÍA NECESARIA
  • 18. Generalidades Para que una muestra sea representativa de la población se requiere que las Estadístico Estadísticas. son datos agrupados metódicamente y consignados en publicaciones, elaboradas por las diversas empresas o entidades, buscando sean conocidos Estadísticas primarias. Estadísticas secundarias. En éstas los datos se obtienen de publicaciones, Estadísticas temporales. Estadísticas internas de una institución educativa se originan de los registros internos, tales como promedios, matriculas, pensiones, pesos, estaturas, Estadísticas externas son registros originados fuera de la institución educativa; Parámetros. una característica poblacional tendrá un solo parámetro (media, proporción, Estimador (puntual). correspondiente a la muestra, se denomina estimador puntual o estadígrafo estimador por intervalos, dentro del cual deberá estar el parámetro con cierto
  • 19. Generalidades L el aspecto más importante de ésta disciplina es la obtención de conclusiones basadas en los datos experimentales, a este procedimiento se lo conoce con entender las nociones de población y muestra, dadas anteriormente, pero sin • • • • 1.3 ¿QUÉ ES LA ESTADÍSTICA?
  • 20. Generalidades INDIVIDUOS Discretos (número de caras de un dado, POBLACIÓN número de hijos, etc.) Cuantitativos CARACTERES Continuos(peso, estatura, etc.) Cualitativos (sexo, color, religión, etc.) Observación. estudiar (la población) el colectivo se requiere de información Pues se debe tener en cuenta siempre que la Estadística estudia el comportamiento de los fenómenos de grupo, prescindiendo de aquellos fenómenos individuales que pueden ser considerados como resultados de cuantitativo aquella modalidad numérica, cuyos valores se toma sobre un De acuerdo a esta descripción estos caracteres se subdividen en discretos (naturales, enteros o racionales) y continuos (la recta real numérica, un intervalo esquema: Figura 2. Esquema de Caracteres Pero, una población (o las características de una población) puede ser
  • 21. Generalidades POBLACIÓN POBLACIÓN Deducción (Probabilístico) Figura 3. Esquema de Variables en probabilidad parte de una población conocida, para deducir el resultado sacar conclusiones) o de los resultados de la muestra induce con respecto a las Figura 4. Población y muestra INDIVIDUOS Discretas (número de caras de un dado, POBLACIÓN número de hijos, etc.) Cuantitativas VARIABLES Continuas(peso, estatura, etc.) ALEATORIAS Cualitativas (sexo, color, religión, etc.)
  • 22. Generalidades L Estadística Descriptiva consiste en la presentación de datos en forma de tablas Teoría de las Probabilidades puede ser pensada como la teoría matemática Estadística Inferencial consecuencia, la característica más importante del reciente crecimiento de la Estadística Aplicada. Estadística Matemática a las bases teóricas de la materia, e incluye el estudio de las probabilidades, es Estadística Paramétrica: en la estadística paramétrica nuestro interés es establece como suposición general que la población o poblaciones de donde provienen las muestras, deben estar distribuidas normalmente, aunque sea en Estadística No Paramétrica: estudia las pruebas y modelos estadísticos cuya niveles de medida 1.4 DIVISIÓN DE LA ESTADÍSTICA
  • 23. Generalidades ESQUEMA DE CURSO-TALLER TÉCNICAS Y HERRAMIENTAS DE ESTADÍSTICA PARAMÉTRICA Y NO PARAMÉTRICA TIPOS DE ESTADÍSTICA BÁSICA Puntual Pruebas Parámetricas Normal U-Mann Prueba de bondad de Pruebas no Parámetricas Media Mediana Moda Media aritmética Media geométrica Desviación típica Dispersión o variabilidad Nota. Nótese que en una de las tareas a los estudiantes del cuarto nivel de la resultado se presenta a continuación:
  • 24. Generalidades E algunos aspectos por cada método: Muestreoprobabilístico.Dentrodeéstemétodoexistealgunosprocedimientos como: Muestreo aleatorio simple. Este método permite que la selección de todos los individuos o elementos que constituyen la población tenga la misma sin reposición; en otras ocasiones, cada elemento puede ser elegido más Para la aplicación de estas tablas se procede de la forma siguiente: 1.5 MUESTREO
  • 25. Generalidades Solución De esta manera, los cadetes numerados con estas cifras serían los grupos, en tal forma que el elemento tendrá una característica que sólo le 1.Proporcionales. 2.Óptima. de muestra para la distribución proporcional de cada estrato mediante la fórmula: Donde Ni i N ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 01 ni = n, Ni N i= k n = n1 + n2 + ... + nk
  • 26. Generalidades ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 02 Solución: n = (1000/2000)30 = 15 n = (600/2000)30 = 9 n = (400/2000)30 = 6 otras maneras de distribuir proporciones de una muestra entre los diferentes distribución óptima, o de Neyman, Donde ¡ Muestreo sistemático. Muestreo no probabilístico. En el muestreo no probabilístico se toma la rendimiento académico en la asignatura de Matemática para que representen debe ser la muestra tomada de cada estrato? 1 2 3 1 2 3 ni = nNi i N1 1 + N2 2 + ... + Nk k
  • 27. Generalidades A l respecto se debe considerar que los medios de comunicación traen cotidianamente resultados de sondeos seleccionados sobre muestras de carácter social (censos), político (elecciones), económico (producción mismos se deben interpretar cuando se presentan sea de forma esquemática, los resultados. Tener una visión general de la institución educativa en su conjunto, para causa, etc. institucional), pedagógicas (incidencia del sexo en el aprendizaje, transversales que se cultivan en los estudiantes), etc. 1.6 ¿POR QUÉ APRENDER ESTADÍSTICA?
  • 28. Generalidades L a de cualquier campo de la ciencia, y su aplicación dependerá de la disponibilidad de los datos que se analicen y de la naturaleza de los Investigación interna. Dentro de una institución se originan una serie de fenómenos, como por Investigación externa. educativa en la sociedad y en especial conocer la tendencia de los clientes (estudiantes - padres de familia), el comportamiento actual o futuro, en relación Investigación exhaustiva. 1.7 INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA
  • 29. Generalidades Investigación parcial. planteados, de acuerdo a esto, exponemos a continuación de manera esquemática los tipos de investigación. Pura Empírica y Experimental No Experimental De laboratorio y De campo Descriptiva y Explicativa Tipos de Investigación
  • 30. Generalidades S e requiere una investigación de carácter estadístico cuando no se pueden considerar tres clases de operaciones o etapas de manera general en una investigación: 1) Planeamiento ciertos aspectos que se presentan, donde el orden y la necesidad de cada uno Objeto de la investigación En esta etapa se debe contestar los siguientes interrogantes: a) ¿Qué se va investigar? o de algo de interés que se va investigar, qué tipo de datos se requerirán, el Unidad de investigación investigación, la cual puede ser un estudiante, un curso, una institución, o una adecuada al tipo de investigación, mensurable, que permita ser medible, y frecuencia, la necesidad de establecer otras unidades denominadas estudio principal mientras la familia, los amigos de éste, son las unidades 1.8 ETAPAS DE UNA INVESTIGACIÓN
  • 31. Generalidades Clase de estudio en algunos casos no a grupos, en cambio en la analítica permite establecer ciertas comparaciones En la investigación experimental es una situación provocada por el investigador, laboral de los administradores de la educación de la región central en el sistema educativo ecuatoriano, interesa la situación fundamentalmente en el momento resultados de un fenómeno o situación dada después de un determinado dentro de lo cual se ubica la mayoría de los tipos de investigación presentados aquel tipo de investigación en el cual participan los individuos y comunidad para solucionar sus propias necesidades y problemas, es una forma moderna de investigar a través de un proceso permanente de interacción y retroalimentación
  • 32. Generalidades Examen de la documentación y metodología Método de observación censo o muestra, depende entre otros factores, de: 2) Recolección de datos costosas, ya que el valor de recolección corresponde al valor del envío y retorno entrega personal del cuestionario, agregándose la reducción del extravío del propósito general de esta investigación: contestación a determinadas preguntas, demora en la devolución, uso de Es indirecta cuando la tarea de recolección consiste en corroborar los datos
  • 33. Generalidades y televisión cuando se requiere determinar la sintonía en el momento de Para la elaboración del cuestionario se debe considerar los siguientes aspectos técnicos: EJEMPLO DE ENCUESTA Colegio Militar No.6 “Combatientes de Tapi“ Departamento Academico Sección Estadística Encuesta a cadetes de la escuela X en el cuadro que se indica en la presente encuesta con la seriedad y la honestidad que te caracteriza. Recibe 1. ¿Te gusta la forma de trabajar de tu Maestro(a)? 3. ¿Que te enseñaza o te da más tu Maestro(a)? 4. a) ¿Tú maestro realiza pruebas de recuperación? b) La prueba de recuperación crees tú que es: fácil ¿Porqué ?__________________________________________________ 6. ¿Tu Maestro (a) te hace participar en clase? 7. ¿Comprendes las explicaciones que te da tu Maestro(a) en el aula? 8. ¿Qué sientes cuando no puedes realizar tus tareas escolares? 9. Realizas las tareas que te envia tu Maestro(a) en casa: Porque son: 10. ¿Lo que tú dices o haces en clases es respetada por tu maestro(a) y compañeros? 11. ¿Qué materia(s) mas te gusta(n)? _____________________________ 12.- ¿Desayunos antes de venir a la Escuela? ¿Porque?___________________________________
  • 34. Generalidades Preguntas cerradas. En estas el informante tendrá las posibilidades al Preguntas abiertas. Preguntas de control. 3) Análisis de datos (información) esta etapa son: a) ¿Tu maestro (a) te hace participar en clases ? b) ¿ Desayunas antes de venir a la Escuela? ¿Tú maestro realiza pruebas de recuperación ? La prueba de recuperación crees tú que es:
  • 35. Generalidades encuestadores considerados como los aptos o meticulosos y que el crítico puede subsanar directamente o pidiendo al entrevistador que vuelva a la Tabulación Puede ser manual, mecánica o digital y su elección dependerá: Análisis e interpretación Esta etapa se puede considerar como la más importante que tiene el informe, proceso de análisis (aplicación de las técnicas de la estadística descriptiva En este proceso se debe considerar la elaboración de distribuciones o tablas aplicación de las diferentes medidas estadísticas: de tendencia central, de
  • 36. Generalidades Estos dos aspectos permitirán determinar el grado de consistencia y una posible guía del análisis, sugiriendo los siguientes puntos: 1. Título: a) ¿Es claro y conciso? b) ¿No promete más de lo que el estudio puede proporcionar? 2. El problema: b) ¿Está bien delimitado? 3. Revisión de la bibliografía relacionada: a) ¿Es de amplitud adecuada? 4. Procedimientos utilizados. 5. Análisis e interpretación de datos b) ¿Es concisa y clara la exposición del texto? c) ¿Es lógico y perceptible el análisis de las relaciones de datos? 6. Resumen y conclusiones: conclusiones?
  • 37. Generalidades Publicación. llegar a las personas interesadas el resultado total del estudio, teniendo en cuenta todos los aspectos considerados en el proceso, en tal forma que los En términos generales se puede decir que un informe deberá contener: g) en donde se incluyen cuadros más generales que permiten aclarar o
  • 38. Generalidades INFORMACIÓN CUALITATIVA a) Escala Nominal.- Es la escala más débil en cuanto a la información que b) Escala Ordinal.- En este nivel, las unidades de los grupos guardan cierta INFORMACIÓN CUANTITATIVA a) Escala de Intervalo.- aquí el nombre de escalas de intervalo), las distancias o ‘intervalos’ de igual escalas de intervalo son equivalentes a termómetros, en los que el valor cero 1.9 ESCALAS O NIVELES DE MEDIDA
  • 39. Generalidades b) Escala de Razón.- escala donde tanto el intervalo entre dos valores, como el punto cero, tienen podemos decir si son iguales, o si una es diferente, mayor, que tan mayor y que son medidas en esta escala son: peso, longitud, diámetro, volumen, CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES CON RESPECTO A ESCALAS DE MEDIDA Figura 6. Nota. estudiantes del cuarto respecto a la Escala de siguiente resultado: INFORMACIÓN Nacionalidad Sexo Estado Civil Profesión Lugar de trabajo Tipo de sangre Puesto conseguido en una prueba deportiva Grados de desnutrición Respuesta a un tratamiento Nivel Socioeconómico Intensidad de consumo de alcohol Días de la semana, meses del año, escalas Temperatura de una persona Ubicación en una carretera respecto de un punto de referencia (Kilometro 85 Ruta 5) Sobrepeso respecto de un patrón de comparación Nivel de aceite en el motor de un automovil medido con una vara graduada Fecha Altura de personas Cantidad de litros de agua consumido por una persona en un dia Velocidad de un auto en la carretera Número de goles marcados por un jugador de básquetbol en un partido Ingreso de un empleado DE INTERVALO CUANTITATIVA CUALITATIVA NOMINAL ORDINAL DE RAZÓN
  • 40. Generalidades discretas y cuantitativas continuas). cuales N1 1 a) Que exista un objetivo. b) Que se hayan trazado planes. d) Ninguno de los anteriores. ESCALA DE MEDIDA 01 1.10 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1
  • 41. Generalidades d) Ninguno de los anteriores trabaja. 17. ESCALAS o NIVELES DE MEDIDA Y VARIABLES .
  • 42. CAPÍTULO 2 ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA CAPÍTULO docente como de otros campos CONTENIDOS OBJETIVOS 2
  • 43. Estadística Descriptiva Levidencia aspectos característicos (promedios, desviaciones estándar, n mientras, si la cardinalidad m , a saber: Vector de n Variables: Valores de las variables j-ésima para m individuos 2.1 DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE DATOS X=(X1 ,X2 ,...,Xn ) Rn x1j xmj Rm . . .
  • 44. Estadística Descriptiva Matriz de datos x2j representa el valor del segundo individuo de la Solución: son: X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 En efecto, las variables X2 , X3 , X4 , X5 , y X6 son cuantitativas y las variables cualitativas son X1 y X7 ¿Qué podemos decir respecto al rendimiento por género? ¿Qué asignatura ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA (MATRIZ DE DATOS) 01 le interesa conocer el rendimiento académico del curso en las asignaturas más importantes: Matemáticas, X1 1 m x11 x21 . . . xm1 x12 x22 . . . xm2 x1j x2j . . . xmj x1n x2n . . . xmn . . . . . . . . . X2 . . . Xj . . . Xn
  • 45. Estadística Descriptiva No. Nómina Matemáticas Castellano Ciencias Sociales Inglés Ciencias Naturales 1 CARVAJAL ANA 15.36 17.41 16.12 14.00 10.66 2 2 CORTÉS CESAR 20.00 14.35 14.00 12.17 14.19 1 3 AVILA EDUARDO 14.19 17.05 18.00 9.98 17.23 1 4 SILVA EDISON 19.89 14.09 14.67 18.00 17.35 1 5 ALINO FABIAN 18.97 19.45 15.00 19.03 18.69 1 6 SINIDA MARIA 12.56 15.00 16.07 19.78 13.00 2 7 PORTERO NELLY 7.45 14.17 18.00 18.05 11.76 2 8 BERRONES PAUL 20.00 18.06 15.09 16.79 19.11 1 9 DONOSO ANGEL 12.45 20.00 18.79 15.00 20.00 1 10 CONCHA IVAN 16.93 12.62 16.24 17.08 19.78 1 11 ROSERO ENIT 14.00 14.67 17.59 18.98 14.09 2 12 MIRANDA ROSA 20.00 12.99 13.74 10.01 15.54 2 13 MOYA GERMAN 12.90 14.78 17.00 14.59 18.99 1 14 CALI CARLOS 11.97 12.56 14.34 11.97 14.00 1 15 VILLA EDUARDO 19.70 20.00 17.76 18.58 14.45 1 16 AUSAY CARMEN 18.00 20.00 17.16 19.56 16.41 2 17 RIVAS JORGE 14.00 17.78 18.37 12.67 15.69 1 18 ORTEGA MARIA 11.00 20.00 15.38 14.00 18.00 2 19 CANO ROBERTO 19.87 16.00 18.09 18.89 18.89 1 20 PUSAY DIEGO 20.00 19.42 18.00 19.58 18.68 1 21 PEÑA DAVID 18.00 17.47 14.39 14.74 14.74 1 22 MORA PAULINA 19.90 18.56 16.79 18.23 19.45 2 23 VILEMA RITA 14.89 17.00 16.73 14.73 14.81 2 24 PAGUAY MARIA 10.79 18.45 16.39 12.53 13.27 1 25 AUSAY JAVIER 13.99 19.42 18.00 14.44 17.67 1 Sexo (i (mi ) (fi )
  • 46. Estadística Descriptiva masculino femenino adelante, consideramos aquí para responder las preguntas planteadas y la asignaturas del curso Matemáticas Matemáticas Promedio Matemáticas Promedio 15,87 16,85 16,47 15,74 16,26
  • 47. Estadística Descriptiva L ¡ frecuencia absoluta. frecuencia relativa del resultado i-ésimo, m indica propiedades: Propiedades de frecuencias: de los datos Solución: MATEMÁTICAS ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA (FRECUENCIAS) 02 El profesor dirigente referido en la actividad de i Nota. 2.1.1 VARIABLES CUALITATIVAS f = i i m m i 1. 0 i i = 1, ..., k 0 i 1 2 i = m1 + m2 + + mk i = f1 + f2 + + fk = 1 1 1 k k ... ...
  • 49. Estadística Descriptiva Opcional. y E tabla de contingencia ó de doble entrada. El valor f ij con fij distribución empírica conjunta o distribución conjunta experimentos, los valores fi y fj son respectivamente las distribuciones de respectivamente las mismas que satisfacen: tienen ninguna relación estadística, es decir, la distribución de una de ellas variables independientes. fij =fi. *f.j f f ij .j X/Y 1 . . . j . . . n 1 f11 . . . f1j . . . f1n f1 . . i fi1 . . . fij . . . fin fi . . . k fk1 . . . fkj . . . fkn fk f .1 . . . f .j . . . f .n 1 . . . fij f.j fi. = fi. = il , i. = 1 , .j = 1 f.j rj y l=1 i j r=1 k n
  • 50. Estadística Descriptiva S i los resultados de una investigación nos llevan a obtener valores numéricos se tienen entonces las variables llamadas cuantitativas, cu- yos valores numéricos tienen su importancia, los datos de una varia- Para no perder completamente la información sobre los valores asumidos al ), la misma es una buena manera de obtener una presentación visual informativa x1 ,x2 ,...,xm ¡ está formado al menos ¡ se dividen en dos Solución: ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 03 lleven a cabo una transacción bancaria: 2.1.2 VARIABLES CUANTITATIVAS
  • 51. Estadística Descriptiva marcas de clase como la siguiente: Observación. cuanto a tendencia, variabilidad o dispersión (como indica la Stem-and-Leaf Display: Tiempo CLASES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  • 52. Estadística Descriptiva fórmula de Sturgues (fórmula empírica) dada por: k = 1 + 3.322ln(n) límites reales el intervalo de la clase. marca de clase o punto medio al valor frecuencia absoluta frecuencia relativa, bien en forma de proporción (cociente entre la frecuencia c) Polígono de frecuencias Nota. se obtienen buenos resultados si se hace de clases considerando k = n
  • 53. Estadística Descriptiva Tabla de frecuencias Existen tres reglas generales para construir la tabla de frecuencias: Determinar el mayor y el menor entre los datos registrados para luego longitud de cada clase será aproximadamente 1, pues i ni fi
  • 54. Estadística Descriptiva Porcentaje i expresan la asignación de cada observación a una determinada clase y por la primera propiedad de las frecuencias sus valores Observación. sencillo comprender un resultado fraccionado o decimal y la el valor de la fracción se puede redondear o truncar y es claro Histograma Nota. Cuando los intervalos de clase es proporcional a las la longitud de los es necesario ajustar la proporcionales a las STATGRAPHICS o Minitab: Normal
  • 55. Estadística Descriptiva Polígonos de frecuencia De los dos diagramas presentados se observa que los datos del tiempo de transacción bancaria se agrupan más alrededor de la segunda clase Ojiva de un intervalo de clase se conoce como frecuencia absoluta acumulada o decir, las frecuencias acumuladas. frecuencias acumuladas o más brevemente distribución acumulada, la misma absoluta) acumulada de una clase contra el límite inferior de la siguiente sobre i i ni fi i i
  • 57. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 04 grupo deberán construir: percentiles, deciles y cuartiles. percentiles deciles y cuartiles proporción u orden denotamos por q en otras palabras se puede decir que q como: Observación. de la muestra determinaremos más rectángulos de base suave parecido a una campana conocida con el nombre de Observación. sobre un grupo de individuos (muestra) de la población pueden Normal q ) q )
  • 58. Estadística Descriptiva Solución: Tabla de frecuencias siguiente: diagrama circular llamado también diagrama pastel o pie en ingles. Diagrama de barras, polígono de frecuencias y ojiva 1 n las abscisas, las frecuencias son representadas por segmentos paralelos al 1 i fi * i ni f i ni i *360º i i 2 1 42 3 2 65 5 4 8 7 8 Total
  • 59. Estadística Descriptiva 1 1 ¡) y es la frecuencia relativa total de todos los valores menores o iguales al valor x¡ y se conoce con el nombre de distribución de frecuencias acumuladas o simplemente distribución acumulada ojiva. Nota. es proporcional a la porque la escala vertical 0 a 1 incluidos) para la
  • 60. Estadística Descriptiva 1 *** 1 diagrama circular la misma manera se calculan los ángulos de las otras porciones del diagrama circular o pastel (pie). Observación. como sugerirán los análisis apropiados de la estadística
  • 61. Estadística Descriptiva proporciona al observador la asimetría y presentación de datos anómalos del error cometido en la toma de decisiones?, ¿Qué error podemos cometer?, Proyecto: Evaluación: En un ambiente académico, la investigación educativa se desarrollará si itinerario completo para un proyecto de investigación estadística pero si nos MINITAB, EXCEL e interpretación de la información y todo para ayudar a tomar decisiones y conseguir los resultados esperados correctamente aplicamos la metodología de la investigación estadística siguiendo los pasos: Prueba piloto emitir
  • 62. Estadística Descriptiva Evimos los términos básicos de población, muestra, variables aleatorias - - de datos, pero no es muy adecuado para sacar conclusiones basadas sobre el población basadas en la información contenida en una muestra y medir la bondad de inferencia, se requieren de cantidades obtenidas de expresiones Es posible obtener mediante las Matemáticas ciertas propiedades de esas cantidades muestrales y establecer conclusiones probabilísticas con respecto Preguntamos en el curso a los estudiantes la asignatura y el deporte de su moda 2.2 DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DE DATOS
  • 63. Estadística Descriptiva presentamos son: la moda, la mediana y la media aritmética o media Moda: Es la observación que se presenta con mayor frecuencia en la muestra; se dice que la muestra es bimodal. que ocupa el lugar central entre los datos ordenados de forma creciente o RECORDANDO Para el caso discreto: barras la moda está representada por el segmento o barra Para el caso continuo: la clase modal sirve como punto de concentración en el 2.2.1 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL
  • 64. Estadística Descriptiva RECORDANDO Para el caso discreto: Para el caso continuo: creciente o ascendente tenemos: x (x Mediana. Z Z , se considera la mediana como la suma de los valores xm y x datos agrupados, está dada por: Nota. Se note que el es un valor observado. es que los valores ella. Para ilustrar lo dicho, observaciones de una -10, 2, 3, 4, 5 y 17 es 3,5 Distribution Plot Density Mediana = L + fm n 2
  • 65. Estadística Descriptiva RECORDANDO que contiene la mediana de los datos no agrupados) f es la suma de las frecuencias de todas las clases fm c es la longitud del intervalo de la clase mediana y es 1 Por tanto, aplicando la fórmula computacional de la Media: x1 ,..., xn es el promedio aritmético de los mismos (suma de todos los valores divididos para el total n) y denotamos por X , donde Observación. El símbolo x se referirá al valor de la media media muestral de todas las observaciones de una población se representará no es posible medir µ más bien µ es un parámetro es una cantidad desconocida que se desea estimar a partir de la información de una muestra, en general se estima con x de los datos; por sí misma no ofrece una descripción adecuada de un con i n, entonces la media viene calculada por las fórmulas: Para el caso discreto Para el caso continuo donde Ci x = i = 1 n xi 1 n x = n ni xi i=1 n x = k ni i i=1 n
  • 66. Estadística Descriptiva RECORDANDO Para el caso discreto: Para el caso continuo: consideramos los datos: X = (n1 x1 + ... + n9 x9 ) 229 2.9 3 = = 677 229 i ni ci ni ci i ni xi ni xi
  • 67. Estadística Descriptiva además, los datos tienen una sola moda (esto es, son unimodales), entonces es, son asimétricos, con una larga cola en uno de los extremos) entonces se tiene que moda < mediana < media Mientras que media < mediana < moda Simétrica Asimetría o sesgada negativa Relación entre la moda, mediana y media
  • 68. Estadística Descriptiva las tres muestras de datos: sin embargo, se observa a simple vista que la dispersión o variabilidad de la los datos o saber que tan dispersos están entre ellos o respecto a una medida Rango o Recorrido r: Es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo 2.2.2 MEDIDAS DE DISPERSIÓN r= máx(xi ) - min(xi ) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
  • 69. Estadística Descriptiva r 1 Percentiles, Cuartiles y Deciles S partes, los tres o nueve puntos de división se conocen como cuartiles o deciles 1 , Q2 y Q3 y a los nueve deciles por D1 , D , D , D , D , D , D , D y D procedimiento para calcular los percentiles p Procedimiento para calcular el k-ésimo percentil de un conjunto ordenado de datos: Paso 1. de nk nk nk es entero, entonces i es igual a nk + 0.5 Paso 2. con lo que el valor de p es el promedio de las observaciones ordenadas nk y (nk + 1) RECORDANDO Para el caso discreto: Para el caso continuo: De los datos no agrupados de la el recorrido o rango es Nota. se debe evitar el uso del de variabilidad, cuando el en un conjunto es éste contenga algunas observaciones cuyo valor dos valores cuantiles, que es decir, se considera un porcentaje de ellos; 50% o un 80% del total de los datos se calcula a través los percentiles, cuartiles y deciles. Por tanto se hace Nota. Nótese que el percentil, es decir, Q1 0. , el segundo cuartil es el 50 percentil, es decir, Q 0. 0 que es la es el 75 percentil, es decir, Q 0. .
  • 70. Estadística Descriptiva RECORDANDO 1. nk nk 2. p Q3 Q1 ) recibe el nombre de recorrido intercuartil y denotamos por D 1 ) recibe el nombre de recorrido interdecil y denotamos por se puede determinar valores aproximados de percentiles y calcular los diagrama de caja y bigotes ó simplemente diagrama de caja. el primer cuartil, Q1 3 R.Ic. = Q3 - Q1 R.Id. = D9 - D1
  • 71. Estadística Descriptiva El diagrama de que la distribución de los tiempos de transacción es asimétrica a la Datos M1 El diagrama de caja es una presentación visual que describe al mismo Este tipo de observaciones se conocen como valores atípicos o anómalos. ¿por qué? DIAGRAMA DE CAJA * * * ** * * * *
  • 72. Estadística Descriptiva Obervación. Varianza: x1 ,...,xn es el promedio del varianza muestral y es: poblacional Desviación estándar. Para el caso discreto: tienen frecuencia absoluta la Nota. dentro del conjunto de observaciones dispersión dentro del variación relativa de dos conjuntos de observaciones, pero sólo respecto a la variación en un sólo conjunto de datos cuando se interpreta en (1) s'2 = 1 n i=1 n (xi X)2 s2 = 1 n-1 i=1 n (xi X)2 S= S2 s2 = i=1 m ni (xi )2 n-1 s2 = = = = (xi )2 (xi xi + X2 ) xi=1 xi i=1 xi + i=1 X2 i=1 xi i=1 xi )2 n n n n n 2 n n n n 2 2 i=1 i=1 n n n s = i=1 xi n 1 n i=1 xi )2 2 n n
  • 73. Estadística Descriptiva Para el caso continuo: Para datos agrupados, puede calcularse el valor ni es la frecuencia de la clase i-ésima, ci es el centro o punto de la clase i-ésima y S 2.4625 de variación relativa, llamada estándar entre la media, es decir CV = S X s2 = = 6.064 49 s2 = i=1 ni x2 n n-1 k i ni xi i=1 )2 i=1 ni (ci )2 n - 1 n - 1 k i=1 ni c2 n k k i ni ci i=1 )2 s2 = = k i=1 ni = n i=1 ni (ci )2 n - 1 k s = ci ci 2 ni ni ci ni ci 2 11
  • 74. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 05 desviaciones estándar: Solución RECORDANDO determina: Sociales Naturales estándar X = = SX = Y = SY = CV(X) = CV(Y) = = 0.7607 y = 0.6047 1.79 2,96 2,48 3,26 CV(X) = CV(Y) = y
  • 75. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 06 ci ni fi i i i
  • 76. Estadística Descriptiva * * * ** * * * * * * * ** * * * * media de los datos es: a continuación se detalla el cálculo de la mediana i Ci ni i ci ni ci ni x = =
  • 77. Estadística Descriptiva Datos: f m Cálculo de la moda: mediana, por lo tanto el punto medio de esta clase representa la moda y es d) Determine las medidas de dispersión: cumple la condición: DIAGRAMA DE CAJA * * * ** * * * * Mediana = Me = CV = 8.0 32.2
  • 78. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 07 tienen el propósito de poner en práctica los conocimientos 1. CUANTITATIVA DISCRETA CUALITATIVA CUANTITATIVA DISCRETA d) Duración (en minutos) de la llamada de larga distancia más larga por CUANTITATIVA CONTINUA CUALITATIVA CUANTITATIVA CONTINUA CUALITATIVA CUANTITATIVA DISCRETA CUALITATIVA CUALITATIVA 2. Observación.- bigotes se observa este aspecto en inglés steam and leaf y a)
  • 80. Estadística Descriptiva - - - - - - Dada las series de datos basadas en el precio de cierre de acciones de
  • 81. Estadística Descriptiva Diagrama de barras de bolsa norteamericana 1 1 1 Diagrama circular para bolsa norteamericana b) Para cada serie de datos, construya un diagrama circular y un diagrama de Comentario 1. Comentario 2. Punto Medio absoluta relativa 1 1 1 Punto Medio ecuencia relativa 1 1 1
  • 82. Estadística Descriptiva Comentario. asimetría positiva, es decir, la cola más grande está a la
  • 83. Estadística Descriptiva 4. Conteste correctamente a las siguientes preguntas, sea claro, conciso y explícito. con más frecuencia? • extremos? • Investigación. anual promedio? • tendencia central principales son iguales? • que las otras medidas? • ¿En una distribución de frecuencias con sesgo asimetría negativo, ¿qué medida de tendencia central es menor? • agrupado en una distribución de frecuencias? • • central X de clase i. cuando se tiene una distribución sesgada? • Distribution Plot Density 11 Density Distribution Plot x= fx n x= x n Media de una muestra =
  • 84. Estadística Descriptiva Solución: De las tablas anteriores tenemos: Medidas de Tendencia Central ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 08 agente vendedor: calcule las medidas de tendencia central y de dispersión: i Punto medio absoluta f relativa acumulada acumulada 1 11 f X = = = fX n 2663 24 110.94 Me = L + = 106 + = 109.5 f 2 i 7 FA n 2 11 24 2
  • 85. Estadística Descriptiva Medidas de Dispersión Investigación. El cuarto y octavo decil Investigación • X ± (1,58)S CA= = = 12.89 0.34 3(media - mediana) Desviación - estandar L = 50 =10 (24+1) 40 100 L = 50 =12.5 (24+1) 50 100 L = 75 =18.75 (24+1) 75 100 L = 80 =20 (24+1) 80 100 L25 =6.25 (24+1) 25 100 = L70 =17.5 (24+1) 70 100 = K =1.58 1 0.40 = s= = fX 2 1 = 12.89 fX )2 n 299302 24 1 (2663)2 24 CV = = = S X 12.89 110.96
  • 86. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 09 medía la disminución de los niveles de estrés de las disminuciones se indican aquí en una tabla de frecuencias: puntos? Solución: Determinamos los puntos medios da cada clase para calcular la media mediana, entonces, • ¿Qué variación de la disminución de estrés podría existir de una persona a la siguiente? • Puesto que, CV mediana=30 + 15 5 =30,67 S = = fX 48925 n 51 8,065 2 fX) n 2 (1540) 52 2 = CV = ( )* = ( )* = s X 8,06 29,62 Disminución del nivel de tensión f Xf X X f
  • 87. Estadística Descriptiva ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 10 a continuación la lista de estudiantes matriculados en el periodo de referencia obtenemos los siguientes datos: Solución Estadísticasdescriptivasdelrendimientoacadémicoyasistenciasinestudiantes Ev Ev Ev 1 Parcial 1 Parcial 2 Parcial 3 Total/28 % Asist. Media Error típico Mediana Promedio en % Desviación estándar Varianza de la muestra Curtosis Rango Mínimo Máximo Suma CV
  • 88. Estadística Descriptiva Estadística estudiantil del total de matriculados Estadística estudiantil luego de dar el examen de suspensión Estadísticas del total de matriculados Estadística estudiantil después de dar prueba de suspensión 1
  • 89. Estadística Descriptiva Resumen estadístico reprueba, es decir, en general en el cuarto nivel de la asignatura de Estadística 1 ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 11 estadística y con los resultados de las encuestas o no se puede crear un gimnasio particular para la Promedios de pruebas parciales 2.3 APLICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ESTADÍSTICA EV.1 EV.2 EV.3 Media o promedio 6.1 7.8 8 % DEL PROMEDIO 76,0% 78% 80%
  • 90. Estadística Descriptiva RESUMEN asesoría nutricional, aumento y reducción de peso, tabeo, aeróbicos, físico encuesta y aplicando un itinerario básico para un proyecto de investigación estadística consiguiendo resultados que ayudarán a tomar buenas decisiones ¹ Trabajo elaborado por Jorge Congacha A., Nelson Rea, Carlos Miranda, Jaime Gualli, Franklin Cazorla, Laura Rochina. SUMMARY INTRODUCCION campus ecológico amplio, viene formando profesionales éticos y competitivos asesoría nutricional, aumento y reducción de peso, tabeo, aeróbicos, físico estudiantes de cada facultad, ya que la gran mayoría de estudiantes tiene
  • 91. Estadística Descriptiva METODOS Y MATERIALES la información y para conseguir los resultados esperados correctamente aplicamos la metodología de la investigación estadística siguiendo los pasos: • Planeación de la investigación • Elaboración de los instrumentos de análisis • Prueba piloto • • • • • • RESULTADOS Y DISCUSIÓN CUESTIONES INFORMATIVAS Media Moda Mínimo Máximo Estatura (metros) Media Mediana Moda Mínimo Máximo
  • 92. Estadística Descriptiva CUESTIONES REQUERIDAS NO Peso ( libras) Media Mediana Moda Desviación estándar Mínimo Máximo
  • 93. Estadística Descriptiva ¿En qué áreas le gustaría prepararse físicamente? diagramas de barras como el circular para observar que los estudiantes de ¿En que areas le gustaria prepararse Pago asesoría nutricional aumento y reducción de peso tabeo aeróbicos físico culturismo *
  • 94. Estadística Descriptiva CONCLUSIONES • • los días sábados • • RECOMENDACIONES • • • El cobro debe ser en el gimnasio personalmente ya que si se incluye • Que la politécnica tenga un gimnasio con todas las necesidades • Establecer si está de acuerdo con el costo propuesto del pago $1extra • REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS
  • 95. Estadística Descriptiva ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FISICA Y MATEMATICA ENCUESTA A ESTUDIANTES ESPOCH Cuestiones informativas: SEXO: Cuestiones requeridas: ¿ DESEARIA PREPARARSE FISICAMENTE ? ¿ EN QUE AREAS LE GUSTARIA PREPARARSE FISICAMENTE ? ¿ EN QUÉ HORARIO LE GUSTARÍA PREPARARSE FÍSICAMENTE ?
  • 96. Estadística Descriptiva 1. Realice siguientes actividades de aprendizaje cuantitativas. contiene: 50, 90, 1200 y 5000 observaciones? 2. estos datos construya: d. Interprete los incisos anteriores 3. Conteste el siguiente cuestionario. Ponga una X en la alternativa que crea correcta. ser: - Mas se repite 2.4 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 2 01
  • 97. Estadística Descriptiva - Mo < Md < Me - Md e o - Md < Me < Mo - Md > Me > Mo Calcule: i xi ni 1
  • 98. Estadística Descriptiva 4. quimestres: Muestra1: 10, 9, 8, 7, 8, 6, 10, 6 Muestra2: 6, 10, 10, 6, 8, 10, 8, 6 variabilidad? resultados.
  • 99. Estadística Descriptiva 5. Econometría evaluadas sobre 100: 23 60 79 32 57 74 52 70 82 36 80 77 81 95 41 65 92 85 55 76 52 10 64 75 78 25 80 98 81 67 41 71 83 54 64 72 88 62 74 43 60 78 89 76 84 48 84 90 15 79 34 67 17 82 69 74 63 80 85 61 3,…, 9.
  • 100. CAPÍTULO 3 TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES TEORÍA DE LAS PROBABILIDADES CAPÍTULO CONTENIDOS OBJETIVOS 3
  • 101. E experimento Un experimento es el proceso por medio del cual se obtiene una Un experimento aleatorio es aquel cuyos resultados no pueden ser Actividades de aprendizaje. espacio muestral. Un espacio muestral Actividades de aprendizaje de espacios muestrales y eventos 3.1 CONCEPTOS DE PROBABILIDAD
  • 102. Describa los espacios muestrales de los siguientes experimentos y si m1 1 m , m1 m , m m El espacio muestral de este experimento es Observación.- Una de las características básicas del concepto de experimento es que no sabemos qué resultado calcular la frecuencia relativa f Nota. Las actividades de aprendizaje propuestas y que el conjunto de todos los posibles resultados el blanco sobre un circulo con un dardo. Respecto a esta descripción los espacios continuos.
  • 103. por: Conclusión.- cumplir: 1) Para todo evento simple (un evento que no puede descomponerse ei ) ei 0 P({ei puntos muestrales comunes (elementos del espacio muestral) y sean las fre- cuencias fA y fB fA B = fA + fB < < 3.1.1 CONCEPTO CLÁSICO (SEGÚN LAPLACÉ) 3.1.2 CONCEPTO AXIOMÁTICO DE PROBABILIDAD P(A) = = = # de eventos simples favorables # de eventos simples posibles Card(A) m Card( ) n i=1 P({ei }) = 1 luego P( ) = 1 n Evento seguro Evento contrario Unión de eventos ) Conjunción de eventos i i n n 1 n 1 n i=1 n A = B i i=1 n A = C i i=1 n A = i n N A = D n A = n n N n N A = E n
  • 104. Observación. es un evento o el mismo espacio muestral es un evento (todo probabilidad y satisface los siguientes axiomas: A1.- A2.- A3.- es el principio de la probabilidad total respecto a eventos n N; An F P(An ) 0. n N; An F/Ai Aj = An P(An ) n N n N = Nota. indica que son eventos. An F o Ai Fo Aj F An ó Ai ó Aj
  • 105. evento imposible) Ac 1 - P(A). Probabilidad del evento contrario de A probabilidad total monotonía de la probabilidad Independencia de eventos. < < < < < Nota. La propiedad de independencia de realización del evento B no aporta en nada realización del evento A y viceversa. 3.2 PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LAS PROBABILIDADES P(A B) = P(A) + P(B) - P(A B) i; 1 i i i = n P Ai P(Ai ) i=1 n i=1 =
  • 106. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 01 siguientes: El espacio muestral es ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA c c c son independientes c c c son independientes Observación.- ellos tiene probabilidad nula, es decir, dado que Solución: o sea,
  • 107. • • En ambas respuestas se aplica el concepto clásico de probabilidad o llamado ¿Probabilidad de tener osteopenia u osteoporosis? • • • ¿Probabilidad de tener osteoporosis o menopausia? • • 3.3 PROBABILIDAD CONDICIONAL Y TEOREMA DE BAYES E espacio muestral d e u n o r e s p e c t o a l o t r o P(B)
  • 108. ¿Probabilidad de menopausia y osteoporosis? • • ¿Probabilidad de menopausia y no osteoporosis? • • , , , 1 el espacio muestral, y sus intersecciones son frecuencias? seguro 1 1 1 1 - seguro 1 1 1 ) 1 1 1
  • 109. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 02 Teorema de Bayes i Propiedad de Probabilidad Total excluyente de eventos ó sucesos • • Estudiante No fuma No fuma 1 1 ) 1 1 1
  • 110. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 03 Obervación.- Es interesante tomar en cuenta actividades de Estudiante No fuma No fuma P(H F)= P(H F) P(H) . P(F H) P(F) P(F) 0,13 0,46
  • 111. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA El cambio de color de un indicador al contacto con la orina suele usarse como diagnóstica de glucemia Probalidad de acierto Para enfermos (sensibilidad) Para sanos Probalidad de error Para enfermos Para sanos Enfermos Verdadero - 0.993 Enfermos Verdadero + 0.864
  • 113. - ¿ Qué probabilidad tengo de estar enfermo ? diagnóstica: Diabetes, al llegar un individuo a la consulta tenemos una idea a priori sobre la prueba diagnóstica que nos aportará nueva En función del resultado tenemos una nueva idea(a posteriori) sobre la probabilidad de que P( ) P( ) = = = P( ) P(Sano) P( ) 0,98 0.977 0,98 0,977+0,02 0,055 = 0,999 P(Sano) P( )+ P(Enf) P( ) . . . P( ) P( ) = = = P( ) P(Enfermo) P( ) P(Sano) P( )+ P(Enfermo) P( ) 0,02 0.945 0,02 0,945+0,98 0,023 = 0,456 . . . Observaciones
  • 114. Una función X: R variable aleatoria “aleatoria” discretas y continuas. Discretas Continuas ) ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA 3.4 VARIABLES ALETORIAS Y DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD 3.4.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES ALETORIAS
  • 115. 3.4.2.1 Distribución de probabilidad de variables aleatorias discretas. el conjunto de todos los puntos de a los que la v.a. X les asignó el valor x”. función de probabilidad de X(o distribución de probabilidad), si satisface las siguientes propiedades: Observación. de la función de probabilidad sino también la existencia de la función de distribución acumulativa de X discreta es la y está dada por: ≤ ≤ 1 x i ) ≤ ) si xi < x P(xi ≤ ≤ x i -1) Observación.- 3.4.2 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDADES CONTINUAS Y DISCRETAS 2) x x) = 1 x x X F(x0 ) = P(X x0 ) = p(xi ) xi x0
  • 116. 3.4.2.2 Distribución de probabilidad de variables aleatorias continuas una función f(x) que recibe el nombre de función de densidad de probabilidad. 1) para cualesquiera es la función de densidad de probabilidad de v.a. continua X. i Nota. En el caso discreto, se asignan probabilidades positivas a todos los valores puntuales de la que el conjunto de valores Para el caso de una v.a. continua, lo anterior, no probabilidad de que una 1 1 f(x)dx =1 P(a X b) = f(x)dx b a F(xi ) = P(X xi ) = f (t)dt xi
  • 117. F(xi ) es el área acotada por la función de densidad y i P(X=xi ) i ) = P(X< xi ) = F(xi ). En general Propiedades de la distribución acumulada x¡ µ f 1 µ b x x - i i
  • 118. En donde p(x) (x) son las funciones de probabilidad y de densidad de probabilidad respectivamente, dependiendo de que la sumatoria o la integral, ó Observación.- Propiedades de la esperanza matemática dada por ) - E Nota. Note que la valor esperado de X es cuatro asignaturas tanto E( que la v.a. X si tiene constante. 3.5 ESPERANZA MATEMÁTICA Y VARIANZA DE UNA VARIABLE ALEATORIA E(X) = xi p(xi ) i xi p(xi i E(X) = xf (x)dx xf (x) CALIFICACIONES
  • 119. Propiedades de la varianza. Demuestre que: Propiedad 1.- Propiedad 2. desviación estándar y se denota por Una medida que compara la dispersión relativa de dos o más distribuciones de probabilidad es el que está cv= µ S/X X Una medida que le indica la forma o el sesgo de la curva de una distribución de datos se llama sesgo o asimetría y es apropiada tomar e indicar los momentos centrados de orden n n n 3 , recibe el nombre de Donde 3 3 observan cómo se presenta las tres medidas de agrupación: Media, Mediana y Moda Nota.- Recuerde que la centralización y de dispersión de la distribución de probabilidad entonces asociadas? La 3.5.1 COEFICIENTES DE ASIMETRÍA Y CURTOSIS Media Media Media Moda Moda Moda Mediana Mediana Mediana Var(aX+b) = ²(aX+b) = a² ²(X). =µ³ / ³ ; donde µ³ = E(X-µ)³ 3
  • 120. esultado importante 3 3 Es una medida que indica qué tan apuntada (alargada) es la distribución de de asimetría, es preferible emplear el cuarto momento centrado y se llama a: 4 4 leptocúrtica. 4 platicúrtica. Resultado importante Nota. La curtosis denota por 4 – 3 Nota. 3 y factores de forma, debido a que en de probabilidad, estos valores pueden calcularse Los valores 3 4 (Normal) =µ / ; donde µ = E(X-µ) 4
  • 121. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA variable aleatoria estandarizada 3 3 4 4 Ediscretas y continuas tenemos que existen distribuciones discretas de probabilidad: binomial Poisson, geométrica, hipergeometrica, binomial negativa entre otras y distribuciones continuas de probabilidad: normal, t-student, Chi-cuadrada, F, uniforme continua, gamma, beta, Weibull, exponencial Un experimento binomial es aquel que tiene las siguientes características: constante de prueba en prueba, la probabilidad de un fracaso es es: ¿cuál es la probabilidad de que este experimento tenga x éxitos? 3.6 DISTRIBUCIONES: BINOMINAL, POISSON Y NORMAL 3.6.1 DISTRIBUCIÓN BINOMIAL Nota. pero no afecta a los factores de forma como de ésta actividad de la desviación del valor x del valor esperado µ en términos de las unidades Z = X - µ
  • 122. se puede denotar mediante una n-ada, de elementos Es la intersección de n pruebas independientes, por lo tanto la probabilidad de este punto muestral es el producto de x éxitos y (n-x) fracasos por lo que su probabilidad está dada por: Probemos que p(x 1) x; x x;n,p) x n-x p(x; n, p) = px (1-p)n-x con...x = 0,1,2,...,n 0 1 0 para cualquier otro valor n x x n-x n! x!(n - x)! n x = (q + p)n = qn + pqn-1 + p2 qn-2 + pn = p(x,n.p) x=0 n ...+ n 0 n 1 n 2 n n px qn-x = (q + p)n = 1 p(x;n.p) = x=0 x=0 n n n x
  • 123. un lote de artículos entre defectuosos y no defectuosos y se quiere ver si determina binomial: de una moneda correcta 1 P( ) = F(x; n, p) = pi (1 - p)n-i n i i=0 x np npq 3 = q - p (npq) 1/2 4 = 3 + 1 - 6pq npq
  • 124. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE PROPUESTA factores de forma) de la tabla anterior ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 04 pensión sea: (c) cinco o menos Solución: ≤ ≤ ≤
  • 125. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 05 puede encontrar al menos un fusible defectuoso en una Solución: 5 Observación. grande de obtener al menos un defectuoso, aunque la muestra ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 06 encuentren al menos tres defectuosos en una muestra Solución: ≤ ≤
  • 126. 3.6.1.1 Distribución de Bernoulli. ≤ p ≤ Es decir, para una distribución de Bernoulli 1 1 Nota. Se note que la distribución de Bernoulli es un caso particular de p pq 3 = q - p (pq) 1/2 4 = 3 + 1 - 6pq pq p(x,p)= px q1-x si_ x=0,1 cualquier _otro_valor . F(x,p) = 0,........x < 0 q,........0 x < 1 1,........ 1
  • 127. pero es bueno ver desde el punto de vista de la teoría de los límites que una - distribución de Poisson con (*) Donde de tiempo, para calcular probabilidades individuales en lugar de la ecuación anterior, por: p(x, ) ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 3.6.2 LA DISTRIBUCIÓN DE POISSON p( ) = ,...x = 0,...para cualquier otro valor . . . e x x! ( ) = = = = 1 e x=0 x=0 x=0 e x x! e e x x! i=0 x e i i! F( ) = P( ) =
  • 128. Poisson Teorema.- entonces: Demostración Pues Nota. El siguiente a la distribución de Poisson, para valores grandes de n y pequeños de p. 1 p(x, n, p) = px qn-x n x lim p(x,n,p) = e x x! lim (1+z) 1/z = e con z z 0 n e x x! lim p(x,n,p) = lim lim px (1 - p)n-x = n x n! x!(n - x)! n n x n - x lim x x! = n x +1) nx n n n - x ( ( ( ( x x! = lim lim n n ( ( = 1 n ( ( ... x - 1 n ( (
  • 129. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 07 Aplicación de Bioestadística. promedio para un volumen dado es de nueve células para personas normales, determinar la probabilidad de que el dentro de una desviación estándar del valor promedio y a ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 08 Aplicación de Control de Calidad. compra cantidades muy grandes de componentes componentes se toma con base en una muestra aleatoria más unidades defectuosas en la muestra, Solución: ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ Solución: 1 aplicamos el teorema que aproxima la distribución binomial con la distribución de Poisson entonces 1 1 ≤ 2 ≤
  • 130. Nota histórica.- Observación: coordenadas polares, el siguiente resultado ( ). ( ) si su función de densidad de probabilidad está dada por: (1) y es , ) como estándar . 3.6.3 DISTRIBUCIÓN NORMAL O GAUSSIANA 1 (X - µ)2 2 2 µ f (x;µ, 0 2 1 (X - µ) 2 1 2
  • 131. 1) f(x) Demostración (- ) ) - factores de forma, que nos indican que la curva normal es simétrica ( Función de distribución acumulada. Variable Aleatoria X 1 11 µ Densidad de Probabilidad f (x)dx = 1 f (x)dx = 2 1 (X - µ) 2 1 2 2 2 dx= =1 µ 2 P( ) = F(x; µ, = x 2 1 (t - µ) 2 1 2 dt
  • 132. Distribución acumulada normal Observación.- , ) como una función de y , lo que necesitaría una tabla para cada par de y , la siguiente relación: y respectivamente en la ecuación (1) Observación: , ) , entonces también se encuentra normalmente distribuida con x -1 -1 1 f(z) 2 1 2 1 2 Z f (z z
  • 133. x desde - Observación. tenemos que P(Z Z f(z) a Densidad P( ) = F (z;0,1) = Z z 2 /2)dt 1 2
  • 134. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA Determine la probabilidad de que Z a, con la tabla 1 del apéndice de distribución Observación. , ); por las propiedades de distribución acumulada y P(a Por ejemplo. Z Z Z Nota. Se note que para tablas que tienen del apéndice la probabilidad P(a X b) P(a Z b f(z)
  • 135. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 09 , ), ¿cuáles son las probabilidades de que desviación estándar de la media? Solución: Z Z 1) P(-1 Z Z Z Estos resultados indican que en la distribución normal existe una concentración
  • 136. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 10 Una universidad ecuatoriana espera recibir, para el calcular, de manera adecuada, por una distribución en esta prueba, para ser admitido por la universidad? Solución: Por la tabla de la función de distribución normal del apéndice se calcula : es decir, ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 11 Un fabricante de escapes para automóviles desea El fabricante supone que el tiempo de duración de su Solución:
  • 137. 3.6.3.1 Aproximación de la distribución binomial por la distribución normal estándar. Teorema de Moivre-Laplacé (*) n Que determina la probabilidad de un intervalo de longitud uno (y no del punto) (**) Nota. que: si X es una variable aleatoria independientes es grande, se dice que X posee una distribución 1/2 Densidad Z Y = X - np np(1-p) P(X = x P( ) B Z x - np -0.5 np x - np+0.5 np P(a X b P( B Zn a - np np b - np np ) P(a X b P( B Zn a - np-0.5 np b - np+0.5 np ) P( Z= = 0 x - np np )
  • 138. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE DESARROLLADA 12 más a favor de las pruebas de ingreso, si la población graduada de esta provincia se encuentra dividida en opinión de igual manera? la misma proporción de éstas a favor de las pruebas, respecto al inciso a)? Solución: de tres en a) tenemos 100 ) P( ) P(Z = = P( 1.95) = 0.0256 500 ) P( 1100) P(Z = 99.5 500 = P( = P( 4.4) = 0
  • 139. Observación. al investigador la simetría para una distribución normal y otras propiedades Densidad -1 1
  • 140. RIOBAMBA - ECUADOR 2015 La esencia de la vida es la improbabilidad estadística a escala colosal. Richard Dawkins Jorge Washington Congacha Aushay Jorge W. Congacha A. Doctor en Matemática, graduado en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, ESPOCH- ECUADOR. Estudió STATISTICA MATEMÁTICA y ANALISI SUPERIORE en Dipartimento di Matemática dell’Universita di Pavía - Italia. Especialista en Computación Aplicada al Ejercicio Docente. Estudió la maestría en Docencia Universitaria e Investigación Educativa en la Universidad Nacional de Loja, LOJA-ECUADOR. Docente de Econometría y Estadística Inferencial en la carrera de Ingeniería en Estadística -Informática de la Escuela de Física y Matemática de la FACULTAD DE CIENCIAS-ESPOCH, Director del Grupo de Investigación ESTADISMATICAen “MODELIZACION ESTADISTICA- INFORMATICA”. ESTADÍSTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN CON ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE En los programas ministeriales de matemática se establecen argumentos de Estadística y Probabilidades, sin embargo no se estudian adecuadamente o no se estudian tales temas. Se quiere estimular a una mejor enseñanza de los conceptos básicos de dichos fundamentos. No se quiere dar un recetario de formulas con el único propósito de acatar cumplimientos a un programa establecido, al contrario se pretende presentar este texto de manera atractiva, interesante y aplicativa. El texto Estadística aplicada a la educación con actividades de aprendizaje para su desarrollo se ha dividido en cuatro capítulos tomando en cuenta los aspectos de generalidades, descripción, herramienta y conclusiones bajo los nombres de Generalidades, al 4, se puede realizar ejercicios aplicativos a la teoría vista, a lo que llamamos actividades de aprendizaje utilizando paquetes estadísticos como el MINITAB, SPSS entre otros y se pueden también realizar en la hoja de calculo EXCEL. En el tercero exponemos la parte teórica-practica de las Probabilidades requerida en el cuatro de inferencia Estadística. Estadística aplicada a la educación Jorge Washington Conchaga Aushay