VARIABLESESTADISTICASBIDIMENSIONALES(V.E.B)

Una variableestadísticabidimensional  (X,Y) es el resultado la medidade dos
                                                          de
              cuantitativas e Y, en los individuosde una población.
características            X
Las variablesestadísticasbidimensionales representan el par (X,Y), dondeX toma los
                                         se             por
valores X2,. . ..xn que toma en la población primer carácter
       Xl,                                  el               estadístico, Y los valores
                                                                        e
quetoma el segundo.
Representando paresen un sistemade ejescaftesianos, obtieneun conjuntode puntos
               los                                       se
sobreel plano que llamaremosdiagramade dispersión nube de puntos.
                                                     o

TABLAS ESTADÍSTICAS BIDTMBNSIONALES

Los datosde las variablesestadísticas ordenan tablas
                                    se       en

1)TABLA SIMPLE




2) TABLA SIMPLECON FRECUENCIAS




J) TABLA DE DOBLEENTRADA


                                                                           fr2..........fin




PARAMETROS ESTADISTICOS EN UNA V.E.B.



                                                     v -Tr
                          F tx,          F t,x,              - {..,        Tr"
1)MEDTAS            ^-;r,-
                    _._   L¿   |   l
                                       _L¿
                                             |   |           [LiJ      t    /J'tJ   I


                                             N                                  N

              TÍPICAS
2) DESVIACIONES

                                                     Yr"l
                                                     /2'tJ   I


                                                        N
F f,x,y,    -K.Y
3) COVARIANZA           t*r=
                               t


CORRELACION
                                    entredos variablesque intervienenen una V.E.B.
                          estadística
Es la relacióno dependencia

      Puedeser lineal o curvilínea,segúnla nube de puntos se condense torno a una línea
                                                                     en
      o a una curva.
      Puedeser directa (positiva), cuandoa medida que creceuna variable,crecetambiénla
      otra, o inversa(negativa)
      La correlaciónes funcional cuandoexisteuna función que determineuno de los
      caracteres se conoceel otro.
                 si




    Lineal positiva               Lineal positiva
       Funcional                     Fuerte




   urviiíneapositiva                     positiva
                                Curvilínea                    Curvilíneapositiva
     Funcional                      Fuerte                          DébiI
RECTA DE REGRESIÓN

Es la rectaque mejor se ajustaa una líneade puntos.
En función del criterio de definición, se puedehablarde la recta de regresiónde Y sobreX :

                           ,S*,
                  y_y= , (x_x)
                        s;
o dela recta resresión X sobre :
            de       de      Y

                            sx _
                            " Y    /
                     x-x=-; (y-y)
                          s;



COEFICIENTEDE CORRELACIÓN

                                            s*'
                                       r=             -1<r<l
                                            s*s,

Mide el mayor o menor grado de dispersiónde la nube de puntosrespectode la rectade
regresión

Si las correlaciónes positiva, r ) 0, y serámás cercana I cuantomás fuerte sea.
                                                       a
Si la correlaciónes negativa,r  ( 0, y serámás cercana -1 cuantomás fuerte sea.
                                                      a

1) Si I t I se aproximaa l, las rectas regresión
                                      de        prácticamente  coinciden.
  Tiendena separarse, tanto más, cuantomás se aleja I r I de 1

2) Si I r I se aproximaa 1, las rectas regresión
                                      de         permitenestimarcon poco riesgode eror,
  el valor de uno de los caracteresestadísticos funcióndel otro.
                                              en
SUCESOSALEATORIOS_ PROBABILIDAD

                 ALEATORIO
    1) EXPERIMENTO

    2) SUCESO

                  f U n i ó n(u )
                  I
    3) OPERACIONES Intersección(n)
                  J
                  lContrario(A)

    4) FRECUENCIAABSOLUTAY RELATIVA

                                         I 0<fr(A)<1
                                         I
                                        lfr(E)=1; ft(O):0
                                        I S la n B = 0 ; f r ( Au rB ) : f r ( A ) + f r ( B )

    5) DEFINICIÓN INTUITIVA DE PROBABILIDAD p( A ):                                   lim fr(A) =



                                  lo=ofA)<1
                  AXIOMAS         I P (E ) = l ;    P(0)=0
                                  li' onB=0, p(AuB):pqA)+(B)

REGLA DE LAPLACE

                        p(A):ffi
Si lossucesos equiprobables
           son

TEOREMAS

T e o r e m a dco n tra ri o : P (Á ):l -P (A )
               el

T e o r e md el a u n i ó n :
            a                   p (A u B )=p( A) + p( B) - p( A n B)

PROBABILIDADCONDICIONADA

              p (A n B )
D ( A / Bt : 4           -       p ( A n B ) = p ( A ) . p ( BA ) = p ( B ) . p ( A / B )
                                                              i
                 p (B )


        i os                { pitB / A ) : p ( B ) = p ( An B ) = p ( A ) . p ( B )
S u c e s n d e p e n d i e nttle1 l:] : t ! i ]
                                 s
                             I
PROBABILIDADTOTAL




FORMULA DE BAYES


                                nB) - P(A')'P(B/A')
         P ( A ,/ B ¡ : P ( A '
                           p(s')         p(B)
NORMAL

  VARIABLE ALEATORIA

 Si asociamos cadasuceso
             a            elementalde un experimentoaleatorio,un número real, éste
 recibeel nombrede variablealeatoria
                                   asociada-al
                                             experimento.

 Puedeser: l) DISCRETA, cuandolos posibles
                                         valoresde la variableson finitos

            2) CONTINUA, cuandolos posibles
                                          valoresde la variableson infinitos

 Estudiaremos forma especial variablediscreta
            de             la               binomial,y la variablecontinuanormal.

 VARIABLE DISCRETA BI|{OMIAL X B(n,p)

 Supongamos repetición veces, un experimento
                    la                n          de    aleatorio,con dos posiblesresultados,
 d e p r o b a b i l i d a d f i pa y 1 - p = q
                                 j
 La variablebinomial representa númerode vecesque se verifica
                                              el                   el resultadoal que
 asignamos probabilidad y que etiquetaremos
               la                      p,           como ,,éxito,,

Si un jugadoracierta
                   el80%ode los tiros que realiza,ylanzal0 veces, número
                                                                el      de aciertos
es una variablebinomial,con n = r0 y p = 0,g -+ X B(r0, 0,g)

La,probabilidad que se produzcan éxitos,de n pruebas, p probabilidad
              de               r                    con            de éxito en
caOa de ellases:
    una

                                               .).0,.0,,-,
              p(x= )=(" )p,tl-p),'-,= n
                  ,                 I
                        r/                .r/'

El caso
      pafticular, obtención 0 éxitos,
               de         de        tiene probabilidad : 0 ) : qn
                                         una         p(
                                                        "

MEDIA Y DESVIACIÓN TÍPICA DE LA VARIABLE BINOMIAL


La mediamide el número de éxitos obtenidos, término medio, si la prueba
                                          por                          se repite
muchas  veces.
Es el númerode éxitosque puedeesperarse, términomedio.
                                        por
Su valores : p=n.p


La desviación
            típicade la variableserá: o=Jnpq
VARIABLE CONTINUA NORMAL                       X N (p,o)

Muchasvecesel valor de una variablealeatoriadepende gran cantidadde factoresque
                                                   de
tienden compensarse
       a              entresí. En esecasodecimosque la variablealeatoria distribuye
                                                                       se          de
forma normal.
En estecasolos valoresde la densidad poblaciónsonmáximosen los alrededores valor
                                     de                                       del
medio( tt ) V van disminuyendo medidaque los valoresde la variablese alejande éstos.
                                a

          que
Sedemuestra la curvade densidad,
                               siguela llamadacampana Gauss:
                                                    de




Estacurvatiene un máximo en el valor medio ¡-rde la variabley dos puntos de inflexión
situados una distancia o (desviación
       a             de               típica)de dicho valor medio.

La probabilidad que un individuode la población
              de                                  tengacomo valor de la variableuna
cantidadcomprendidaentrexr y xz. p( xr ( x ( x, ). es el áreaque la campana Gauss
                                                                          de
encierra
       entredichosvaloresv el eie OX




p(xr I *.   ^r)




Los cálculos probabilidad realizan
              de               se   apoyándonos
                                              enZ N( 0, I ), llamadanormalestándar
o tipificada,a partir de una tabla.
Paraello 1) Habrá que tipificar los valoresde x

                          x-u
                             o
          2) calcular las probabilidadesa partir de los valores de z obtenidos.



Nota

Si X B( n, p ) es una variable binomial, en la que np y nq se alejansignificativamente
                                                                                     de 5,
los cálculos probabilidad la binomialsehacenimposibles la piáctica.
           de              en                                   en
Sin embargo observa
            se         que los valoresde la probabilid;dbinomialsÉaproximan los que
                                                                                 a
tomala normalde igual mediay desviación    típica:

                     X'N( np,./npq;

Utilizaremosestaúltima variableparacalcularlas probabilidades
                                                            asociadas las variables
                                                                    a
binomiales"srandes"

M1 fin

  • 1.
    VARIABLESESTADISTICASBIDIMENSIONALES(V.E.B) Una variableestadísticabidimensional (X,Y) es el resultado la medidade dos de cuantitativas e Y, en los individuosde una población. características X Las variablesestadísticasbidimensionales representan el par (X,Y), dondeX toma los se por valores X2,. . ..xn que toma en la población primer carácter Xl, el estadístico, Y los valores e quetoma el segundo. Representando paresen un sistemade ejescaftesianos, obtieneun conjuntode puntos los se sobreel plano que llamaremosdiagramade dispersión nube de puntos. o TABLAS ESTADÍSTICAS BIDTMBNSIONALES Los datosde las variablesestadísticas ordenan tablas se en 1)TABLA SIMPLE 2) TABLA SIMPLECON FRECUENCIAS J) TABLA DE DOBLEENTRADA fr2..........fin PARAMETROS ESTADISTICOS EN UNA V.E.B. v -Tr F tx, F t,x, - {.., Tr" 1)MEDTAS ^-;r,- _._ L¿ | l _L¿ | | [LiJ t /J'tJ I N N TÍPICAS 2) DESVIACIONES Yr"l /2'tJ I N
  • 2.
    F f,x,y, -K.Y 3) COVARIANZA t*r= t CORRELACION entredos variablesque intervienenen una V.E.B. estadística Es la relacióno dependencia Puedeser lineal o curvilínea,segúnla nube de puntos se condense torno a una línea en o a una curva. Puedeser directa (positiva), cuandoa medida que creceuna variable,crecetambiénla otra, o inversa(negativa) La correlaciónes funcional cuandoexisteuna función que determineuno de los caracteres se conoceel otro. si Lineal positiva Lineal positiva Funcional Fuerte urviiíneapositiva positiva Curvilínea Curvilíneapositiva Funcional Fuerte DébiI
  • 3.
    RECTA DE REGRESIÓN Esla rectaque mejor se ajustaa una líneade puntos. En función del criterio de definición, se puedehablarde la recta de regresiónde Y sobreX : ,S*, y_y= , (x_x) s; o dela recta resresión X sobre : de de Y sx _ " Y / x-x=-; (y-y) s; COEFICIENTEDE CORRELACIÓN s*' r= -1<r<l s*s, Mide el mayor o menor grado de dispersiónde la nube de puntosrespectode la rectade regresión Si las correlaciónes positiva, r ) 0, y serámás cercana I cuantomás fuerte sea. a Si la correlaciónes negativa,r ( 0, y serámás cercana -1 cuantomás fuerte sea. a 1) Si I t I se aproximaa l, las rectas regresión de prácticamente coinciden. Tiendena separarse, tanto más, cuantomás se aleja I r I de 1 2) Si I r I se aproximaa 1, las rectas regresión de permitenestimarcon poco riesgode eror, el valor de uno de los caracteresestadísticos funcióndel otro. en
  • 4.
    SUCESOSALEATORIOS_ PROBABILIDAD ALEATORIO 1) EXPERIMENTO 2) SUCESO f U n i ó n(u ) I 3) OPERACIONES Intersección(n) J lContrario(A) 4) FRECUENCIAABSOLUTAY RELATIVA I 0<fr(A)<1 I lfr(E)=1; ft(O):0 I S la n B = 0 ; f r ( Au rB ) : f r ( A ) + f r ( B ) 5) DEFINICIÓN INTUITIVA DE PROBABILIDAD p( A ): lim fr(A) = lo=ofA)<1 AXIOMAS I P (E ) = l ; P(0)=0 li' onB=0, p(AuB):pqA)+(B) REGLA DE LAPLACE p(A):ffi Si lossucesos equiprobables son TEOREMAS T e o r e m a dco n tra ri o : P (Á ):l -P (A ) el T e o r e md el a u n i ó n : a p (A u B )=p( A) + p( B) - p( A n B) PROBABILIDADCONDICIONADA p (A n B ) D ( A / Bt : 4 - p ( A n B ) = p ( A ) . p ( BA ) = p ( B ) . p ( A / B ) i p (B ) i os { pitB / A ) : p ( B ) = p ( An B ) = p ( A ) . p ( B ) S u c e s n d e p e n d i e nttle1 l:] : t ! i ] s I
  • 5.
    PROBABILIDADTOTAL FORMULA DE BAYES nB) - P(A')'P(B/A') P ( A ,/ B ¡ : P ( A ' p(s') p(B)
  • 6.
    NORMAL VARIABLEALEATORIA Si asociamos cadasuceso a elementalde un experimentoaleatorio,un número real, éste recibeel nombrede variablealeatoria asociada-al experimento. Puedeser: l) DISCRETA, cuandolos posibles valoresde la variableson finitos 2) CONTINUA, cuandolos posibles valoresde la variableson infinitos Estudiaremos forma especial variablediscreta de la binomial,y la variablecontinuanormal. VARIABLE DISCRETA BI|{OMIAL X B(n,p) Supongamos repetición veces, un experimento la n de aleatorio,con dos posiblesresultados, d e p r o b a b i l i d a d f i pa y 1 - p = q j La variablebinomial representa númerode vecesque se verifica el el resultadoal que asignamos probabilidad y que etiquetaremos la p, como ,,éxito,, Si un jugadoracierta el80%ode los tiros que realiza,ylanzal0 veces, número el de aciertos es una variablebinomial,con n = r0 y p = 0,g -+ X B(r0, 0,g) La,probabilidad que se produzcan éxitos,de n pruebas, p probabilidad de r con de éxito en caOa de ellases: una .).0,.0,,-, p(x= )=(" )p,tl-p),'-,= n , I r/ .r/' El caso pafticular, obtención 0 éxitos, de de tiene probabilidad : 0 ) : qn una p( " MEDIA Y DESVIACIÓN TÍPICA DE LA VARIABLE BINOMIAL La mediamide el número de éxitos obtenidos, término medio, si la prueba por se repite muchas veces. Es el númerode éxitosque puedeesperarse, términomedio. por Su valores : p=n.p La desviación típicade la variableserá: o=Jnpq
  • 7.
    VARIABLE CONTINUA NORMAL X N (p,o) Muchasvecesel valor de una variablealeatoriadepende gran cantidadde factoresque de tienden compensarse a entresí. En esecasodecimosque la variablealeatoria distribuye se de forma normal. En estecasolos valoresde la densidad poblaciónsonmáximosen los alrededores valor de del medio( tt ) V van disminuyendo medidaque los valoresde la variablese alejande éstos. a que Sedemuestra la curvade densidad, siguela llamadacampana Gauss: de Estacurvatiene un máximo en el valor medio ¡-rde la variabley dos puntos de inflexión situados una distancia o (desviación a de típica)de dicho valor medio. La probabilidad que un individuode la población de tengacomo valor de la variableuna cantidadcomprendidaentrexr y xz. p( xr ( x ( x, ). es el áreaque la campana Gauss de encierra entredichosvaloresv el eie OX p(xr I *. ^r) Los cálculos probabilidad realizan de se apoyándonos enZ N( 0, I ), llamadanormalestándar o tipificada,a partir de una tabla.
  • 8.
    Paraello 1) Habráque tipificar los valoresde x x-u o 2) calcular las probabilidadesa partir de los valores de z obtenidos. Nota Si X B( n, p ) es una variable binomial, en la que np y nq se alejansignificativamente de 5, los cálculos probabilidad la binomialsehacenimposibles la piáctica. de en en Sin embargo observa se que los valoresde la probabilid;dbinomialsÉaproximan los que a tomala normalde igual mediay desviación típica: X'N( np,./npq; Utilizaremosestaúltima variableparacalcularlas probabilidades asociadas las variables a binomiales"srandes"