3. Distribuciones de variables aleatorias                                     (8/13)


Variable aleatoria continua

a) Representación diferencial: función de densidad, f(x)




        CÁLCULO DE PROBABILIDADES CON LA FUNCIÓN DE DENSIDAD




                                                           Probabilidades y Estadística I
3. Distribuciones de variables aleatorias                                           (9/13)


Variable aleatoria continua

a) Representación diferencial: origen de f(x)



               Histograma para 20 clases                   Histograma para 50 clases
    400                                         200

                                                160
    300
                                                120
    200
                                                 80
    100                                          40

      0                                           0
          -5     -3   -1    1    3    5    7          -5     -3   -1    1     3     5     7




                                                                   Probabilidades y Estadística I
3. Distribuciones de variables aleatorias                                      (10/13)


Variable aleatoria continua

a) Representación diferencial: función de densidad, f(x)                  EJEMPLO


  X ≡ “proporción de accidentes automovilísticos mortales” Rg X ≡ [0,1]

                                              3
                                             2,5

         42 x (1-x) 5   0< x ≤ 1              2
f(x) =                                       1,5

         0              en otro caso          1
                                             0,5
                                              0
                                                   0   0,2      0,4         0,6   0,8    1
                                                                      x

                                                                      0.3
                                           P(0.2 < X < 0.3) = ∫ 42 x (1 - x) 5 dx
                                                                      0.2


                                                             Probabilidades y Estadística I
3. Distribuciones de variables aleatorias                                  (11/13)


Variable aleatoria continua

b) Representación integral: función de distribución, F(x)         (continua)




 PROPIEDADES




                                                        Probabilidades y Estadística I
3. Distribuciones de variables aleatorias                                  (12/13)


Variable aleatoria continua

b) Representación integral: función de distribución, F(x)         PROPIEDADES


      CÁLCULO DE PROBABILIDADES CON LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN




                     RELACIÓN ESPECIAL ENTRE F(x) Y f(x)



                                                        Probabilidades y Estadística I
3. Distribuciones de variables aleatorias                                            (13/13)


Variable aleatoria continua

b) Representación integral: función de distribución, F(x)                    EJEMPLO


                                                 1
                      0.2
    P(X < 0.2) = ∫ 42 x (1 - x) 5 dx            0,8
                      −∞
                                                0,6
         =




                                                0,4
     P(X ≤ 0.2) = F(2)                          0,2

                                                 0
                                                      0   0,2   0,4       0,6   0,8     1
                                                                      x

                            0                                         x <0
             F(x) =         x2(21-70x+105x2-84x3+35x4-6x5) 0< x ≤ 1
                            1                                     x ≥1
                                                                Probabilidades y Estadística I
Esquema inicial

1. Variable aleatoria. Concepto

2. Tipos de variables aleatorias

3. Distribuciones de probabilidad de variables aleatorias

4. Medidas características de una variable aleatoria

5. Desigualdad de Tchebychev




                                                Probabilidades y Estadística I
4. Medidas características de una v.a.                                    (1/4)




Esperanza matemática             (definición)


  (caso discreto)   E[X ]
                    =       ∑ xp( x)
                            =              µ
                             x

  (caso discreto)   E[X ]
                    =       ∫=
                             xf ( x)dx      µ


     RELACIÓN CON LA ESTRUCTURA DE LA MEDIA ARITMÉTICA

                                     k
                            X = ∑ fi x 'i
                                    i =1



             PROPIEDAD       E [ aX + b ] aE [ X ] + b
                                     =


                                                         Probabilidades y Estadística I
4. Medidas características de una v.a.                                           (2/4)




Varianza       (definición)


   (caso discreto)   Var [ X ] = ( x − µ ) 2 p ( x) =
                               ∑                    σ2
                                 x

   (caso discreto)   Var [ X ] = ) 2 f ( x)dx =
                               ∫ (x − µ       σ2




                 PROPIEDAD           Var [ aX + b ] =Var [ X ]
                                                    a2




                                                                 Probabilidades y Estadística I
4. Medidas características de una v.a.                            (3/4)




Mediana                 F(x) = ½


Moda                    Max f (x)


Percentiles             F(x) = i/100


Cuartiles               F(x) = i/4



        GENERALIZACIONES DESDE ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA



                                               Probabilidades y Estadística I
4. Medidas características de una v.a.                                   (4/4)



Momento centrado en el origen
                                                   Caso especial
         αr = E  X r 
                                             = E[X ] µ
                                               α1 =

Momento centrado en la media
                                                    Caso especial

      = E ( X − µ ) 
      µr
                    r
                                       µ2 = E ( X − µ ) 2  = Var [ X ] = σ 2
                                                            



                          µ2 α 2 − α12
                           =
                                                      Probabilidades y Estadística I
Esquema inicial

1. Variable aleatoria. Concepto

2. Tipos de variables aleatorias

3. Distribuciones de probabilidad de variables aleatorias

4. Medidas características de una variable aleatoria

5. Desigualdad de Tchebychev




                                                Probabilidades y Estadística I
5. Relaciones entre media y varianza
Desigualdad de Tchebychev


       P ( X − µ > kσ ) ≤ 2 ⇔ P ( X − µ ≤ kσ ) > 1 − 2
                          1                          1
                         k                          k

                                            1
            P ( µ − kσ ≤ X ≤ µ + kσ ) > 1 − 2
                                           k

Normalización de una v.a

                             X −µ
                               σ
                                              Probabilidades y Estadística I

Tema5b ud3

  • 1.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (8/13) Variable aleatoria continua a) Representación diferencial: función de densidad, f(x) CÁLCULO DE PROBABILIDADES CON LA FUNCIÓN DE DENSIDAD Probabilidades y Estadística I
  • 2.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (9/13) Variable aleatoria continua a) Representación diferencial: origen de f(x) Histograma para 20 clases Histograma para 50 clases 400 200 160 300 120 200 80 100 40 0 0 -5 -3 -1 1 3 5 7 -5 -3 -1 1 3 5 7 Probabilidades y Estadística I
  • 3.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (10/13) Variable aleatoria continua a) Representación diferencial: función de densidad, f(x) EJEMPLO X ≡ “proporción de accidentes automovilísticos mortales” Rg X ≡ [0,1] 3 2,5 42 x (1-x) 5 0< x ≤ 1 2 f(x) = 1,5 0 en otro caso 1 0,5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 x 0.3 P(0.2 < X < 0.3) = ∫ 42 x (1 - x) 5 dx 0.2 Probabilidades y Estadística I
  • 4.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (11/13) Variable aleatoria continua b) Representación integral: función de distribución, F(x) (continua) PROPIEDADES Probabilidades y Estadística I
  • 5.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (12/13) Variable aleatoria continua b) Representación integral: función de distribución, F(x) PROPIEDADES CÁLCULO DE PROBABILIDADES CON LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN RELACIÓN ESPECIAL ENTRE F(x) Y f(x) Probabilidades y Estadística I
  • 6.
    3. Distribuciones devariables aleatorias (13/13) Variable aleatoria continua b) Representación integral: función de distribución, F(x) EJEMPLO 1 0.2 P(X < 0.2) = ∫ 42 x (1 - x) 5 dx 0,8 −∞ 0,6 = 0,4 P(X ≤ 0.2) = F(2) 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 x 0 x <0 F(x) = x2(21-70x+105x2-84x3+35x4-6x5) 0< x ≤ 1 1 x ≥1 Probabilidades y Estadística I
  • 7.
    Esquema inicial 1. Variablealeatoria. Concepto 2. Tipos de variables aleatorias 3. Distribuciones de probabilidad de variables aleatorias 4. Medidas características de una variable aleatoria 5. Desigualdad de Tchebychev Probabilidades y Estadística I
  • 8.
    4. Medidas característicasde una v.a. (1/4) Esperanza matemática (definición) (caso discreto) E[X ] = ∑ xp( x) = µ x (caso discreto) E[X ] = ∫= xf ( x)dx µ RELACIÓN CON LA ESTRUCTURA DE LA MEDIA ARITMÉTICA k X = ∑ fi x 'i i =1 PROPIEDAD E [ aX + b ] aE [ X ] + b = Probabilidades y Estadística I
  • 9.
    4. Medidas característicasde una v.a. (2/4) Varianza (definición) (caso discreto) Var [ X ] = ( x − µ ) 2 p ( x) = ∑ σ2 x (caso discreto) Var [ X ] = ) 2 f ( x)dx = ∫ (x − µ σ2 PROPIEDAD Var [ aX + b ] =Var [ X ] a2 Probabilidades y Estadística I
  • 10.
    4. Medidas característicasde una v.a. (3/4) Mediana F(x) = ½ Moda Max f (x) Percentiles F(x) = i/100 Cuartiles F(x) = i/4 GENERALIZACIONES DESDE ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA Probabilidades y Estadística I
  • 11.
    4. Medidas característicasde una v.a. (4/4) Momento centrado en el origen Caso especial αr = E  X r    = E[X ] µ α1 = Momento centrado en la media Caso especial = E ( X − µ )  µr r   µ2 = E ( X − µ ) 2  = Var [ X ] = σ 2   µ2 α 2 − α12 = Probabilidades y Estadística I
  • 12.
    Esquema inicial 1. Variablealeatoria. Concepto 2. Tipos de variables aleatorias 3. Distribuciones de probabilidad de variables aleatorias 4. Medidas características de una variable aleatoria 5. Desigualdad de Tchebychev Probabilidades y Estadística I
  • 13.
    5. Relaciones entremedia y varianza Desigualdad de Tchebychev P ( X − µ > kσ ) ≤ 2 ⇔ P ( X − µ ≤ kσ ) > 1 − 2 1 1 k k 1 P ( µ − kσ ≤ X ≤ µ + kσ ) > 1 − 2 k Normalización de una v.a X −µ σ Probabilidades y Estadística I