Matemáticas para la ingeniería: pack de repaso

Hojas de fórmulas, los pasos clave de los métodos de cada tema y 20 problemas de práctica, con las soluciones completas al final.

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1Fórmulas y métodos

Límites

Sustitución directa
prueba primero x = a; 0/0 significa que hay que simplificar
Factorizar y simplificar
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Conjugado
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Límites en el infinito
divide entre la mayor potencia de x; con grados iguales se obtiene el cociente de los coeficientes principales
Límite notable
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Regla de L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Derivadas

Regla de la potencia
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Regla del producto
(uv)′ = u′v + uv′
Regla del cociente
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Regla de la cadena
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Derivadas habituales
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Método

  1. Identifica la estructura: suma, producto, cociente o composición.
  2. Aplica la regla de la potencia a cada potencia de x.
  3. Usa la regla del producto, del cociente o de la cadena donde haga falta.
  4. Simplifica y, si se pide, evalúa en el punto.

Integrales

Regla de la potencia
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral definida
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrales habituales
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Área entre curvas
∫ab (f − g) dx

Método

  1. Reescribe el integrando como suma de términos sencillos siempre que puedas.
  2. Aplica la regla de la potencia: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), y las integrales inmediatas de ex, 1/x, sin y cos.
  3. Usa un cambio de variable cuando veas una función junto con su derivada.
  4. En una integral definida, calcula F(b) − F(a).

Números complejos

Forma rectangular
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Módulo y argumento
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Forma polar y exponencial
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
División
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Producto y cociente
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Raíces n-ésimas
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Ecuación cuadrática con p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Método

  1. Decide qué forma conviene a la operación: la rectangular a + jb para sumar y restar, la polar r∠θ para multiplicar, dividir, potencias y raíces.
  2. Desarrolla con j² = −1; divide multiplicando numerador y denominador por el conjugado del denominador.
  3. Convierte con r = √(a² + b²) y θ a partir de un dibujo del punto (comprueba el cuadrante), y de vuelta con a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Para las potencias usa De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; para zⁿ = R∠φ enumera las n raíces R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Ecuaciones diferenciales

Crecimiento/decrecimiento exponencial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Periodo de semidesintegración
k = ln 2 / t½
Ley de enfriamiento de Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Factor integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Depósito de mezcla
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrices y determinantes

determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa de 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Producto
(AB)ij = Σk AikBkj
Valores propios
det(A − λI) = 0
Regla de Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vectores: producto escalar y vectorial

Módulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vector unitario
û = a/|a|
Componentes a partir de un ángulo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Producto escalar
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proyección escalar de a sobre b
a·b/|b|
Trabajo
W = F·d
Producto vectorial
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Áreas
paralelogramo |a × b|, triángulo ½|a × b|
Momento respecto a O
MO = r × F, r = A − O
Volumen de un paralelepípedo
V = |a·(b × c)|

Método

  1. Escribe cada vector en componentes; para una fuerza dada por un módulo y un ángulo, usa F·cos θ y F·sin θ.
  2. Para longitudes y direcciones usa el módulo √(x² + y² + z²) y el vector unitario a/|a|.
  3. Usa el producto escalar para ángulos, proyecciones, perpendicularidad y trabajo: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Usa el producto vectorial para vectores perpendiculares, áreas y momentos: escribe con cuidado las tres componentes, manteniendo el orden a × b.

Probabilidad

Complementario
P(not A) = 1 − P(A)
Regla de la suma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Sucesos independientes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidad condicionada
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Estadística descriptiva

Media
x̄ = Σx/n
Desviación típica muestral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor central de los datos ordenados
Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Distribución normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Distribución normal

Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Por debajo de x
P(X < x) = Φ(z)
Por encima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre dos valores
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Convierte el valor en una puntuación z: z = (x − μ)/σ.
  2. Busca Φ(z), el área a la izquierda de z.
  3. Para el área a la derecha usa 1 − Φ(z); para un intervalo resta las dos áreas a la izquierda.
  4. Para un percentil, trabaja al revés: halla z para el área y luego x = μ + z·σ.

2Problemas de práctica

1.LímitesMedia
xyy = L

Halla el límite L = limx→∞ (1 − 2/x)3x. Da un valor decimal.

f(x) = (1 − 2/x)3xx → ∞
L =
2.LímitesDifícil
xyx = 0

Halla el límite L = limx→0 (e3x − 1 − 3x)/x².

f(x) = (e3x − 1 − 3x)/x²x → 0
L =
3.DerivadasMedia
xyx = 1

Sea f(x) = x·e2x. Calcula f′(1).

f(x) = x·e2xx = 1
f′(1) =
4.DerivadasDifícil
xy

Sea f(x) = x3 − 3x − 4. Calcula la coordenada x x del mínimo local.

f(x) = x3 − 3x − 4
x =
5.IntegralesMedia
xy14y = x ln x

Calcula I = ∫₁4 x·ln x dx.

∫₁4 x ln x dx
I =
6.IntegralesDifícil
xy−33

Calcula el área A de la región entre la parábola y = 9 − x² y el eje x.

y = 9 − x²
A =
7.Números complejosMedia
ReIm55−5−51010−10−10zABCD

El diagrama muestra z = −4 − j2. Con w = 2∠−90°, haz clic en el punto que representa z·w.

z = −4 − j2w = 2∠−90°
  1. 1A (4 − j8)
  2. 2B (−8 − j4)
  3. 3C (−1 + j2)
  4. 4D (−4 + j8)
8.Números complejosDifícil
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

La ecuación z² + 8z + 41 = 0 tiene dos raíces complejas. Halla su módulo |z|.

p = 8q = 41
|z| =
9.Ecuaciones diferencialesMedia
tyy(0) = 5y(1,5) = ?

Resuelve y″ + 6y′ + 8y = 0 con y(0) = 5 e y′(0) = -4. Halla y(1,5).

y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 5y′(0) = -4
y(1.5) =
10.Ecuaciones diferencialesDifícil
tyK = 2ymax​ = ?

Un sistema obedece y″ + 4y′ + 29y = 58 para t ≥ 0, partiendo del reposo: y(0) = 0, y′(0) = 0. Halla el valor máximo ymax de su respuesta al escalón.

y″ + 4y′ + 29y = 58y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matrices y determinantesMedia
A =−6−63−6B =1−656

Sea C = AB para las matrices mostradas. Calcula el elemento c11 (fila 1, columna 1).

A = [−6 −6; 3 −6]B = [1 −6; 5 6]
c11 =
12.Matrices y determinantesDifícil
A =2−1−5−2

Calcula el valor propio mayor λ de la matriz A mostrada.

A = [2 −1; −5 −2]
λ =
13.Vectores: producto escalar y vectorialMedia
xyzab

Halla la proyección escalar compb a de a = (−2, 2, −6) sobre b = (2, 4, 1), es decir, la componente de a en la dirección de b.

a = (−2, 2, −6)b = (2, 4, 1)
compb a =
14.Vectores: producto escalar y vectorialDifícil
xyzabc

Halla el volumen V del paralelepípedo cuyas aristas desde un vértice son a = (−5, 2, −2), b = (5, −3, 0) y c = (−4, −1, 2).

a = (−5, 2, −2)b = (5, −3, 0)c = (−4, −1, 2)
V =
15.ProbabilidadMedia
rojas: 6azules: 3

Una bolsa tiene 6 bolas rojas y 3 azules. Sacas dos bolas sin devolver la primera. ¿Cuál es la probabilidad P de que las dos sean rojas?

6 / 3
P =
16.ProbabilidadDifícil
€p(x)−30,860,15570,05

Jugar una partida cuesta 3 €. Ganas 9 € con probabilidad 0,15 y 60 € con probabilidad 0,05; en otro caso no ganas nada. La apuesta no se devuelve. Halla la ganancia neta esperada E(G) por partida.

apuesta = €3€9: p = 0,15€60: p = 0,05
E(G) = €
17.Estadística descriptivaMedia
303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 51, 37, 36, 57, 26, 52, 45.

n = 7
s =
18.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Una magnitud sigue una distribución normal con media 50 y desviación típica 15. ¿Qué proporción P de valores está por encima de 59?

μ = 50σ = 15x = 59
P =
19.Distribución normalMedia
88115P = ?

Supón que las puntuaciones de CI siguen una distribución normal con media 100 puntos y desviación típica 15 puntos. ¿Qué fracción está entre 88 y 115 puntos? Da P como número decimal.

μ = 100σ = 15x1 = 88x2 = 115
P =
20.Distribución normalDifícil
10 cm0X − Y?

Las alturas X de los hombres e Y de las mujeres de un grupo son independientes y normales: X tiene media 180 cm y desviación típica 10 cm, Y tiene media 170 cm y desviación típica 12 cm. Halla la probabilidad P de que X sea mayor que Y. Redondea z a dos decimales.

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =

3Disoluciones

1.Límites

Respuesta: L = 0,002479

Límites: prueba primero la sustitución directa. Si da 0/0, simplifica antes: factoriza y cancela el factor común, o multiplica por el conjugado. Cuando x → ∞, divide numerador y denominador entre la mayor potencia de x. Regla de L'Hôpital: si f/g da 0/0 o ∞/∞, entonces lim f/g = lim f′/g′, derivando el numerador y el denominador por separado (no con la regla del cociente).

Toma el logaritmo

ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 − 2/x)

Evalúa

ln(1 + u)/u → 1 cuando u → 0, así que x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 3·(−2) = −6

Deshaz el logaritmo

L = e−6 = 0,002479

Respuesta

L = 0,002479
2.Límites

Respuesta: L = 4,5

Límites: prueba primero la sustitución directa. Si da 0/0, simplifica antes: factoriza y cancela el factor común, o multiplica por el conjugado. Cuando x → ∞, divide numerador y denominador entre la mayor potencia de x. Regla de L'Hôpital: si f/g da 0/0 o ∞/∞, entonces lim f/g = lim f′/g′, derivando el numerador y el denominador por separado (no con la regla del cociente).

Primera aplicación

(3·e3x − 3)/(2x) → 0/0

Segunda aplicación

9·e3x/2

Sustituye x = 0

L = 9·1/2 = 4,5

Respuesta

L = 4,5
3.Derivadas

Respuesta: f′(1) = 22,17

Derivación: la derivada f′(x) es la pendiente de la gráfica en x. Regla de la potencia: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regla del producto: (uv)′ = u′v + uv′. Regla de la cadena: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Donde f′(x) = 0 la gráfica tiene tangente horizontal: un máximo, un mínimo o un punto de silla.

Regla del producto

f′(x) = u′v + uv′ = e2x·(1 + 2·x)

Sustituir

f′(1) = 7,389·(1 + 2) = 22,17

Respuesta

f′(1) = 22,17
4.Derivadas

Respuesta: x = 1

Derivación: la derivada f′(x) es la pendiente de la gráfica en x. Regla de la potencia: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regla del producto: (uv)′ = u′v + uv′. Regla de la cadena: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Donde f′(x) = 0 la gráfica tiene tangente horizontal: un máximo, un mínimo o un punto de silla.

Derivada

f′(x) = 3x2 − 3 = 3·(x2 − 1)

Resolver f′(x) = 0

x = −1 o x = 1

Cuál es cuál

f″(x) = 6x: negativa en un máximo, positiva en un mínimo.

f″(−1) = −6, f″(1) = 6
x = 1

Respuesta

x = 1
5.Integrales

Respuesta: I = 7,34

Integración por partes: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, a partir de la regla del producto. Elige como u el factor que se simplifica al derivarlo (una potencia de x, o ln x), y como dv el factor que sabes integrar (eˣ, sin x, cos x, o x cuando u = ln x). En una integral definida, evalúa u·v en ambos límites: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Un factor x² necesita dos vueltas.

Elige u y dv

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

Primitiva

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Límites

(8·ln 4 − 4) − (0 − 0,25) = 7,34

Respuesta

I = 7,34
6.Integrales

Respuesta: A = 36

Integrales definidas: ∫ₐᵇ f(x) dx es el área con signo entre la gráfica y el eje x de a a b. Busca una primitiva F (con F′ = f) y calcula F(b) − F(a). Regla de la potencia: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). El área entre dos curvas es ∫(superior − inferior) dx.

Ceros

9 − x² = 0 → x = ±3

Integrar

A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36

Respuesta

A = 36
7.Números complejos

Respuesta: D (−4 + j8)

Forma polar: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, con r = |z| y θ = arg z. Para volver a la forma rectangular: a = r cos θ, b = r sin θ. El argumento necesita el cuadrante: θ = atan(b/a) solo cuando a > 0; para a < 0 suma o resta 180°. En forma polar multiplicar es fácil: se multiplican los módulos y se suman los argumentos; para dividir se dividen los módulos y se restan los argumentos.

Efecto de w

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + (−90)°

El punto

z·w = −4 + j8 → D

Respuesta

D (−4 + j8)
8.Números complejos

Respuesta: |z| = 6,403

De Moivre y raíces: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. La ecuación zⁿ = R∠φ tiene exactamente n raíces, todas con módulo R1/n, en los argumentos (φ + 360°·k)/n para k = 0, 1, …, n − 1: están repartidas uniformemente en una circunferencia, separadas 360°/n. Una ecuación cuadrática z² + pz + q = 0 con p² < 4q tiene las raíces complejas z = −p/2 ± j√(q − p²/4); un polinomio con coeficientes reales siempre tiene sus raíces complejas en pares conjugados a ± jb.

Discriminante

p² − 4q = 64 − 164 = −100 < 0

Fórmula cuadrática

z = (−8 ± j√100)/2 = −4 + j5, −4 − j5

Respuesta

|z| = √((−4)² + 5²) = √41 = 6,403

Respuesta

|z| = 6,403
9.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: y(1.5) = 0,3909

Ecuaciones lineales de segundo orden: para y″ + b·y′ + c·y = 0 prueba y = ert: esto da la ecuación característica r² + b·r + c = 0. Dos raíces reales r₁ ≠ r₂ dan y = A·er₁t + B·er₂t (sobreamortiguado); una raíz doble r da y = (A + Bt)·ert (amortiguamiento crítico); las raíces complejas −α ± jω dan y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (subamortiguado, oscilante). Los valores iniciales y(0) e y′(0) fijan A y B. Escrita como y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn es la frecuencia natural y ζ el factor de amortiguamiento: con ζ < 1 hay oscilación. Con una entrada constante, y″ + by′ + cy = c·K, la solución es el valor estacionario K más la respuesta libre.

Raíces características

(r + 2)(r + 4) = 0 → r = −2, −4

Constantes a partir de los valores iniciales

A + B = 5, −2A − 4B = -4
A = 8, B = −3

Evalúa

y(1,5) = 8·e−3 + (−3)·e−6 = 0,3909

Respuesta

y(1,5) = 0,3909
10.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: ymax = 2,569

Ecuaciones lineales de segundo orden: para y″ + b·y′ + c·y = 0 prueba y = ert: esto da la ecuación característica r² + b·r + c = 0. Dos raíces reales r₁ ≠ r₂ dan y = A·er₁t + B·er₂t (sobreamortiguado); una raíz doble r da y = (A + Bt)·ert (amortiguamiento crítico); las raíces complejas −α ± jω dan y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (subamortiguado, oscilante). Los valores iniciales y(0) e y′(0) fijan A y B. Escrita como y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn es la frecuencia natural y ζ el factor de amortiguamiento: con ζ < 1 hay oscilación. Con una entrada constante, y″ + by′ + cy = c·K, la solución es el valor estacionario K más la respuesta libre.

Valor estacionario y raíces

yss = 2, r = −2 ± 5j

Constantes a partir de los valores iniciales

y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −2A + 5B = 0 → B = −0,8

Pico

t = π/5 = 0,6283
ymax = 2·(1 + e−2·π/5) = 2,569

Respuesta

ymax = 2,569
11.Matrices y determinantes

Respuesta: c11 = −36

Matrices: el determinante de una matriz 2×2 es ad − bc. En 3×3, desarrolla por una fila: cada elemento por el determinante de la matriz 2×2 que queda al quitar su fila y su columna, con signos alternos + − +. Los valores propios λ cumplen det(A − λI) = 0; en 2×2 es λ² − (traza)·λ + det = 0.

Fila por columna

c11 = (−6)·1 + (−6)·5 = −36

Respuesta

c11 = −36
12.Matrices y determinantes

Respuesta: λ = 3

Matrices: el determinante de una matriz 2×2 es ad − bc. En 3×3, desarrolla por una fila: cada elemento por el determinante de la matriz 2×2 que queda al quitar su fila y su columna, con signos alternos + − +. Los valores propios λ cumplen det(A − λI) = 0; en 2×2 es λ² − (traza)·λ + det = 0.

Ecuación característica

λ² − (0)λ + (−9) = 0

Resuelve

λ = (0 ± √(36))/2 → λ = −3, 3
λ = 3

Respuesta

λ = 3
13.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: compb a = −0,4364

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

Producto escalar

a·b = (−2)·2 + 2·4 + (−6)·1 = −2

Longitud de b

|b| = √(2² + 4² + 1²) = 4,583

Proyección escalar

compb a = a·b/|b| = −2/4,583 = −0,4364

Respuesta

compb a = −0,4364

Negativa: a tiene una componente que apunta contra b.

14.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: V = 44

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

Producto vectorial b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = (−3)·2 − 0·(−1) = −6
(b × c)y = bzcx − bxcz = 0·(−4) − 5·2 = −10
(b × c)z = bxcy − bycx = 5·(−1) − (−3)·(−4) = −17

Producto escalar con a

a·(b × c) = (−5)·(−6) + 2·(−10) + (−2)·(−17) = 44
V = |44| = 44

Respuesta

V = 44
15.Probabilidad

Respuesta: P = 0,4167

Probabilidad: con resultados equiprobables, P(A) = favorables/totales. Para sucesos independientes se multiplica: P(A y B) = P(A)·P(B). El complementario suele ayudar: P(al menos uno) = 1 − P(ninguno). Binomial: en n ensayos independientes con probabilidad de éxito p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Primera y segunda extracción

P = 6/9 · 5/8 = 30/72 = 0,4167

Respuesta

P = 0,4167
16.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 1,35 €

Variables aleatorias discretas: una distribución de probabilidad enumera cada valor x que puede tomar una variable con su probabilidad p(x); las probabilidades están entre 0 y 1 y suman 1. El valor esperado (media) es E(X) = Σx·p(x), el promedio a largo plazo. La varianza es Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², y la desviación típica es σ = √Var(X). Para un cambio lineal Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) y σY = |a|·σX; sumar una constante no cambia la dispersión.

Resultados netos

G: 6 (p = 0,15), 57 (p = 0,05), −3 (p = 0,8)

Valor esperado

E(G) = 6·0,15 + 57·0,05 − 3·0,8 = 1,35 €

Respuesta

E(G) = 1,35 €

Un valor positivo significa que ganas dinero de media.

17.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 10,94

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Media

x̄ = 304/7 = 43,43

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 7,571² + (−6,429)² + (−7,429)² + 13,57² + (−17,43)² + 8,571² + 1,571² = 717,7

Desviación típica

s = √(717,7/6) = 10,94

Respuesta

s = 10,94
18.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,2743

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Tipificar

z = 0,6

Tabla de la normal estándar

Φ(0,6) = 0,7257
P = 1 − 0,7257 = 0,2743

Respuesta

P = 0,2743
19.Distribución normal

Respuesta: P = 0,6295

Distribución normal: convierte un valor x en una puntuación z, z = (x − μ)/σ, que indica a cuántas desviaciones típicas está de la media. Una tabla z (o Φ(z)) da el área a la izquierda de z, que es P(X < x). El área a la derecha es 1 − Φ(z), y el área entre dos valores es la diferencia de sus dos áreas.

Puntuaciones z

z₁ = (88 − 100)/15 = −0,8
z₂ = (115 − 100)/15 = 1

Área entre ambos valores

P = Φ(1) − Φ(−0,8) = 0,8413 − 0,2119 = 0,6295

Respuesta

P = 0,6295
20.Distribución normal

Respuesta: P = 0,7389

Sumas y diferencias de variables normales: si X e Y son independientes y normales, X + Y y X − Y también son normales. Las medias se suman o se restan: E(X ± Y) = μX ± μY. Las varianzas siempre se suman, también en una diferencia: Var(X ± Y) = σX² + σY², así que σ = √(σX² + σY²). Las desviaciones típicas nunca se suman directamente. El total de n elementos independientes con la misma distribución tiene media n·μ y desviación típica σ·√n. Después estandariza como de costumbre: z = (x − media)/σ y lee Φ(z).

Distribución de la diferencia

μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm

Tipificar

z = (0 − 10)/15,62 = −0,64

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389

Respuesta

P = 0,7389

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