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)2x. Da un valor decimal.

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

Halla el límite L = limx→0 (1 − cos 4x)/(2x²), con x en radianes.

f(x) = (1 − cos 4x)/(2x²)x → 0
L =
3.DerivadasMedia
xyx = 0,5

Sea f(x) = x·sin(2x), con x en radianes. Calcula f′(0,5).

f(x) = x·sin(2x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.DerivadasDifícil
xy

Sea f(x) = x3 + 6x2 + 9x − 3. Calcula la coordenada x x del máximo local.

f(x) = x3 + 6x2 + 9x − 3
x =
5.IntegralesMedia
xyπy = x·cos x

Calcula I = ∫₀π x·cos x dx (x en radianes).

∫₀π x·cos x dx
I =
6.IntegralesDifícil
xyy = x2​y = 4x

Calcula el área A de la región encerrada entre y = x2 e y = 4x.

y = x2y = 4x
A =
7.Números complejosMedia
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂w

Dados z₁ = 3∠70° y z₂ = 4∠110°, halla la parte real de w = z₁/z₂.

z₁ = 3∠70°z₂ = 4∠110°
Re(w) =
8.Números complejosDifícil
ReIm11−1−122−2−2θz

Usa el teorema de De Moivre para hallar la parte imaginaria de z⁵ para z = √3 + j.

z = √3 + jn = 5
Im(z⁵) =
9.Ecuaciones diferencialesMedia
tyy(0) = 1y(1) = ?

Resuelve y″ + 2y′ + y = 0 con y(0) = 1 e y′(0) = 1. Halla y(1).

y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 1y′(0) = 1
y(1) =
10.Ecuaciones diferencialesDifícil
tyK = 10y(0,75) = ?

Un sistema obedece y″ + y′ + 4,25y = 42,5 para t ≥ 0, partiendo del reposo: y(0) = 0, y′(0) = 0. Halla y(0,75); ángulos en radianes.

y″ + y′ + 4,25y = 42,5y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.75) =
11.Matrices y determinantesMedia
A =−4−5−53−45−1−31

Calcula el determinante det A de la matriz 3×3 A mostrada.

A = [−4 −5 −5; 3 −4 5; −1 −3 1]
det A =
12.Matrices y determinantesDifícil
A =341−5b =04

Resuelve el sistema 3x + 4y = 0 y x − 5y = 4. Calcula x.

3x + 4y = 0x − 5y = 4
x =
13.Vectores: producto escalar y vectorialMedia
xyzab

Halla la proyección escalar compb a de a = (5, −6, 2) sobre b = (5, 3, −1), es decir, la componente de a en la dirección de b.

a = (5, −6, 2)b = (5, 3, −1)
compb a =
14.Vectores: producto escalar y vectorialDifícil
xyzabc

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

a = (3, −4, −1)b = (1, −4, −5)c = (−4, −2, −5)
V =
15.ProbabilidadMedia
xp(x)100,3200,2300,25400,25μ = 24,5

Para la distribución mostrada, halla la desviación típica σ de X.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,3, 0,2, 0,25, 0,25
σ =
16.ProbabilidadDifícil
n = 7, p = 0,1: P(X ≤ 1) = ?k01234567

Se prueban 7 componentes y cada uno falla con probabilidad 0,1, de forma independiente. ¿Cuál es la probabilidad P de que falle como mucho uno?

n = 7p = 0,1
P =
17.Estadística descriptivaMedia
14161820222426283032

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 14, 22, 26, 17, 32.

n = 5
s =
18.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Una magnitud sigue una distribución normal con media 170 y desviación típica 12. ¿Qué proporción P de valores está por encima de 194?

μ = 170σ = 12x = 194
P =
19.Distribución normalMedia
490550P = ?

Supón que las duraciones de las baterías siguen una distribución normal con media 500 h y desviación típica 40 h. ¿Qué fracción está entre 490 y 550 h? Da P como número decimal.

μ = 500σ = 40x1 = 490x2 = 550
P =
20.Distribución normalDifícil
μ = 250x = ?80%

Supón que los pesos de las bolsas siguen una distribución normal con media 250 g y desviación típica 5 g. Halla el valor x por debajo del cual queda el 80 % de los datos (el percentil 80).

μ = 250σ = 5P = 80%
x = g

3Disoluciones

1.Límites

Respuesta: L = 54,6

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→∞ 2·x·ln(1 + 2/x)

Evalúa

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

ln L = 2·2 = 4

Deshaz el logaritmo

L = e4 = 54,6

Respuesta

L = 54,6
2.Límites

Respuesta: L = 4

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

4·sin 4x/(4x) → 0/0

Segunda aplicación

16·cos 4x/4

Sustituye x = 0

L = 16/4 = 4

Respuesta

L = 4
3.Derivadas

Respuesta: f′(0.5) = 1,382

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 y de la cadena

f′(x) = sin(2x) + 2x·cos(2x)

Sustituir

f′(0,5) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382

Respuesta

f′(0,5) = 1,382
4.Derivadas

Respuesta: x = −3

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 + 12x + 9 = 3·(x2 + 4x + 3)

Resolver f′(x) = 0

x = −3 o x = −1

Cuál es cuál

f″(x) = 6x + 12: negativa en un máximo, positiva en un mínimo.

f″(−3) = −6, f″(−1) = 6
x = −3

Respuesta

x = −3
5.Integrales

Respuesta: I = −2

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 = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x

Primitiva

∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x

Límites

(π·sin π + cos π) − (0 + 1) = −2

Respuesta

I = −2
6.Integrales

Respuesta: A = 10,67

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.

Puntos de corte

x2 = 4x → x = 0, x = 4

Integrar superior menos inferior

A = [2x2 − 0,3333x3]04 = 10,67

Respuesta

A = 10,67
7.Números complejos

Respuesta: Re(w) = 0,5745

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.

Módulo y argumento de w

|w| = 3 / 4 = 0,75
θ = 70° − 110° = −40°

Forma rectangular

Re(w) = 0,75·cos(−40°) = 0,5745
Im(w) = 0,75·sin(−40°) = −0,4821
Re(w) = 0,5745

Respuesta

Re(w) = 0,5745
8.Números complejos

Respuesta: Im(z⁵) = 16

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.

Forma polar

z = √3 + j = 2∠30°

De Moivre

z⁵ = (2)⁵∠150° = 32∠150°

Forma rectangular

z⁵ = 32·(cos 150° + j sin 150°) = −27,71 + j16
Im(z⁵) = 16

Respuesta

Im(z⁵) = 16
9.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: y(1) = 1,104

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.

Raíz doble

(r + 1)² = 0 → r = −1

Constantes

A = y(0) = 1
y′(0) = B − 1A → B = 1 + 1 = 2

Evalúa

y(1) = (1 + 2·1)·e−1 = 1,104

Respuesta

y(1) = 1,104
10.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: y(0.75) = 7,8

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 = 10, r = −0,5 ± 2j

Constantes a partir de los valores iniciales

y(0) = 10 + A = 0 → A = −10
y′(0) = −0,5A + 2B = 0 → B = −2,5

Evalúa

y(0,75) = 10·(1 − e−0,375(cos 1,5 + 0,25·sin 1,5)) = 7,8

Respuesta

y(0,75) = 7,8
11.Matrices y determinantes

Respuesta: det A = 61

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.

Menores 2×2 de la primera fila

M₁₁ = 11, M₁₂ = 8, M₁₃ = −13

Desarrollo por cofactores

det A = (−4)·11 − (−5)·8 + (−5)·(−13) = 61

Respuesta

det A = 61
12.Matrices y determinantes

Respuesta: x = 0,8421

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.

Determinante de la matriz de coeficientes

det A = 3·(−5) − 4·1 = −19

Sustituir la columna de x

det Aₓ = 0·(−5) − 4·4 = −16
x = −16/(−19) = 0,8421

Respuesta

x = 0,8421
y = −0,6316
13.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: compb a = 0,8452

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 = 5·5 + (−6)·3 + 2·(−1) = 5

Longitud de b

|b| = √(5² + 3² + (−1)²) = 5,916

Proyección escalar

compb a = a·b/|b| = 5/5,916 = 0,8452

Respuesta

compb a = 0,8452
14.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: V = 52

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 = (−4)·(−5) − (−5)·(−2) = 10
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−5)·(−4) − 1·(−5) = 25
(b × c)z = bxcy − bycx = 1·(−2) − (−4)·(−4) = −18

Producto escalar con a

a·(b × c) = 3·10 + (−4)·25 + (−1)·(−18) = −52
V = |−52| = 52

Respuesta

V = 52
15.Probabilidad

Respuesta: σ = 11,61

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.

Media

μ = 10·0,3 + 20·0,2 + 30·0,25 + 40·0,25 = 24,5

Media de los cuadrados

E(X²) = 100·0,3 + 400·0,2 + 900·0,25 + 1600·0,25 = 735

Varianza

Var(X) = 735 − 24,5² = 134,8
σ = √134,8 = 11,61

Respuesta

σ = 11,61
16.Probabilidad

Respuesta: P = 0,8503

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.

Cero y un fallo

P(X = 0) = 0,97 = 0,4783
P(X = 1) = 7·0,1·0,96 = 0,372

Súmalas

P = 0,4783 + 0,372 = 0,8503

Respuesta

P = 0,8503
17.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 7,155

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 = 111/5 = 22,2

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−8,2)² + (−0,2)² + 3,8² + (−5,2)² + 9,8² = 204,8

Desviación típica

s = √(204,8/4) = 7,155

Respuesta

s = 7,155
18.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,02275

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 = 2

Tabla de la normal estándar

Φ(2) = 0,9772
P = 1 − 0,9772 = 0,02275

Respuesta

P = 0,02275
19.Distribución normal

Respuesta: P = 0,4931

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 = (490 − 500)/40 = −0,25
z₂ = (550 − 500)/40 = 1,25

Área entre ambos valores

P = Φ(1,25) − Φ(−0,25) = 0,8944 − 0,4013 = 0,4931

Respuesta

P = 0,4931
20.Distribución normal

Respuesta: x = 254,2 g

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.

z del percentil

Φ(z) = 0,8 → z = 0,8416

Vuelta a x

x = 250 + 0,8416·5 = 254,21 g

Respuesta

x = 254,21 g

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