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·sin(x), con x en radianes. Calcula f′(1).

f(x) = x·sin(x)x = 1 rad
f′(1) =
4.DerivadasDifícil
xyx = −2

La recta tangente a f(x) = x2 − x + 5 en x = −2 corta el eje y en y = b. Calcula b.

f(x) = x2 − x + 5x = −2
b =
5.IntegralesMedia
xy01

Calcula I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.IntegralesDifícil
xy−11

Calcula el área A de la región entre la parábola y = 1 − x² y el eje x.

y = 1 − x²
A =
7.Números complejosMedia
ReIm55−5−51010−10−10θz

Halla el argumento θ de z = −5 − j9 en grados, como valor principal entre −180° y 180°.

z = −5 − j9
θ = °
8.Números complejosDifícil
ReIm22−2−244−4−4ABCD

Exactamente uno de los puntos A–D es una raíz de z⁶ = 729∠60°. Haz clic en él.

w = 729∠60°n = 6
  1. 1A (3∠60°)
  2. 2B (5,4∠−110°)
  3. 3C (3∠−110°)
  4. 4D (3∠110°)
9.Ecuaciones diferencialesMedia
tyy(0) = 3y(0,5) = ?

Resuelve y″ + 2y′ + y = 0 con y(0) = 3 e y′(0) = 0. Halla y(0,5).

y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(0.5) =
10.Ecuaciones diferencialesDifícil
t (min)m (kg)t = ?10 kg

Un depósito contiene 200 L de agua en la que hay disueltos 5 kg de sal. Entra salmuera con 0,1 kg de sal por litro a 4 L/min, y la disolución bien mezclada sale al mismo caudal. ¿Al cabo de cuántos minutos t contiene el depósito 10 kg de sal?

V = 200 Lm0 = 5 kgc = 0,1 kg/Lr = 4 L/min
t = min
11.Matrices y determinantesMedia
A =−1−5−4−1−1−4−345

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

A = [−1 −5 −4; −1 −1 −4; −3 4 5]
det A =
12.Matrices y determinantesDifícil
A =1224

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

A = [1 2; 2 4]
λ =
13.Vectores: producto escalar y vectorialMedia
xyzab

Halla el valor de k para el que los vectores a = (5, 6, 6) y b = (−4, −3, k) son perpendiculares.

a = (5, 6, 6)b = (−4, −3, k)
k =
14.Vectores: producto escalar y vectorialDifícil
xyzab

El vector unitario n̂ es perpendicular a a = (5, 1, 0) y a b = (−4, −4, 1) y tiene componente z positiva. Halla su componente y n̂y.

a = (5, 1, 0)b = (−4, −4, 1)n̂z > 0
n̂y =
15.ProbabilidadMedia
xp(x)00,2510,3520,0530,240,15μ = 1,65

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

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,25, 0,35, 0,05, 0,2, 0,15
σ =
16.ProbabilidadDifícil
xp(x)100,35200,05300,3400,3μ

X tiene la distribución mostrada, y Y = 10X + 10. Halla la desviación típica σY de Y.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,35, 0,05, 0,3, 0,3Y = 10X + 10
σY =
17.Estadística descriptivaMedia
152025303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 14, 17, 49, 40, 58.

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

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 170 y desviación típica 5. Calcula la puntuación z z de una nota de 172.

μ = 170σ = 5x = 172
z =
19.Distribución normalMedia
−3−2−10123zárea sombreada entre −z y z = 0,8557

Arrastra z para que el área sombreada entre −z y z bajo la curva normal estándar sea 0,8557. Halla z con dos decimales.

A = 0,8557
z =
20.Distribución normalDifícil
4 s0X − Y?

El tiempo por vuelta X del corredor A y el tiempo por vuelta Y del corredor B son independientes y normales: X tiene media 52 s y desviación típica 4 s, Y tiene media 48 s y desviación típica 3 s. Halla la probabilidad P de que X sea mayor que Y. Redondea z a dos decimales.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
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) = 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(x) + x·cos(x)

Sustituir

f′(1) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382

Respuesta

f′(1) = 1,382
4.Derivadas

Respuesta: b = 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.

Punto y pendiente

f(−2) = 11
f′(x) = 2x − 1 → f′(−2) = −5

Recta tangente en x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 11 − (−5)·(−2) = 1

Respuesta

b = 1
5.Integrales

Respuesta: I = 2,333

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.

Sustitución

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du

Integrar y evaluar

I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2,333

Respuesta

I = 2,333
6.Integrales

Respuesta: A = 1,333

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

1 − x² = 0 → x = ±1

Integrar

A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333

Respuesta

A = 1,333
7.Números complejos

Respuesta: θ = −119,1 °

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.

Cuadrante

a = −5, b = −9 → III

Ángulo de referencia

α = atan(9/5) = 60,95°

Argumento

θ = −(180° − α) = −119,1°

Respuesta

θ = −119,1°

En forma polar z = 10,3∠−119,1°.

8.Números complejos

Respuesta: C (3∠−110°)

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.

Módulo y argumentos de las raíces

|z| = 3
θ = 10°, 70°, 130°, −170°, −110°, −50°

El punto

C = 3∠−110°

Respuesta

C (3∠−110°)
9.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: y(0.5) = 2,729

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) = 3
y′(0) = B − 1A → B = 0 + 3 = 3

Evalúa

y(0,5) = (3 + 3·0,5)·e−0,5 = 2,729

Respuesta

y(0,5) = 2,729
10.Ecuaciones diferenciales

Respuesta: t = 20,27 min

Ecuaciones diferenciales de primer orden: dy/dt = k·y tiene la solución y = y₀·ekt (crecimiento para k > 0, decrecimiento para k < 0); un periodo de semidesintegración T da k = ln 2/T. La ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), da T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Una ecuación lineal y′ + p(x)·y = q(x) se resuelve con el factor integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, así que μy = ∫μq dx + C.

Resultado

m(t) = 20 + (−15)·e−t/50

Despeja t

e−t/50 = (20 − 10)/(20 − 5) = 0,6667
t = 50·ln(1,5) = 20,27 min

Respuesta

t = 20,27 min
11.Matrices y determinantes

Respuesta: det A = −68

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 = −17, M₁₃ = −7

Desarrollo por cofactores

det A = (−1)·11 − (−5)·(−17) + (−4)·(−7) = −68

Respuesta

det A = −68
12.Matrices y determinantes

Respuesta: λ = 5

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 − (5)λ + (0) = 0

Resuelve

λ = (5 ± √(25))/2 → λ = 0, 5
λ = 5

Respuesta

λ = 5
13.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: k = 6,333

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.

El producto escalar es igual a cero

a·b = 5·(−4) + 6·(−3) + 6·k = 0
−38 + 6·k = 0

Despeja k

k = −(−38)/6 = 6,333

Respuesta

k = 6,333
14.Vectores: producto escalar y vectorial

Respuesta: n̂y = 0,2977

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

(a × b)x = aybz − azby = 1·1 − 0·(−4) = 1
(a × b)y = azbx − axbz = 0·(−4) − 5·1 = −5
(a × b)z = axby − aybx = 5·(−4) − 1·(−4) = −16

Normalizar

La componente z de a × b es negativa, así que usa −(a × b).

|a × b| = √(1² + (−5)² + (−16)²) = 16,79
n̂ = −(1, −5, −16)/16,79 = (−0,05955, 0,2977, 0,9528)
n̂y = 0,2977

Respuesta

n̂y = 0,2977
15.Probabilidad

Respuesta: σ = 1,424

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 = 0·0,25 + 1·0,35 + 2·0,05 + 3·0,2 + 4·0,15 = 1,65

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,25 + 1·0,35 + 4·0,05 + 9·0,2 + 16·0,15 = 4,75

Varianza

Var(X) = 4,75 − 1,65² = 2,028
σ = √2,028 = 1,424

Respuesta

σ = 1,424
16.Probabilidad

Respuesta: σY = 124,4

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.

Dispersión de X

μ = 25,5, Var(X) = 154,8, σX = 12,44

Cambio lineal

σY = |10|·12,44 = 124,4

Respuesta

σY = 124,4

La media sí se desplaza: E(Y) = 10·25,5 + 10 = 265.

17.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 19,45

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 = 178/5 = 35,6

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−21,6)² + (−18,6)² + 13,4² + 4,4² + 22,4² = 1513

Desviación típica

s = √(1513/4) = 19,45

Respuesta

s = 19,45
18.Estadística descriptiva

Respuesta: z = 0,4

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 = (172 − 170)/5 = 0,4

Respuesta

z = 0,4
19.Distribución normal

Respuesta: z = 1,46

De un área de vuelta a z: Φ(z) es el área a la izquierda de z. Para un área A en la cola izquierda, busca en la tabla la z con Φ(z) = A. Un área A en la cola derecha significa Φ(z) = 1 − A. Un área central A entre −z y z deja (1 − A)/2 en cada cola, así que Φ(z) = (1 + A)/2. Para un valor x, usa x = μ + zσ.

Área a la izquierda de z

Φ(z) = (1 + 0,8557)/2 = 0,9279

Lee la tabla de z al revés

Busca 0,9279 dentro de la tabla y lee z.

z = 1,46

Respuesta

z = 1,46
20.Distribución normal

Respuesta: P = 0,7881

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 = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Tipificar

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Respuesta

P = 0,7881

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