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Introducción a la estadística

7.2 El teorema del límite central para las sumas

Introducción a la estadística7.2 El teorema del límite central para las sumas

Supongamos que X es una variable aleatoria con una distribución que puede ser conocida o desconocida (puede ser cualquier distribución) y supongamos que:

  1. μX = la media de Χ
  2. σΧ = la desviación típica de X

Si se extraen muestras aleatorias de tamaño n, a medida que aumenta n, la variable aleatoria ΣX formada por sumas tiende a distribuirse normalmente y ΣΧ ~ N((n)(μΧ), ( n n )(σΧ)).

El teorema del límite central para las sumas indica que si se extraen repetidamente muestras de un tamaño determinado (como lanzar repetidamente diez dados) y se calcula la suma de cada muestra, estas sumas tienden a seguir una distribución normal. A medida que aumenta el tamaño de la muestra, la distribución de las medias se ajusta más a la distribución normal. La distribución normal tiene una media igual a la media original multiplicada por el tamaño de la muestra y una desviación típica igual a la desviación típica original multiplicada por la raíz cuadrada del tamaño de la muestra.

La variable aleatoria ΣX tiene asociada la siguiente puntuación z:

  1. Σx es una suma.
  2. z =  Σx(n)( μ X ) ( n )( σ X ) z =  Σx(n)( μ X ) ( n )( σ X )
    1. (n)(μX) = la media de ΣX
    2. ( n )( σ X ) ( n )( σ X ) = desviación típica de ΣX ΣX

Uso de las calculadoras TI-83, 83+, 84, 84+

Para calcular las probabilidades de las sumas en la calculadora, siga estos pasos.

2.º DISTR
2:normalcdf
normalcdf(valor inferior del área, valor superior del área, (n)(media), ( n n )(desviación típica))

donde:

  • la media es la media de la distribución original
  • la desviación típica es la desviación típica de la distribución original
  • tamaño de la muestra = n

Ejemplo 7.5

Una distribución desconocida tiene una media de 90 y una desviación típica de 15. Se extrae aleatoriamente una muestra de tamaño 80 de la población.

Translation missing: es.problem

  1. Calcule la probabilidad de que la suma de los 80 valores (o el total de los 80 valores) sea superior a 7.500.
  2. Calcule la suma que está 1,5 desviaciones típicas por encima de la media de las sumas.

Inténtelo 7.5

Una distribución desconocida tiene una media de 45 y una desviación típica de ocho. Se extrae aleatoriamente una muestra de tamaño 50 de la población. Calcule la probabilidad de que la suma de los 50 valores sea superior a 2.400.

Uso de las calculadoras TI-83, 83+, 84, 84+

Para calcular los percentiles de las sumas en la calculadora, siga estos pasos.

2nd DIStR
3:invNorm
k = invNorm (área a la izquierda de k, (n)(media), ( n ) ( n ) (desviación típica))

donde:

  • k es el percentil k
  • la media es la media de la distribución original
  • la desviación típica es la desviación típica de la distribución original
  • el tamaño de la muestra = n

Ejemplo 7.6

Translation missing: es.problem

En un estudio reciente publicado el 29 de octubre de 2012 en el blog de Flurry, la edad media de los usuarios de tabletas es de 34 años. Supongamos que la desviación típica es de 15 años. La muestra es de tamaño 50.

  1. ¿Cuál es la media y la desviación típica de la suma de las edades de usuarios de tabletas? ¿Cuál es la distribución?
  2. Calcule la probabilidad de que la suma de las edades esté entre 1.500 y 1.800 años.
  3. Calcule el percentil 80 para la suma de las edades de 50.

Inténtelo 7.6

En un estudio reciente publicado el 29 de octubre de 2012 en el blog de Flurry, la edad media de los usuarios de tabletas era de 35 años. Supongamos que la desviación típica es de diez años. El tamaño de la muestra es de 39.

  1. ¿Cuál es la media y la desviación típica de la suma de las edades de usuarios de tabletas? ¿Cuál es la distribución?
  2. Calcule la probabilidad de que la suma de las edades esté entre 1.400 y 1.500 años.
  3. Calcule el percentil 90 para la suma de las edades de 39.

Ejemplo 7.7

Translation missing: es.problem

El número medio de minutos de participación en la aplicación por parte de un usuario de tableta es de 8,2 minutos. Supongamos que la desviación típica es de un minuto. Tome una muestra de tamaño 70.

  1. ¿Cuáles son la media y la desviación típica de las sumas?
  2. Calcule el percentil 95 para la suma de la muestra. Interprete este valor en una oración completa.
  3. Calcule la probabilidad de que la suma de la muestra sea de al menos diez horas.

Inténtelo 7.7

El número de la media de minutos de participación en la aplicación por el uso de una mesa es de 8,2 minutos. Supongamos que la desviación típica es de un minuto. Tome una muestra de tamaño 70.

  1. ¿Cuál es la probabilidad de que la suma de la muestra esté entre siete y diez horas? ¿Qué significa esto en el contexto del problema?
  2. Calcule los percentiles 84 y 16 para la suma de la muestra. Interprete estos valores en su contexto.
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