IB Aplicaciones e Interpretación NM · Variable aleatoria continua y distribución normal · Cierre del tema

Ejercicios IB del tema 12

20 ejercicios con solución · Por Álvaro López

Ejercicios de exámenes del IB agrupados por tipo y, dentro de cada tipo, de menos a más difícil. Intenta cada uno antes de abrir la solución.

Nivel
Prueba
Soluciones

Probabilidades con la normal

Ejercicio 1 BásicoIB · P1 TZ2 Mayo 2015

Una fábrica fabrica barras de metal. Se supone que sus longitudes se distribuyen normalmente con una media de cm y una desviación típica de cm.

a) En el siguiente diagrama, dibuje la región que representa la probabilidad de que una barra de metal, elegido al azar, mida menos de cm de longitud.

Curva normal en forma de campana, simétrica, sobre un eje horizontal sin graduar que representa la longitud de la barra de metal

Se elige una barra de metal al azar.

b) (i) La probabilidad de que la longitud de la barra de metal sea menor de cm es igual a la probabilidad de que su longitud sea mayor que cm. Escribe el valor de .

(ii) Encuentre la probabilidad de que la longitud de la barra de metal sea mayor que uno desviación típica por encima de la media.

Ver resultado

Resultado: a) región sombreada a la izquierda de ; b) (i) cm; (ii)

Ver proceso y resultado

a) 1. Marcamos el valor cm en el eje, a la izquierda de la media ( cm). 2. Sombreamos el área bajo la curva a la izquierda de .

Curva normal en forma de campana con la cola izquierda sombreada en gris, a la izquierda del valor 175 cm marcado sobre el eje horizontal

b) (i) 3. está cm por debajo de la media. Por simetría de la curva, el valor que deja a su derecha la misma probabilidad es el simétrico respecto de la media, cm por encima:

(ii) 4. Una desviación típica por encima de la media es cm. Buscamos , que por el apartado anterior es igual a . 5. Con la calculadora (normal acumulada, , ): .

Resultado: a) región sombreada a la izquierda de ; b) (i) cm; (ii)

Ejercicio 2 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2018

La escuela Malthouse abre a las 08:00 cada mañana.

Los tiempos de llegada diarios de los 500 estudiantes de la escuela Malthouse siguen una distribución normal. El tiempo medio de llegada es 52 minutos después de la apertura de la escuela y la desviación típica son 5 minutos.

a) Encuentre la probabilidad de que un estudiante, elegido al azar

(i) llega al menos 60 minutos después de que abre la escuela;

(ii) llega entre 45 y 55 minutos después de la apertura de la escuela.

Una segunda escuela, Mulberry Park, también abre a las 08:00 cada mañana. Los tiempos de llegada de los estudiantes de esta escuela siguen exactamente la misma distribución que la escuela Malthouse.

b) Sabiendo que, en una mañana, 15 estudiantes llegan al menos 60 minutos después de la apertura de la escuela, estime el número de estudiantes en la escuela Mulberry Park.

Ver resultado

Resultado: a) (i) ; (ii) ; b) estudiantes

Ver proceso y resultado

Sea el tiempo de llegada (minutos tras la apertura): .

a) (i) 1. «Al menos minutos» es . Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y un valor muy grande (por ejemplo ):

(ii) 2. Con la calculadora, entre y :

b) 3. En Mulberry Park la distribución es la misma, así que la proporción de estudiantes que llegan al menos minutos tarde es . Si es el número de estudiantes de la escuela: 4. El número de estudiantes es entero: aproximadamente .

Resultado: a) (i) ; (ii) ; b) estudiantes

Ejercicio 3 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2014

La altura de los manzanos de un huerto sigue una distribución normal con una media de m y con una desviación típica de m.

a) Escriba la probabilidad de que un árbol elegido al azar tenga una altura mayor que m.

b) Escriba la probabilidad de que la altura de un árbol elegido al azar esté a menos de desviaciones típicas de la media de m.

c) Utilice la calculadora de pantalla gráfica para calcular la probabilidad de que un árbol elegido al azar tenga una altura mayor que m.

d) La probabilidad de que un árbol dado mida menos de metros es igual a .

Halle el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) m

Ver proceso y resultado

Sea la altura, en metros.

a) 1. La media es el centro de simetría de la curva, así que la mitad del área queda por encima de ella:

b) 2. Estar a menos de desviaciones típicas de la media es , es decir, . 3. Con la calculadora (normal acumulada): (en concordancia con la regla del ).

c) 4. Con la calculadora (normal acumulada con límite inferior y sin límite superior): .

d) 5. . Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y :

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) m

Ejercicio 4 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2014

La temperatura diaria de enero de Cairns se distribuye normalmente con una media de y una desviación típica de .

a) Calcule la probabilidad de que la temperatura en un día elegido al azar en enero sea menor de .

b) Calcule el número esperado de días en enero en los que la temperatura será más de .

En un día de enero elegido al azar, la probabilidad de que la temperatura esté por encima de es de .

c) Encuentre el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) días; c)

Ver proceso y resultado

Sea la temperatura diaria, en .

a) 1. Con la calculadora (normal acumulada): .

b) 2. La probabilidad de que un día supere es el complementario: 3. Enero tiene días, así que el número esperado de días es

c) 4. equivale a . 5. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y :

Resultado: a) ; b) días; c)

Valores dados por una probabilidad (cálculo inverso)

Ejercicio 5 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2019

La carrera solidaria Malthouse se celebró sobre una distancia de 5 kilómetros.

Se registró el tiempo que tardó cada corredor en acabar la carrera y se comprobó que los datos seguían una distribución normal con media 28 minutos y desviación típica 5 minutos.

Se elige al azar a uno de los corredores que completaron la carrera.

a) Escriba la probabilidad de que este corredor tardara más de 28 minutos en completar la carrera.

b) Calcule la probabilidad de que este corredor tardara menos de 26 minutos en completar la carrera.

Se sabe que el 20 % de los corredores tardaron más de 28 minutos y menos de minutos en completar la carrera.

c) Halle el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) minutos

Ver proceso y resultado

Sea el tiempo (en minutos) en completar la carrera: .

a) 1. La distribución normal es simétrica respecto de su media, que es . Por tanto la mitad de los corredores tarda más de minutos:

b) 2. Con la calculadora, distribución normal acumulada con media , desviación típica , límite inferior muy pequeño (por ejemplo ) y límite superior :

c) 3. Sabemos que . Como , resulta 4. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

Resultado: a) ; b) ; c) minutos

Ejercicio 6 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2018

En un examen de acceso a la universidad, las notas que sacaron un grupo de estudiantes siguen una distribución normal de media 300 y desviación típica 100.

En este examen, el 10 % de los estudiantes sacaron una nota mayor que .

a) Halle el valor de .

La Universidad Marron admite únicamente a aquellos estudiantes que, en este examen, sacan una nota de al menos 450.

b) Halle la probabilidad de que un estudiante elegido al azar sea admitido en la Universidad Marron.

c) Sabiendo que Naomi estudia en la Universidad Marron, halle la probabilidad de que en este examen haya sacado una nota de al menos 500.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

Sea la nota: .

a) 1. El saca más de : , es decir, . 2. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

b) 3. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y un valor muy grande:

c) 4. Si Naomi estudia en la Universidad Marron, su nota fue de al menos . Se pide una probabilidad condicionada: porque implica . 5. Con la calculadora, y (sin redondear):

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 7 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2017

La masa de un determinado tipo de mazorca de maíz chilena sigue una distribución normal de media 400 gramos y con una desviación típica igual a 50 gramos.

a) Escriba la probabilidad de que la masa de una de estas mazorcas de maíz sea mayor que 400 gramos.

Cada una de estas mazorcas de maíz es considerada «de calidad superior» si su masa es mayor que gramos. El 25 % de estas mazorcas de maíz son consideradas «de calidad superior».

b) Halle el valor de .

c) Estime el rango intercuartílico de esta distribución.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) g; c) g

Ver proceso y resultado

Sea la masa (g): .

a) 1. La media es y la normal es simétrica respecto de ella:

b) 2. El supera : , es decir, . 3. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

c) 4. El tercer cuartil es el valor que deja a la izquierda el de los datos: g. 5. Por simetría, el primer cuartil es g (también sale con la inversa de la normal con área ). 6. Rango intercuartílico:

Resultado: a) ; b) g; c) g

Ejercicio 8 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2017

Para obtener un puesto de trabajo, los candidatos debían hacer un examen de matemáticas.

El tiempo que tardaron en hacer el examen sigue una distribución normal de media 53 minutos y una desviación típica igual a 16,3. Se escoge al azar a uno de los candidatos.

a) Halle la probabilidad de que este candidato haya tardado al menos 40 minutos en hacer el examen.

El 11 % de los candidatos tardaron más de minutos en hacer el examen.

b) Halle el valor de .

Para este puesto de trabajo se presentaron 400 candidatos.

c) Estime cuántos candidatos tardaron menos de 25 minutos en hacer el examen.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) minutos; c) candidatos

Ver proceso y resultado

Sea el tiempo (minutos): .

a) 1. «Al menos minutos» es . Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y un valor muy grande:

b) 2. El tardó más de : , es decir, . 3. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

c) 4. Con la calculadora, . 5. Número esperado de entre candidatos:

Resultado: a) ; b) minutos; c) candidatos

Ejercicio 9 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2015

El peso, , de los sacos de arroz sigue una distribución normal con una media de 1000 g y una desviación típica 4 g.

a) Calcule la probabilidad de que una bolsa de arroz elegida al azar pese entre 990 g y 1004 g.

El 95 % de los sacos de arroz pesan menos de gramos.

b) Encuentre el valor de .

Para una bolsa de arroz elegida al azar, .

c) Encuentre el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) g ( g con 3 cifras significativas); c) g

Ver proceso y resultado

Sea el peso de un saco (g): .

a) 1. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y :

b) 2. El pesa menos de : . 3. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

c) 4. es el intervalo simétrico alrededor de la media que deja una cola de a cada lado. Por tanto . 5. Es el mismo valor que en el apartado b): , de donde

Resultado: a) ; b) g ( g con 3 cifras significativas); c) g

Ejercicio 10 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2016

La vida útil, , de las bombillas fabricadas por una empresa sigue una distribución normal. se mide en horas. La curva de distribución normal de se muestra a continuación.

Curva normal en forma de campana sobre una cuadrícula, con el eje horizontal «Horas» graduado en 4600, 5200, 5800, 6400 y 7000; el máximo de la curva está sobre 5800

a) Escriba la vida media de las bombillas.

La desviación típica de la vida útil de las bombillas es horas.

b) Encuentre la probabilidad de que , para una bombilla elegida al azar.

La empresa afirma que el de las bombillas tienen una vida útil de al menos horas.

c) Encuentre el valor de . Dé su respuesta correcta a la centena más cercana.

Ver resultado

Resultado: a) horas; b) ; c) horas

Ver proceso y resultado

a) 1. La curva normal es simétrica respecto de su máximo, y el máximo está sobre . 2. En una distribución normal, la media coincide con el valor central de la curva: la vida media es horas.

b) 3. Tenemos . 4. Con la calculadora, distribución normal acumulada con límite inferior , límite superior , y :

c) 5. Buscamos tal que , es decir, . 6. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y : 7. A la centena más cercana, horas.

Resultado: a) horas; b) ; c) horas

Hallar la media o la desviación típica

Ejercicio 11 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2019

Considere las siguientes gráficas de distribuciones normales.

Cuatro gráficas de curvas normales: A muy ancha y baja centrada en 0; B centrada en 2 con máximo cercano a 0,57; C centrada en −2 con máximo cercano a 0,57; D estrecha y alta centrada en 0 con máximo cercano a 0,89

a) En la siguiente tabla, escriba la letra del gráfico correspondiente.

Media y desviación típica Gráfica
Media ; desviación típica
Media ; desviación típica

En un aeropuerto se midió el peso de las maletas (en kg). Los pesos son distribuidos normalmente con una media de 20 kg y una desviación típica de 3,5 kg.

b) Encuentre la probabilidad de que una maleta pese menos de 15 kg.

Cualquier maleta que pese más de kg se identifica como exceso de equipaje.

El 19,6 % de las maletas de este aeropuerto están identificadas como exceso de equipaje.

c) Encuentre el valor de .

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Resultado: a) C y D (por ese orden); b) ; c) kg

Ver proceso y resultado

a) 1. El centro de la campana indica la media, y su altura máxima indica la desviación típica: cuanto menor es , más alta y estrecha es la curva (el máximo es aproximadamente ). 2. Media : la curva está centrada en , es decir, la gráfica C. Comprobación: , la altura que se ve en C. 3. Media y : curva centrada en y alta, con máximo : gráfica D.

Media y desviación típica Gráfica
Media ; desviación típica C
Media ; desviación típica D

Sea el peso de una maleta (kg): .

b) 4. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , hasta :

c) 5. Exceso de equipaje: , es decir, . 6. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

Resultado: a) C y D (por ese orden); b) ; c) kg

Problemas de contexto con varias partes

Ejercicio 12 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2019

El precio (en euros) al que se vende un kilogramo de tomates en los diversos mercados de una ciudad dada sigue una distribución normal, de media 3,22 y desviación típica igual a 0,84.

a) (i) En la siguiente figura, sombree la región que representa la probabilidad de que el precio de un kilogramo de tomates, elegido al azar, sea mayor que 3,22 euros.

Curva de campana normal simétrica sobre una línea base, con el máximo en el centro

(ii) Halle el precio que está dos desviaciones típicas por encima de la media del precio.

b) Halle la probabilidad de que el precio de un kilogramo de tomates, elegido al azar, esté comprendido entre 2,00 euros y 3,00 euros.

Para fomentar que se pongan unos precios razonables, la ciudad ofrece licencias de venta gratuitas a aquellos vendedores cuyo precio de venta de un kilogramo de tomates esté dentro del 20 % más bajo.

c) Halle el precio más alto que puede poner un vendedor si quiere tener una licencia gratuita.

Ver resultado

Resultado: a) (i) región a la derecha de sombreada; (ii) ; b) ; c) euros el kg

Ver proceso y resultado

Sea el precio (en euros) de un kilogramo de tomates: .

a) (i) 1. La probabilidad corresponde a la región bajo la curva situada a la derecha de la media, (el centro de la campana). Se sombrea esa mitad derecha, desde la línea vertical trazada en hasta el final de la cola derecha.

Curva normal con el valor 3,22 en el centro del eje horizontal; la región a la derecha de 3,22, la mitad derecha bajo la curva, está sombreada

(ii) 2. Dos desviaciones típicas por encima de la media:

b) 3. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y :

c) 4. Los vendedores con licencia son el de precios más bajos, así que buscamos tal que . 5. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

Resultado: a) (i) región a la derecha de sombreada; (ii) ; b) ; c) euros el kg

Ejercicio 13 DifícilIB · P2 TZ1 Mayo 2017

La siguiente tabla muestra la distribución de las calificaciones de las pruebas para 50 alumnos del IB en la escuela Greendale.

Prueba de grado 1 2 3 4 5 6 7
Frecuencia 1 3 7 13 11 10 5

a) Calcule

(i) la nota media de la prueba de los estudiantes;

(ii) la desviación típica.

b) Encuentre la calificación mediana de la prueba de los estudiantes.

c) Encuentre el rango intercuartílico.

Se elige un estudiante al azar entre estos 50 estudiantes.

d) Calcule la probabilidad de que este estudiante obtenga una calificación de 5 o más.

Se elige un segundo estudiante al azar entre estos 50 estudiantes.

e) Sabiendo que el primer estudiante elegido al azar obtuvo una calificación de 5 o superior, calcule la probabilidad de que ambos estudiantes obtuvieran un grado 6.

La cantidad de minutos que los 50 estudiantes pasaron preparándose para la prueba sigue una distribución normal con una media de 105 minutos y una desviación típica de 20 minutos.

f) (i) Calcule la probabilidad de que un estudiante elegido al azar use al menos 90 minutos preparándose para la prueba.

(ii) Calcule el número esperado de estudiantes que pasaron al menos 90 minutos preparándose para la prueba.

Ver resultado

Resultado: a) (i) ; (ii) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f) (i) ; (ii) estudiantes

Ver proceso y resultado

a) 1. Con la calculadora, introducimos las calificaciones como valores y las frecuencias como lista de frecuencias, y pedimos las estadísticas de una variable ().

(i) 2. Media: .

(ii) 3. Desviación típica poblacional (la que da la calculadora como ): .

b) 4. Frecuencias acumuladas: . Con datos, la mediana está entre el dato .º y el .º. Ambos están en la calificación (el acumulado pasa de a ), luego la mediana es .

c) 5. Primer cuartil: posición ; el acumulado supera en la calificación (acumulado ), así que . 6. Tercer cuartil: posición ; el acumulado supera en la calificación (acumulado ), así que . 7. Rango intercuartílico: .

d) 8. Calificaciones de o más: alumnos.

e) 9. Se elige un segundo estudiante entre los mismos , sin devolver el primero (son dos estudiantes distintos). Dado que el primero tiene o más, hay casos posibles para él, y el primero tiene un en de esos casos. 10. Probabilidad de que el primero tenga un sabiendo que tiene o más: . 11. Entonces quedan estudiantes, de los cuales tienen un :

f) Sea el tiempo de preparación (minutos): .

(i) 12. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , entre y un valor muy grande:

(ii) 13. Número esperado entre estudiantes:

Resultado: a) (i) ; (ii) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f) (i) ; (ii) estudiantes

Ejercicio 14 DifícilIB · P2 TZ2 Mayo 2018

El peso, , de los jugadores de baloncesto que participan en un torneo sigue una distribución normal de media 65 kg y una desviación típica de 5 kg.

a) (i) Halle la probabilidad de que un jugador de baloncesto participante pese menos de 61 kg.

A una sesión de entrenamiento acuden 40 jugadores de baloncesto.

(ii) Halle el número esperado de jugadores que hay en esta sesión de entrenamiento con un peso inferior a 61 kg.

b) La probabilidad de que un jugador de baloncesto tenga un peso que esté a menos de 1,5 desviaciones típicas de la media es igual a .

(i) Dibuje aproximadamente la curva de una distribución normal para representar esta probabilidad.

(ii) Halle el valor de .

c) Sabiendo que , halle el valor de .

Una entrenadora de baloncesto estuvo observando a 60 de sus jugadores para determinar si su rendimiento y su peso eran variables independientes la una de la otra.

Fue anotando sus observaciones, tal y como se muestra en la siguiente tabla.

Rendimiento
Satisfactorio Excelente
Peso Por debajo de la media 6 10
Promedio 7 15
Por encima de la media 12 10

Ella decide realizar una prueba de independencia de a un nivel de significación del 5 %.

d) Para esta prueba,

(i) indique la hipótesis nula;

(ii) halle el valor del parámetro .

e) Indique la conclusión de esta prueba. Justifique su respuesta.

Ver resultado

Resultado: a) (i) ; (ii) jugadores; b) (i) región entre y sombreada; (ii) ; c) kg; d) (i) : el rendimiento es independiente del peso; (ii) ; e) no se rechaza porque (no hay evidencia de dependencia entre rendimiento y peso)

Ver proceso y resultado

Sea el peso (kg): .

a) (i) 1. Con la calculadora, normal acumulada con media , desviación típica , hasta :

(ii) 2. Número esperado entre jugadores:

b) (i) 3. «A menos de desviaciones típicas de la media» significa entre y . Se dibuja una campana, se marcan esos dos valores simétricos respecto del centro y se sombrea la región entre ambos.

Curva normal con la región sombreada entre los valores 57,5 y 72,5, simétricos respecto del centro; las dos colas exteriores quedan sin sombrear

(ii) 4. Con la calculadora, normal acumulada entre y (media , desviación típica ):

c) 5. equivale a . 6. Con la calculadora, inversa de la normal con área a la izquierda , media y desviación típica :

d) (i) 7. Hipótesis nula: : el rendimiento es independiente del peso (y la alternativa : no son independientes).

(ii) 8. Con la calculadora, prueba de independencia sobre la matriz observada (tabla , así que los grados de libertad son ). La calculadora da y el valor : Las frecuencias esperadas son todas mayores que (la menor es ), por lo que la prueba es válida.

e) 9. Comparamos el valor con el nivel de significación: , por tanto no se rechaza . 10. Conclusión en el contexto: no hay evidencia suficiente, al nivel del , para afirmar que el rendimiento de los jugadores dependa de su peso; los datos son compatibles con que ambas variables sean independientes.

Resultado: a) (i) ; (ii) jugadores; b) (i) región entre y sombreada; (ii) ; c) kg; d) (i) : el rendimiento es independiente del peso; (ii) ; e) no se rechaza porque (no hay evidencia de dependencia entre rendimiento y peso)

Ejercicio 15 DifícilIB · P2 TZ2 Mayo 2016

Una cámara de control de velocidad situada en la calle Peterson Road va registrando la velocidad de todos los vehículos que pasan por ahí. Se observa que estas velocidades siguen una distribución normal de media y desviación típica igual a .

a) Dibuje aproximadamente un diagrama de esta distribución normal y sombree la región que represente la probabilidad de que la velocidad de un vehículo que pasa por esa calle esté comprendida entre y .

Se escoge al azar uno de los vehículos que pasan por Peterson Road.

b) Halle la probabilidad de que la velocidad de este vehículo

(i) sea mayor que ;

(ii) sea menor que ;

(iii) esté comprendida entre y .

Se observa que el de los vehículos sobrepasan el límite de velocidad, que es de .

c) Halle el valor de , redondeando al número entero más próximo.

En Peterson Road ponen una multa de dólares estadounidenses (USD) por sobrepasar el límite de velocidad. En un día concreto, el importe total de las multas que se han puesto ese día ha sido de USD .

d) (i) Calcule el número de multas que se han puesto ese día.

(ii) Estime el número total de vehículos que pasaron ese día por delante de la cámara de control de velocidad que hay en Peterson Road.

Ver resultado

Resultado: a) diagrama con la región entre y sombreada; b) (i) ; (ii) ; (iii) ; c) ; d) (i) multas; (ii) vehículos

Ver proceso y resultado

a) 1. Dibujamos una campana simétrica centrada en la media , con marcas en , y . 2. Sombreamos la región bajo la curva entre y .

Curva normal en forma de campana con el máximo en 67; el área bajo la curva entre 60 y 70 está sombreada en gris

b) Sea la velocidad, con . Usamos la calculadora (normal acumulada).

(i) 3. .

(ii) 4. .

(iii) 5. .

c) 6. El supera el límite: , es decir, . 7. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y : 8. Redondeando al entero más próximo, .

d) (i) 9. Cada multa son USD, así que el número de multas es

(ii) 10. Esas multas corresponden al de los vehículos. Si es el total de vehículos:

Resultado: a) diagrama con la región entre y sombreada; b) (i) ; (ii) ; (iii) ; c) ; d) (i) multas; (ii) vehículos

Ejercicio 16 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2016

Un fabricante produce al día cajas de cereales para el desayuno.

Los pesos de estas cajas sigue una distribución normal de media gramos y una desviación típica igual a gramos.

a) Dibuje con precisión un diagrama que represente esta información.

Todas las cajas de cereales que tienen un peso comprendido entre gramos y gramos se venden. El ingreso del fabricante por cada caja de cereales que se vende es .

b) (i) Halle la probabilidad de que una caja de cereales, elegida al azar, se venda.

(ii) Calcule el ingreso diario esperado que recibirá el fabricante por estas ventas.

El fabricante recicla todas las cajas de cereales que tienen un peso que no está entre gramos y gramos. El costo del reciclaje para el fabricante es de por caja.

c) Calcule el costo diario esperado del reciclaje para el fabricante.

Otro fabricante distinto produce cajas de cereales cuyo peso sigue una distribución normal de media gramos y una desviación típica igual a gramos. Este fabricante vende todas las cajas de cereales cuyo peso está por encima de un peso mínimo, .

Vende el de todas las cajas de cereales que producen.

d) Calcule el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) diagrama; b) (i) ; (ii) ; c) ; d) g

Ver proceso y resultado

a) 1. Dibujamos una campana simétrica con el máximo en la media, g. 2. Como , marcamos y (a una desviación típica de la media) y, más allá, y .

Curva normal en forma de campana con el máximo en 502, con marcas en 498, 500, 502, 504 y 506 sobre el eje horizontal

b) Sea el peso de una caja.

(i) 3. Se vende si . Con la calculadora (normal acumulada):

(ii) 4. Cada día se producen cajas, así que se espera vender cajas, a cada una:

c) 5. Se reciclan las cajas que no se venden, con probabilidad 6. Número esperado de cajas recicladas al día: . 7. Coste del reciclaje:

d) 8. Sea . Se vende el por encima de : , o sea . 9. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y :

Resultado: a) diagrama; b) (i) ; (ii) ; c) ; d) g

Ejercicio 17 DifícilIB · P2 TZ2 Mayo 2015

Daniel cultiva manzanas y elige al azar una muestra de manzanas de su cosecha. Mide los diámetros de las manzanas al cm más cercano. La siguiente tabla muestra la distribución de los diámetros.

Diámetro (al cm más cercano) 5 6 7 8 9
Frecuencia 15 27 33 17 8

a) Usando su calculadora de pantalla gráfica, escriba el valor de

(i) la media de los diámetros de esta muestra;

(ii) la desviación típica de los diámetros en esta muestra.

Daniel asume que los diámetros de todas las manzanas de su cosecha se distribuyen normalmente con una media de cm y una desviación típica de cm.

Clasifica las manzanas según sus diámetros como se muestra en la siguiente tabla.

Clasificación Diámetro (cm)
Pequeña Diámetro
Mediana Diámetro
Grande Diámetro

b) Calcule el porcentaje de manzanas pequeñas en la cosecha de Daniel.

De las manzanas cosechadas, el son manzanas grandes.

c) Encuentre el valor de .

d) Encuentre el porcentaje de manzanas medianas.

Este año, Daniel estima que cultivará manzanas.

e) Estime la cantidad de manzanas grandes que Daniel cultivará este año.

Ver resultado

Resultado: a) (i) cm; (ii) cm; b) ; c) cm; d) ; e) manzanas grandes

Ver proceso y resultado

a) 1. Con la calculadora de pantalla gráfica introducimos los diámetros como datos y las frecuencias como lista de frecuencias, y obtenemos las estadísticas de una variable ().

(i) 2. Media: cm.

(ii) 3. Desviación típica (poblacional, ): cm.

b) 4. Sea . Una manzana es pequeña si . 5. Con la calculadora: , es decir, el son pequeñas.

c) 6. El son grandes: , es decir, . 7. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y :

d) 8. Las medianas son las que no son pequeñas ni grandes: 9. El porcentaje de manzanas medianas es (con los valores sin redondear: , que a 3 cifras significativas es ).

e) 10. El de manzanas son grandes:

Resultado: a) (i) cm; (ii) cm; b) ; c) cm; d) ; e) manzanas grandes

Ejercicio 18 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2015

El peso de las ovejas de una granja sigue una distribución normal de media kg y desviación típica igual a kg.

a) Dibuje aproximadamente un diagrama que represente la distribución de los pesos de estas ovejas. En ese diagrama rotule la media y rotule una desviación típica por encima y por debajo de la media.

b) (i) Una oveja tiene un peso de kg.

Escriba el número de desviaciones típicas que está este peso por debajo de la media.

(ii) Halle la probabilidad de que una oveja, elegida al azar, pese más de kg.

c) (i) Halle la probabilidad de que una oveja, elegida al azar, pese entre kg y kg.

(ii) El granjero pesa a de sus ovejas. Halle el número de ovejas que él espera que pesen entre kg y kg.

d) Sabiendo que el de las ovejas pesan menos de kg, halle el valor de .

Se escoge una oveja al azar.

Su peso cae dentro de la región sombreada central de la siguiente figura.

Curva normal con dos valores a y b a ambos lados del centro; la región central entre a y b está sombreada y cada una de las dos colas exteriores representa el 30 %

e) Halle el valor de y el de .

Ver resultado

Resultado: a) diagrama con , y ; b) (i) desviaciones típicas; (ii) ; c) (i) ; (ii) ovejas; d) kg; e) ,

Ver proceso y resultado

Sea el peso, en kg.

a) 1. Dibujamos una campana simétrica centrada en . 2. Una desviación típica por debajo de la media es y por encima ; rotulamos , y .

Curva normal en forma de campana, simétrica respecto de la media de 110 kg; sobre el eje horizontal se marcan 102 kg y 118 kg, a la misma distancia de la media

b) (i) 3. La diferencia con la media es kg, y como kg:

(ii) 4. Con la calculadora (normal acumulada): .

c) (i) 5. Con la calculadora: .

(ii) 6. Número esperado de ovejas entre y kg: ovejas.

d) 7. . Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , , :

e) 8. Las dos colas tienen un cada una, de modo que la región central tiene un . 9. Para : . Normal inversa con área : . 10. Para : (el área a su derecha es ). Normal inversa con área : .

Resultado: a) diagrama con , y ; b) (i) desviaciones típicas; (ii) ; c) (i) ; (ii) ovejas; d) kg; e) ,

Ejercicio 19 DifícilIB · P2 TZ1 Mayo 2014

Un grupo de candidatos se disponen a un examen de Química y a un examen de Física.

Las puntuaciones de los candidatos en el examen de Química se distribuyen normalmente con una media de y una desviación típica de .

a) Dibuje un diagrama que muestre esta información.

b) Anote la probabilidad de que un candidato elegido al azar que se presentó en el examen de Química haya puntuado como máximo puntos.

Hee Jin obtuvo puntos en el examen de Química.

c) Encontrar la probabilidad de que un candidato elegido al azar que se presentó en el examen de Química obtuviese más que Hee Jin.

Las puntuaciones de los candidatos en el examen de Física se distribuyen normalmente con una media de y una desviación típica de .

Hee Jin también obtuvo puntos en el examen de Física.

d) Calcule la probabilidad de que un candidato elegido al azar que se presentó en el examen de Física obtuviese menos que Hee Jin.

e) Determinar si la puntuación de Física de Hee Jin, en comparación con los otros candidatos, es mejor que su puntuación en Química. Dé una razón para su respuesta.

Para obtener un «grado A», un candidato debe estar en el superior de los candidatos que se presentan al examen de física.

f) Encuentre la puntuación mínima posible para obtener un «grado A». Dé su respuesta correcta al entero más cercano.

Ver resultado

Resultado: a) diagrama; b) ; c) ; d) ; e) mejor la de Física (supera a más candidatos); f)

Ver proceso y resultado

Sea la puntuación en Química.

a) 1. Dibujamos una campana simétrica centrada en (máximo sobre ), indicando la desviación típica como la distancia horizontal desde el eje de simetría a la curva.

Curva normal simétrica respecto del eje vertical, que pasa por el valor 60; a media altura de la curva, a la derecha del eje, una flecha horizontal de 12 unidades llega desde el eje hasta la curva

b) 2. Como es la media y la curva es simétrica, .

c) 3. Con la calculadora (normal acumulada con límite inferior ): .

d) 4. Sea la puntuación en Física. Con la calculadora: .

e) 5. En Química, Hee Jin supera al de los candidatos (). En Física supera al (). 6. Como , su puntuación en Física es mejor en comparación con los demás candidatos, porque supera a una proporción mayor de ellos.

f) 7. Estar en el superior significa , o sea . 8. Con la calculadora, normal inversa con área a la izquierda , y : 9. Como la puntuación mínima ha de ser entera y debe quedar dentro del superior, el valor redondeado al entero más cercano es .

Resultado: a) diagrama; b) ; c) ; d) ; e) mejor la de Física (supera a más candidatos); f)

Otros problemas

Ejercicio 20 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2013

Un virus informático se propaga según el siguiente modelo exponencial donde es el número de computadores infectados, y es el tiempo, en horas, transcurrido desde la infección inicial.

a) Calcule el número de computadores infectados que habrá al cabo de horas.

b) Calcule el tiempo que ha de transcurrir para que el número de computadores infectados sea mayor que .

Dé la respuesta redondeando al número entero de horas más próximo.

Ver resultado

Resultado: a) computadores; b) horas

Ver proceso y resultado

a) 1. Sustituimos en el modelo: 2. Habrá unos computadores infectados.

b) 3. Planteamos , y despejamos: 4. Tomando logaritmos (o resolviendo la ecuación con la calculadora): 5. Redondeando al número entero de horas más próximo, horas.

Resultado: a) computadores; b) horas

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