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Estadística y probabilidad: comparar, experimentar e inferir

3.º de ESORuta de edumaterial

Qué vas a aprender

  • Comparar dos conjuntos usando medidas de localización y dispersión.
  • Asignar probabilidades teóricas cuando los resultados elementales son equiprobables.
  • Interpretar frecuencia relativa y formular conclusiones prudentes desde una muestra.

Antes de empezar

  • Calcular media y mediana.
  • Enumerar casos posibles.
  • Interpretar fracciones y porcentajes.

El centro no cuenta toda la historia

Media y mediana localizan el centro, pero dos grupos con el mismo centro pueden tener una variabilidad muy distinta. Comparar exige mirar también rango u otra medida de dispersión.

En un experimento, la frecuencia relativa observada se aproxima a una probabilidad con muchas repeticiones, pero sigue siendo un dato de la muestra. No demuestra por sí sola cómo es toda la población ni cambia la probabilidad teórica del mecanismo.

Regla de Laplace
Si los resultados elementales son equiprobables, P(A) = casos favorables/casos posibles. Antes de contar hay que justificar la equiprobabilidad; fichas de distinto tamaño o una ruleta desigual invalidan el cociente simple.

Comparar datos y azar

  1. Ordena los datos y calcula una medida de centro adecuada.
  2. Calcula al menos una medida de dispersión y compara ambos resultados juntos.
  3. En probabilidad, define experimento, espacio muestral y suposiciones de equiprobabilidad.
  4. Si usas una muestra, declara su tamaño y limita la conclusión a lo que los datos sostienen.

Misma media, distinta dispersión

A = {8, 9, 10, 11, 12} y B = {2, 6, 10, 14, 18}.

  1. Ambas sumas valen 50 y cada conjunto tiene cinco datos: media 10.
  2. Ambas medianas son 10.
  3. Rango de A: 12 − 8 = 4. Rango de B: 18 − 2 = 16.

Comparten centro, pero B está cuatro veces más disperso según el rango.

Teoría y experimento

  • Bolsa conocida

    Con seis fichas idénticas, tres azules, dos amarillas y una coral, P(azul) = 3/6 = 1/2.

  • Treinta extracciones con reposición

    Observar 18 azules da frecuencia relativa 18/30 = 0,6; es un resultado muestral, no una nueva probabilidad exacta.

Generalizar una muestra sin cautela

Concluir que el 60 % de todas las extracciones serán azules porque ocurrió 18 veces en 30 ensayos.

Informar que la muestra dio 0,6 y compararla con la probabilidad teórica 0,5, reconociendo variación aleatoria.

Una inferencia responsable distingue población, muestra, mecanismo y variabilidad.

  • Centro y dispersión se interpretan juntos.
  • La frecuencia relativa pertenece a una muestra de ensayos.
  • Laplace exige resultados elementales equiprobables.
  • Una conclusión sobre la población no puede ser más fuerte que los datos y el diseño de la muestra.

Observa antes de calcular

Dos tiras de datos: A contiene 8, 9, 10, 11 y 12; B contiene 2, 6, 10, 14 y 18. Junto a ellas hay una bolsa con seis fichas idénticas: tres azules, dos amarillas y una coral.
Los conjuntos comparten media 10 y difieren en rango; la bolsa permite aplicar Laplace porque las seis fichas son idénticas salvo por el color.

¿Qué relaciones del esquema se pueden verificar directamente y cuáles necesitarán un cálculo aparte?

Comprobar la predicción

El visual acredita sus datos rotulados; las actividades y el reto usan datos nuevos y deben resolverse sin trasladar una respuesta del dibujo.

Comprueba 1: resuelve y justifica

Relaciona cada caso con su representación o resultado.

Solución accesible sin interacción

Respuesta: 2,4,6,8 → Media 5; rango 6; 5,5,5,5 → Media 5; rango 0; 0,0,10,10 → Media 5; rango 10

La misma media no implica la misma dispersión.

Comprueba 2: resuelve y justifica

Una bolsa tiene 5 rojas, 3 azules y 2 verdes. Calcula P(no verde).

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: 8/10=0,8 — Hay diez fichas en total. Las cinco rojas y tres azules cumplen no ser verdes, así que cuento ocho casos favorables y divido entre diez: 0,8.

Hay ocho fichas no verdes de diez.

Comprueba 3: resuelve y justifica

En una muestra de 20, 14 prefieren A.

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: Se afirma que la probabilidad verdadera de toda la población es exactamente 0,7. → 0,7 describe la muestra y puede estimar, no fijar exactamente, la población.

Una muestra no elimina la incertidumbre sobre la población.

Reto integrador

Para 4,6,6,8,11 calcula media, mediana y rango. Interpreta 3 éxitos de 5 y compáralos con probabilidad teórica 0,5.

Solución accesible sin interacción
  • Entrega medidas, frecuencia y una conclusión prudente.

Respuesta: Media 7, mediana 6, rango 7; frecuencia 0,6; no reemplaza por sí sola la probabilidad 0,5.

La suma es 35; 35/5=7. Ordenados, el central es 6 y 11−4=7. La frecuencia es 3/5.

Compruébalo ahora

  1. Ver la ilustración

    Calcula los rangos de A y B y compara la dispersión.

    Ver solución explicada

    Respuesta: Rango A = 4; rango B = 16; B tiene cuatro veces el rango de A

    12 − 8 = 4 y 18 − 2 = 16. El cociente 16/4 es 4.

  2. Ver la ilustración

    ¿Cuál es la probabilidad de extraer una ficha que no sea azul?

    Ver solución explicada

    Respuesta: 1/2

    Hay tres fichas no azules de seis idénticas: 3/6 = 1/2.

  3. Ver la ilustración

    En 30 extracciones con reposición salen 18 azules. Calcula la frecuencia relativa y explica si reemplaza la probabilidad teórica.

    Ver solución explicada

    Respuesta: 0,6; no reemplaza la probabilidad teórica 0,5

    18/30 = 0,6 es el resultado de esa muestra. La bolsa conserva tres fichas azules de seis y P(azul) = 1/2.

Alineación curricular y fuentes

  • Matemáticas · cursos de primero a tercero de ESO · sentido estocástico: localización, dispersión, frecuencia relativa, Laplace e inferencia desde muestras; secuenciación editorial de 3.º · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO