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Complementos a los aprendizajes Campo formativo: Saberes y Pensamiento Científico Nombre del proyecto: La belleza de la ciencia Pregunta generadora: ¿Cómo incidir en la solución de los problemas de los ecosistemas mediante la producción sustentable, la transformación de la conciencia social y el aprovechamiento de las actividades humanas? Nombre del alumno (a): ____________________________ Pág. 1 Indice Matemáticas Primer grado .............................................................................................................................. 3 Práctica 1. Comparación de eventos de probabilidad .......................................................... 3 Práctica 2. Procedimientos de conteo en la probabilidad ................................................ 6 Práctica 3. Tablas de frecuencia, gráficas de barra y circulares ........................... 9 Segundo grado ....................................................................................................................... 14 Práctica 1. Probabilidad clásica y frecuencia .............................................................................. 14 Práctica 2. Probabilidad y equivalencia en decimales, fracciones y porcentajes ........................................................................................................................................................................ 16 Práctica 3. Histogramas, gráficas poligonales y de línea ............................................... 21 Tercer grado ........................................................................................................................... 27 Práctica 1. Eventos independientes, dependientes y probabilidad de ocurrencia ......................................................................................................................................................................... 27 Práctica 2. Eventos mutuamente excluyentes ............................................................................ 31 Práctica 3. Interpretación de gráficas .............................................................................................. 34 Pág. 2 Azar e incertidumbre en la ocurrencia de eventos cotidianos. Primero Segundo Tercero Compara dos o más eventos a partir de sus resultados posibles, usa relaciones como: “es más probable que...”, “es menos probable que...”. Realiza experimentos aleatorios y registra los resultados en una tabla de frecuencia como un acercamiento de la probabilidad frecuencial a la clásica. Identifica eventos independientes y dependientes y calcula su probabilidad de ocurrencia. Identifica eventos en los que interviene el azar, experimenta y registra los posibles resultados Analiza las características de la medición de probabilidad y su equivalencia y representación en números decimales, fraccionarios y porcentajes. Calcula la probabilidad de ocurrencia de dos eventos mutuamente excluyentes y de eventos complementarios (regla de la suma). Identifica diversos procedimientos de conteo y los usa para resolver problemas. Calcula la probabilidad de ocurrencia de dos eventos independientes (regla del producto Obtención y representación de información. Primero Segundo Tercero Usa tablas, gráficas de barras y circulares para el análisis de información. Recolecta, registra, lee y comunica información mediante histogramas, gráficas poligonales y de línea. Lee, interpreta y comunica información de cualquier tipo de gráficas. Pág. 3 Matemáticas Primer grado Para complementar los contenidos de la disciplina de matemáticas es necesario reforzarlos con las siguientes actividades. Fase 2. Indagación Práctica 1. Comparación de eventos de probabilidad El azar está presente en la vida cotidiana en muchas situaciones en las que aparecen la incertidumbre, el riesgo y la probabilidad, por ejemplo, el pronóstico del tiempo, un diagnóstico médico, el estudio de la posibilidad de tomar un seguro de vida o efectuar una inversión, la evaluación de un estudiante, etc. Cualquier persona se ve obligada a reaccionar para tomar decisiones que le pueden afectar, emitir juicios sobre la relación entre sucesos o hacer predicciones. En Matemáticas, la probabilidad se expresa como un número entre cero y uno (como decimal o como fracción), donde un suceso imposible tendrá probabilidad cero y un suceso seguro tendrá probabilidad uno. También se suele expresar como porcentajes entre cero y cien. Algunos ejemplos son: la probabilidad de que caiga águila al lanzar una moneda es 1 de 2 posibilidades, es decir, ½ = 0.5 = 50%; la probabilidad de que caiga el 5 al lanzar un dado es 1 de 6 posibilidades, es decir, 1/6 = 0.1666 = 16.666%. Uno de los ejercicios de azar más comunes es comparar dos elementos para determinar las diferencias entre ellos y decidir cuál es el mejor o peor de los dos (en función del objetivo que se desea comprobar o demostrar). Léanse las siguientes comparaciones para determinar dónde hay más probabilidad: 1. Norma y Marco inventaron un juego de azar. Hicieron tableros cuadriculados y los sombrearon de blanco y negro. Por turnos avientan una piedrita sobre el tablero, si cae en un cuadro blanco gana Norma y si cae en un cuadro negro gana Marco. ¿En cuál de los siguientes tableros el juego resulta injusto para Norma, porque tiene menos probabilidad de ganar que Marco? Pág. 4 a) b) c) d) Pág. 5 2. En un juego se lanzan tres monedas. Si todas las caras caen iguales gana Juan, si no es así, gana Pepe. ¿Quién tiene más probabilidades de ganar? a) Juan b) Pepe c) Tienen la misma probabilidad d) Faltan datos 3. Al lanzar dos dados gana el que haga más puntos. Tiene más probabilidades de ganar el que tire: a) 4 puntos b) 6 puntos c) 10 puntos d) 12 puntos 4. Un jugador lanza dos dados y hace ocho puntos, para ganarle el segundo jugador debe hacer más puntos. ¿Quién tiene más probabilidades de ganar? a) El primer jugador b) El segundo jugador c) No se puede saber d) Tienen la misma probabilidad 5. Si Miguel lanza una moneda y cae águila entonces le gana a Antonio, a menos que Antonio lance un dado y caiga un número mayor que 4 ¿Quién tiene más probabilidad de ganar? a) Miguel b) Antonio c) Los dos d) Faltan datos Pág. 6 Práctica 2. Procedimientos de conteo en la probabilidad Las técnicas de conteo son estrategias matemáticas usadas en probabilidad y estadística que permiten determinar el número total de resultados que puede haber a partir de hacer combinaciones dentro de un conjunto o conjuntos de objetos. Este tipo de técnicas se utilizan cuando es prácticamente imposible o demasiado pesado hacer de forma manual combinaciones de diferentes elementos y saber cuántas de ellas son posibles. Principio de multiplicación Si un evento E puede ocurrir de m formas, e independiente de este evento un evento F puede ocurrir de n formas, entonces los eventos juntos pueden ocurrir un total de m x n formas. Un ejemplo sencillo sería el menú en un restaurante. Supongamos que un restaurante ofrece 4 entradas, 5 platos principales y 2 postres. ¿De cuántas formas un cliente puede ordenar una comida? Si se aplica el principio de multiplicación, por lo tanto hay 4 x 5 x 2 formas diferentes de ordenar una comida, es decir, 40 formas. Principio aditivo Este principio es muy simple, y consiste en que, en el caso de existir varias alternativasde realizar una misma actividad, las formas posibles consisten en la suma de las distintas formas posibles de realizar todas las alternativas. Dicho de otra forma, si queremos realizar una actividad con tres alternativas, donde la primera alternativa puede realizarse de M formas, la segunda de N formas y la última de W formas, la actividad puede realizarse de: M + N +………+ W formas. Un ejemplo sencillo de aplicación de este principio es: Si me quiero comprar un automóvil, puedo elegir entre distintas marcas y modelos. La marca A tiene 2 modelos y 3 colores, la marca B tiene 4 modelos y 5 colores disponibles. ¿De cuántas maneras posibles puedo elegir un automóvil? La respuesta a esta pregunta es de 26 maneras diferentes (2 x 3 + 4 x 5 = 6 + 20 = 26) La marca A tiene 2 modelos y 3 colores por modelo (2 x 3 = 6 vehículos de la marca A) La marca B tiene 4 modelos y 5 colores por modelo (4 x 5 = 20 vehículos de la marca B) 6 + 20 = 26 vehículos para elegir. Pág. 7 Permutaciones Una permutación es cuando utilizamos todos los elementos del conjunto y los ordenamos de distintas formas. Sería un arreglo de elementos en los cuales sí nos interesa la posición que ocupa cada uno de ellos. Un ejemplo es el siguiente: una familia tiene 3 niños y 2 niñas. ¿De cuántas formas pueden sentarse en una fila? La respuesta es 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120 formas distintas de sentarse. Combinaciones Las combinaciones son los arreglos en donde no nos importa la posición de los elementos. Un ejemplo es el siguiente: Un chef va a preparar una ensalada de verduras con tomate, zanahoria, papa y brócoli. ¿De cuántas formas se puede preparar la ensalada usando solo 2 ingredientes? En este caso, no importa el orden en que se tomen los ingredientes para la ensalada, pues da igual si es una ensalada de tomate con zanahoria, que una ensalada de zanahoria con tomate, ya que al final, el chef mezclará los dos ingredientes. Un arreglo podría ser zanahoria y tomate, otro arreglo podría ser tomate y papa, otro arreglo podría ser papa y brócoli. El problema nos indica que solo se pueden usar 2 ingredientes en la ensalada. Véase el siguiente organizador y la forma en que se descartan las combinaciones repetidas: Tomate Zanahoria Papa Brócoli Zanahoria Tomate Papa Brócoli Papa Tomate Zanahoria Brócoli Brócoli Tomate Zanahoria Papa Por lo tanto son sólo 6 las combinaciones posibles. Pág. 8 Enseguida se presentan algunos problemas. Identifica qué método de conteo es más útil para resolver cada problema y úsalo para dar solución. 1. Si tengo tres camisas, cinco pantalones y cuatro corbatas. ¿De cuántas maneras distintas puedo combinar una camisa, un pantalón y una corbata? 2. Carlos quiere comprar una raqueta de tenis. Para ello, tiene tres marcas a elegir: Wilson, Babolat o Head. • Cuando va a la tienda ve que la raqueta Wilson puede comprarse con el mango de dos tamaños distintos (L1 o L2), en cuatro modelos distintos y puede ser encordada o sin encordar. • La raqueta Babolat, en cambio, tiene tres mangos (L1, L2 y L3), hay dos modelos diferentes y puede también ser encordada o sin encordar. • La raqueta Head, por su parte, solo está con un mango (el L1), en dos modelos diferentes y sólo sin encordar. 3. ¿Cuántas palabras distintas, con o sin sentido, se pueden formar con las letras de la palabra GENIAL? 4. Se va a programar un torneo de ajedrez para los 10 integrantes de un club. ¿Cuántos partidos se deben programar si cada integrante jugará con cada uno de los demás sin partidos de revancha? Pág. 9 Práctica 3. Tablas de frecuencia, gráficas de barra y circulares Las tablas y gráficos estadísticos son las distintas maneras de representar series de datos de diverso tipo y origen para mostrar de manera visual cómo varían en comparación con otros. Por ejemplo, cómo ha evolucionado el precio de la gasolina durante un año o el número de espectadores que recibe un cine y sus elecciones por género de película durante una semana. Las tablas y los gráficos son herramientas para la visualización de datos que permiten representar de manera accesible información compleja. Consiguen presentar la información de manera clara y precisa, facilitando la comparación y la comprensión de los datos. Tabla de frecuencias Una tabla de frecuencias muestra de forma ordenada un conjunto de datos estadísticos y a cada uno de ellos le asigna una frecuencia que, en pocas palabras, son las veces que se repite un número o dato. Ejemplo: Se le pidió a un grupo de 20 personas que indiquen su color favorito, y se obtuvieron los siguientes resultados: negro azul amarillo rojo azul azul rojo negro amarillo rojo rojo amarillo amarillo azul rojo negro azul rojo negro amarillo Con los resultados obtenidos se elaboró una tabla de frecuencias. En la primera columna, se colocaron los valores de la variable que son los diferentes colores, en la segunda la frecuencia absoluta, luego la frecuencia relativa (expresada en porcentaje). Color Frecuencia absoluta Frecuencia relativa Negro 4 20% Azul 5 25 % Pág. 10 Amarillo 5 25 % Rojo 6 30 % Total 20 100 % Otra forma de organizar datos estadísticos es mediante gráficas. Una de ellas es la gráfica de barras. Gráfica de barras Una gráfica de barras es una representación gráfica de los resultados de un análisis estadístico. El gráfico consta de barras para cada dato representado. Las anchuras de estas barras son iguales, pero las longitudes varían según la importancia del valor. Estas barras se colocan generalmente en 2 ejes que pueden invertirse dependiendo de si se quiere hacer un gráfico de barras horizontal o vertical. Gráfica de columnas Frutas vendidas durante la semana Pág. 11 Gráfica circular La gráfica circular es usada para representar frecuencias, porcentajes y proporciones. Se suele usar con variables cualitativas y es llamada también gráfica de pastel. Se presenta primeramente un ejemplo de los datos organizados en una tabla y posteriormente convertidos a una gráfica circular. Color Frecuencia absoluta Frecuencia relativa Frecuencia poporcentual Negro 4 0.20 20% Azul 5 0.25 25% Amarillo 5 0.25 25% Rojo 6 0.3 30% Total 20 1 100% Colores preferidos Pág. 12 Resuelve los siguientes problemas usando tablas o gráficas según se indique. 4. Se le pidió a un grupo de personas que marque la imagen de su bebida preferida, y los resultados fueron: Con los resultados obtenidos, elaborar una tabla de frecuencias. Con los resultados obtenidos, elaborar una tabla de frecuencias. 5. A continuación se presenta una tabla con el promedio de la temperatura en las montañas de la Sierra Madre Occidental de Jalisco durante el año pasado. Elabora una gráfica de barras con los datos presentados. Mes Temperatura Enero 11.9 ºC Febrero 12.8 ºC Marzo 14.1 ºC Abril 15.6 ºC Mayo 18.7 ºC Junio 22.2 ºC Julio 24.8 ºC Agosto 25.4 ºC Septiembre 23.1 ºC Octubre 19 ºC Noviembre 15.4 ºC Pág. 13 6. En la siguiente gráfica circular se muestra la distribución de los gastos familiares en casa de Lola. El gasto mensual asciende a los 12 mil pesos. • ¿Cuánto se gasta en «Vivienda»? • ¿Cuánto más se gasta en «Educación» que en «Vestido»? • Si el gasto mensual aumenta en $2000 más mensuales, manteniéndose los porcentajes de gasto, ¿cuánto se gastaría ahora en «Alimentación»? 7. Al preguntar a 20 individuos por el número de personas que viven en su casa, hemos obtenido las siguientes respuestas: 5 3 4 4 1 2 4 4 5 3 4 4 3 5 4 3 2 4 5 3 ● Elabora una tabla de frecuencias. ● Representa gráficamente la distribución. Pág. 14 MatemáticasSegundo grado Práctica 1. Probabilidad clásica y frecuencia La probabilidad clásica predice un resultado en base a todos los posibles sucesos que tenga un evento aleatorio. La probabilidad clásica se encarga de distribuir equitativamente la probabilidad en cada uno de los sucesos que componen al espacio muestral (todas las posibilidades de un evento. Para entender mejor se tomará el siguiente ejemplo: hay un grupo de 10 personas los cuales están numerados de 1 a 10, y se rifará un premio al azar, quien se lleve el premio se decidirá por una persona que pensará en un número entre 1 y 10 y la persona que tenga el número se pensó esta se llevará el premio. En este supuesto todos los concursantes tienen la misma probabilidad de salir premiados, que es de 10%. La fórmula que se usa en la probabilidad clásica consiste en dividir los casos favorables a un suceso entre el número total de casos. Al realizar esta operación se obtendrá un número entre 0 y 1. Para pasar este valor a porcentajes lo que se hace es multiplicar este valor por 100%. 𝑃(𝐴) = número de casos favorables al evento A número total de casos Por su parte, la probabilidad frecuencial se refiere a qué tan probable resulta un suceso si un experimento se repite muchas veces. Para calcular la probabilidad frecuencial de un suceso, se debe hacer el experimento un número elevado de veces y dividir el número de casos favorables obtenidos entre el número total de repeticiones realizadas. Cuantas más veces se haga el experimento, más precisa será la probabilidad frecuencial obtenida. La fórmula de la probabilidad frecuencial es el número de casos favorables obtenidos en un experimento entre el número total de intentos. 𝑃! = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑠𝑜𝑠 𝑓𝑎𝑣𝑜𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 Pág. 15 Resuelve los siguientes problemas identificando el tipo de probabilidad a la que se refieren y aplicando las fórmulas correspondientes: 1. Un hombre ha pensado un número entre 1 y 15, si este hombre le pide a su amigo que adivine en qué número pensó, ¿Cuál es la probabilidad de que su amigo adivine el número en el primer intento? 2. Una persona tiene la oportunidad de ganar $100, $200, $500, $800 o $1 000 dólares al girar una ruleta donde están las cantidades que puede ganar, el problema está en que esta persona quiere comprarse un nuevo teléfono y para ello, necesita por lo menos $400, entonces ¿Cuál es la probabilidad que le toque una cantidad que sea suficiente para comprarse su nuevo teléfono? 3. Se lanza una vez un dado común, ¿cuál es la probabilidad de obtener un número par, menor que 5? 4. La probabilidad de que al sacar una carta al azar de un naipe inglés (52 cartas), ella sea un as es: 5. Realicen el siguiente experimento: En una bolsa, que no sea transparente, metan cinco pedacitos de papel, previamente doblados, para realizar extracciones. En cada papelito anoten una actividad que te guste, por ejemplo: correr, saltar, dibujar, etc. Determinen cuál es la probabilidad teórica de que al extraer uno de los papelitos de la bolsa, se obtenga cada una de las actividades. Posteriormente, determinen cuál es la probabilidad frecuencial de que al extraer uno de los papelitos, se obtengan cada una de las actividades señaladas con 10, 20 y con 30 extracciones. Elaboren tablas para registrar y organizar sus datos. Comparen sus probabilidades teóricas y experimentales, y con base en ello determinen cuáles son las diferencias entre la probabilidad teórica y la experimental o frecuencial. Pág. 16 Práctica 2. Probabilidad y equivalencia en decimales, fracciones y porcentajes ¿Has expresado alguna vez las probabilidades en la forma de una fracción? ¿Y en la forma de un decimal o porcentaje? Cuando la posibilidad de que ocurra o no ocurra un evento no es total, la cantidad de probabilidad se asocia con una fracción, número decimal o porcentaje. Ejemplos: Al tirar un dado la probabilidad de que caiga… a) 3, es 1 de 6, es decir 1/6, 0.166, 2.7% porque el dado tiene los números del 1 al 6, uno diferente en cada cara (en total 6 números). b) Número par, es 3 de 6, es decir 3/6, ½, 0.5, 50% porque el dado tiene 3 números pares (2, 4, 6). c) Número impar, es 3 de 6, es decir 3/6, ½, 0.5, 50% porque el dado tiene 3 números impares (1, 3, 5). Una situación muy común es que sea necesario realizar diversas conversiones entre decimales, fracciones y porcentajes para expresar la probabilidad. Enseguida se explican algunos procedimientos para efectuar dichas conversiones. I. Convertir entre porcentaje y decimal El porcentaje significa "entre 100", así que 50% quiere decir 50 entre 100, o simplemente 50/100. Si divides 50 entre 100 sale 0.5 (un número decimal). Así que: ● Para convertir de porcentaje a decimal: divide entre 100 (y quita el "%"). ● Para convertir de decimal a porcentaje: multiplica por 100 (y pon el "%"). Una de las maneras más fáciles de multiplicar (o dividir) por 100 es mover el punto decimal 2 posiciones. Así que: De decimal A porcentaje Mueve el punto decimal 2 posiciones a la derecha, y pon el "%". Pág. 17 … o… De porcentaje A decimal Mueve el punto decimal 2 posiciones a la izquierda, y quita el "%". II. Convertir entre fracción y decimal La forma más sencilla de convertir una fracción en decimal es dividir el número de arriba entre el número de abajo (divide el numerador entre el denominador). • Ejemplo: Convierte 3/5 en decimal Divide 3 entre 5: 3 ÷ 5 = 0.6 Respuesta: 2/5 = 0.6 Para convertir de decimal a fracción hay que trabajar más: Pasos Ejemplo Primero, escribe el decimal "encima" del número 1. 0.75 1& Después multiplica arriba y abajo por 10 una vez por cada cifra después del punto decimal (10 si hay 1, 100 si hay 2 cifras, etc.). 0,75 𝑥 100 1 𝑥 100& (Esto lo convierte en una fracción de verdad). = 75 100& Después simplifica la fracción. 3 4& III. Convertir entre porcentajes y fracciones La manera más fácil de convertir una fracción en un porcentaje es dividir el número de arriba por el número de abajo. Después multiplica el resultado por 100 (y añade "%"). • Ejemplo: Convierte 3/8 en un porcentaje Primero divide 3 entre 8: 3 ÷ 8 = 0.375, Después multiplica por: 0.375 x 100 = 37.5 Y pon el signo de "%": 37.5% Respuesta: 3/8 = 37.5% Para convertir un porcentaje en una fracción, primero conviértelo en un decimal (divide entre 100), y después sigue los pasos para convertir el decimal en fracción. Pág. 18 Resuelve los siguientes problemas que implican la representación de la probabilidad en decimales, fracciones o porcentajes y la conversión entre ellas. 1. En una caja hay 4 fichas azules, 2 rojas, 3 verdes, y 1 amarilla. Si sacamos una ficha cada vez y la regresamos a la caja, ¿qué puede suceder? Contesta las siguientes cuestiones: • Es más probable sacar una ficha de color: a) verde b) roja c) amarilla d) azul • La probabilidad de sacar una ficha verde es: a) 3/10 b) 1/5 c) 2/5 d) 1/100 • La probabilidad de sacar cualquier color es: a) 0 b) 50% c) 100% d) 25% • Es igualmente probable sacar una ficha amarilla o verde que sacar una ficha azul: a) no b) sí c) 0% d) No se puede saber 2. Kelly está jugando en un juego de una feria. Tiró cuatro de nueves aros sobre unos bolos. Si escribimos esto en la forma de una fracción 4/9. ¿Cuál es la forma como decimal o como un porcentaje? 3. Una bolsa tiene 6 bolitas rojas, 5 bolitas azules, 7 bolitas verdes, 2 bolitas blancas y 5 cinco bolitas amarillas. Encuentra la probabilidad de elegir al alzar uno de las siguientes cosas. a) ¿Cuál es la probabilidad en forma de fracción de elegir una bolita roja? b) ¿Cuál es la probabilidad en forma de decimalde elegir una bolita roja? Pág. 19 c) ¿Cuál es la probabilidad en forma de porcentaje de elegir una bolita roja? d) ¿Cuál es la probabilidad en forma de fracción de elegir una bolita azul? e) ¿Cuál es la probabilidad en forma de decimal de elegir una bolita azul? f) ¿Cuál es la probabilidad en forma de porcentaje de elegir una bolita azul? g) ¿Cuál es la probabilidad en forma de fracción de elegir una bolita verde? h) ¿Cuál es la probabilidad en forma de fracción de elegir una bolita blanca? i) ¿Cuál es la probabilidad en forma de decimal de elegir una bolita verde? j) ¿Cuál es la probabilidad en forma de porcentaje de elegir una bolita verde o azul? k) ¿Cuál es la probabilidad en forma de fracción de elegir una bolita amarilla? l) ¿Cuál es la probabilidad en forma de decimal de elegir una bolita amarilla? m) ¿Cuál es la probabilidad en forma de porcentaje de elegir una bolita amarilla? n) ¿Cuáles 3 bolitas juntas tienen un 60 por ciento de posibilidad de ser elegidas? o) ¿Cuáles 2 bolitas juntas tienen un 40 por ciento de posibilidad de ser elegidas? p) ¿Cuáles 3 bolitas juntas tienen un 0,72 por ciento de posibilidad de ser elegidas? Pág. 20 4. Completa la siguiente tabla: Porcentaje Fracción Decimal 23% 87% 11% 56% 99% 35% 23% 𝟑𝟑 𝟏𝟎𝟎 0.16 78% 𝟔𝟏 𝟏𝟎𝟎 0.04 Pág. 21 Práctica 3. Histogramas, gráficas poligonales y de línea Histograma Un histograma es un gráfico que usa barras para simbolizar cómo se distribuye un conjunto de datos. También sirve para ver rápidamente cómo se ha comportado una muestra basada en una variable numérica o cuantitativa. La altura de las barras depende de la frecuencia de los datos (cantidad de veces que se repite). Algunas características de los histogramas son los siguientes: • Primeramente, los datos se organizan en una tabla de frecuencias. Las variables, también llamadas clases, son cuantitativas y cada una está determinada por un intervalo. • Las marcas de clase son el punto medio entre el número inferior y el número superior de cada intervalo y son utilizadas en algunos tipos de histogramas. • En los histogramas se pueden representar distintos tipos de frecuencias. Generalmente, se representa la frecuencia absoluta, es decir, la cantidad de veces que se repite una variable. También se pueden representar la frecuencia relativa o la frecuencia acumulada. La frecuencia relativa informa el porcentaje o la proporción de las frecuencias absolutas y la frecuencia acumulada informa la suma sucesiva de las frecuencias absolutas. • Los histogramas, como la mayoría de los gráficos, se realizan teniendo en cuenta dos ejes: El eje horizontal (x). Representa los intervalos de cada variable o las marcas de clase. El eje vertical (y). Representa la frecuencia absoluta, la frecuencia relativa o la frecuencia acumulada de cada variable. Para determinar cuál es la frecuencia se utiliza la altura de la barra. Ejemplo: Se registraron los tiempos de las llamadas recibidas en un Call center, y se obtuvo la siguiente tabla de frecuencias con datos agrupados. Luego se construyó un histograma de frecuencias. Pág. 22 Tiempo de llamadas Marcas de clase Frecuencia absoluta Frecuencia acumulada Frecuencia porcentual (0-10) 5 2 2 5% (10-20) 15 6 8 15% (20-30) 25 12 20 30% (30-40) 35 10 30 25% (40-50) 45 6 36 15% (50-60) 55 4 40 10% Total 40 100% 60 Pág. 23 Gráficas poligonales o polígonos de frecuencia Es un gráfico que se forma uniendo los puntos medios de la parte superior de las barras de un histograma mediante segmentos de recta. El polígono de frecuencias es de mucha utilidad cuando se representa más de una serie en una misma gráfica. Los polígonos de frecuencias se trazan tomando en cuenta las marcas de clase (punto medio del intervalo) de cada barra. Ejemplo: A partir del histograma del ejemplo anterior, se construyó un polígono de frecuencias. Pág. 24 Gráficas de línea Un gráfico de líneas, también llamado diagrama de líneas, es un tipo de gráfico estadístico que sirve para representar gráficamente una serie temporal. Es decir, el gráfico de líneas consiste en una línea que indica la evolución de unos datos a lo largo del tiempo. Así pues, normalmente se suelen representar los períodos de tiempo en el eje X del gráfico de líneas, por otro lado, el eje Y corresponde al valor de la variable que va fluctuando según el período. En un gráfico de líneas puede haber más de una línea, de manera que cada línea representa a un conjunto de datos. De esta manera se puede comparar la evolución entre diferentes series de datos. Ejemplo: Se creó un gráfico de líneas que representa la evolución de las lluvias mensualmente a lo largo de un año. En el eje X están señalados los meses del año y en el eje Y la cantidad de agua en milímetros que dejaron las precipítaciones. Pág. 25 Realicen enseguida las actividades para elaborar histogramas y gráficas de polígono y de línea. 1. Las alturas, en metros, de los jugadores de un equipo de baloncesto son las siguientes:1.74,1.84,1.87,1.92,1.92,1.97,2.02,2.03,2.07,2.11,2.22. Elaboren un histograma definiendo primeramente los intervalos de altura o clases iguales (por ejemplo, de 10 cm). Los puntos medios de cada intervalo serán las marcas de clases. Pueden elaborar previamente una tabla para organizar los datos como la siguiente: Intervalo de alturas (o clases) Marcas de clase Frecuencia absoluta A partir de la tabla, elaboren el histograma. 2. Una vez elaborado el histograma con las alturas de los jugadores de baloncesto, tracen una gráfica de polígonos. 3. En la siguiente gráfica de líneas representa el saldo en la cuenta de ahorro de Mariana durante 5 meses ¿Entre qué meses disminuyó su saldo? Pág. 26 4. La siguiente gráfica representa el dinero que Leonor tenía ahorrado, a lo largo de 7 semanas ¿Ahorró más dinero de la semana 5 a la semana 6 que en cualquier otra semana? 5. La gráfica siguiente muestra el número de unidades producidas en una fábrica. Durante un periodo de 5 meses en un año. Calcula la diferencia entre el número de unidades producidas en febrero y en mayo. Pág. 27 Matemáticas Tercer grado Práctica 1. Eventos independientes, dependientes y probabilidad de ocurrencia Probabilidad de ocurrencia • Es el resultado matemático de los casos deseados sobre los casos posibles. • Es un valor igual o menor que uno • Si es algo que siempre ocurre, el valor es 1 • Si es algo que nunca podrá ocurrir, el valor es 0 Ejemplo: Probabilidad de que al lanzar un dado salga el número 2: el caso favorable está en uno de sus seis lados posibles, por lo tanto P(A)=1/6 =0.166 = 16.6% Espacio muestral Es el conjunto de todos los posibles resultados de una experiencia aleatoria, se representa por E (o con S, Ω o U). En una moneda tenemos dos espacios muestrales: cara o cruz. En un dado hay seis espacios. Eventos independientes Se dan cuando dos sucesos aleatorios son independientes entre sí, cuando la probabilidad de cada uno de ellos no está influida porque el otro suceso ocurra o no, es decir, cuando ambos sucesos no están relacionados. Cuando los eventos no se afectan entre sí se les conoce como eventos independientes. Dos sucesos son independientes si la probabilidad de que ocurran ambos simultáneamente es igual al producto de las probabilidades de que ocurra cada uno de ellos. Ejemplos: Lanzas un dado, si no sale 6 lanzas de nuevo ¿cuál es la probabilidad de sacar un 6 en el segundo lanzamiento? El hecho de que el primer lanzamientono es un 6 no cambia la probabilidad de que el segundo lanzamiento sea un 6. En este ejemplo la situación es lanzar el dado de nuevo si no sale 6 y los eventos son las veces que se lanza el dado. Pág. 28 Los eventos independientes ocurren cuando: a) El proceso que genera el elemento aleatorio no elimina ningún posible resultado. Pueden ser dos, tres o más eventos que no se afecten entre sí. b) El proceso que sí elimina un posible resultado, pero el resultado es sustituido antes de que suceda una segunda acción. Ejemplo: En una bolsa hay 5 canicas, 2 son de color rojo, 2 son blancas y una verde. Sacas una canica, la observas y la vuelves a meter en la bolsa; si sacas otra canica ¿cuál es la probabilidad de sacar una canica roja ambas veces? Son 2 eventos porque hay que sacar una canica roja en el primer y segundo intento. Son independientes porque se regresa la primera canica a la bolsa y el segundo intento es con 5 canicas nuevamente. La probabilidad de sacar una canica roja es 2/5 en el primer experimento, al regresarla a la bolsa original sigue siendo 2/5 y esto significa que los dos eventos son independientes. Pero, ¿qué pasaría si no regresas la primera canica a la bolsa? la probabilidad de sacar una canica roja será diferente para el segundo intento. Si una canica roja es eliminada, en el segundo intento la probabilidad sería de 1/4 porque solo queda una roja de las cuatro en este caso los eventos no serían independientes. Regla del producto Esta característica se utiliza para calcular la probabilidad conjunta o simultánea de dos o más eventos y debe de cumplir la ocurrencia simultánea de los eventos independientes donde hay, como se muestra en la expresión algebraica P(A ∩ B) = P(A) x P(B) esta fórmula representa la probabilidad conjunta de A y B es igual a la probabilidad de A que multiplica a la probabilidad de B es por eso que se llama Regla del producto, porque existe una multiplicación en las probabilidades de los dos eventos independientes para calcular la probabilidad en conjunto. Pág. 29 Por ejemplo, para saber cuál es la probabilidad de que al tirar los dos dados aparezca el número 2 en ambos, para aplicar la regla del producto escribimos la posibilidad de que salga el número 2 en el primer dado 1/6 y en el dado 2 sería igual por lo tanto aplicando la regla del producto multiplicamos 1/6 x 1/6 = 1/36 lo cual concuerda exactamente con el espacio muestral. Resuelve los siguientes problemas, determinando primero si se trata de eventos independientes y efectuando los cálculos correspondientes: 1. Una tienda dispone de 15 camisas en tres tamaños: 3 pequeñas, 6 medianas y 6 grandes. Se seleccionan al azar 2 camisas. ¿Qué probabilidad hay que ambas camisas seleccionadas sean pequeñas, si primero se saca una y sin reemplazar en el lote se saca otra? ¿Qué probabilidad hay que ambas camisas seleccionadas sean pequeñas, si primero se saca una, se reemplaza en el lote y se saca la segunda? 2. Lanzas un dado, y si no sale 6, lanzas de nuevo. ¿Cuál es la probabilidad de sacar un 6 en el segundo lanzamiento? 3. Sacas una canica de una bolsa con 2 canicas rojas, 2 blancas, y una verde. Observas el color, la pones de nuevo en la bolsa, y sacar otra canica. ¿Cuál es la probabilidad de sacar una canica roja ambas veces? 4. Sacas una carta de un mazo de 52 cartas, y luego lanzas un dado. ¿Cuál es la probabilidad de sacar un 2 y luego lanzar y que caiga 2? 5. Rafael está jugando un juego de cartas. Empieza con 10 cartas, numeradas del 1 al 10, y que están boca abajo por lo que no puede ver los números. Él escoge una carta al azar (de forma aleatoria) y la voltea. Si la carta es mayor que 5, la carta es "ganadora" y la pone en una pila de cartas "ganadoras", Si la carta es 5 o menor, la pone en una pila de cartas "perdedoras". Él gana el juego si logra juntar tres cartas en la pila ganadora antes de juntar tres cartas en la pila perdedora. Pág. 30 Elige el enunciado que mejor describa la situación. a) Los eventos son independientes, porque el juego no elimina ningún resultado. b) Los eventos son independientes, porque cada ronda tiene los mismos posibles resultados (ganar o perder). c) Los eventos no son independientes, porque un resultado es eliminado en cada turno y no es reemplazado. Pág. 31 Práctica 2. Eventos mutuamente excluyentes Los eventos mutuamente excluyentes se dan cuando dos o más eventos no pueden suceder al mismo tiempo, y la suma de sus probabilidades individuales es la posibilidad de que el evento ocurra. Un ejemplo de ello es el resultado de lanzar una vez una moneda, el cual solo puede ser "cara" o "cruz", pero no ambos. Un evento simple es un resultado específico. Los resultados ocurren al azar si cada resultado ocurre por casualidad. La probabilidad de un evento es el cociente que divide los resultados favorables entre el número de resultados posibles. La probabilidad de un evento aleatorio es una medida del grado de certidumbre de que dicho suceso pueda ocurrir. Se suele expresar como un número entre 0 y 1 (o un porcentaje entre 0 % y 100 %), donde un suceso imposible tiene probabilidad cero y un suceso seguro tiene probabilidad uno. Características de los eventos mutuamente excluyentes: • Son eventos incompatibles entre sí, nunca podrán darse a la vez. • La probabilidad de su intersección de sucesos es la siguiente: 𝑃(Α ∩ Β) = ∅ • La probabilidad de la unión de sucesos es la siguiente: 𝑃(Α + Β) = 𝑃(Α) + 𝑃(Β) A continuación, te ponemos algunos ejemplos de eventos que son mutuamente excluyentes: • Una persona que está en México no puede estar a su vez en Colombia. • Si hace calor, no puede hacer frío. • Tiramos un dado, el resultado no puede ser 3 y 6 a la vez, será uno u otro. • No podemos estar cargando el teléfono celular y que a su vez se descargue la batería (si te ocurre esto, el teléfono celular necesita una revisión técnica). • El ejemplo que hemos mencionado previamente, tirar una moneda y que salga cara y cruz. Pág. 32 Realiza los siguientes ejercicios: 1. Selecciona de la siguiente lista los pares de eventos que son mutuamente excluyentes. a) El animal es un mamífero b) El animal está cubierto de pelos c) El agua está contaminada. d) El agua esta purificada. e) El suelo es fértil f) El suelo es apto para plantar todo tipo de plantas. g) El cambio climático tiene efectos positivos en la naturaleza. h) El cambio climático tiene efectos negativos en los ecosistemas. i) La energía solar no contamina. j) La energía solar es renovable. k) La lluvia ácida es benéfica para las plantas. l) La lluvia ácida roba los nutrientes esenciales del suelo y libera aluminio, lo que dificulta la absorción del agua por parte de los árboles. 2. Escribe 5 ejemplos de eventos mutuamente excluyentes: EJM Evento 1 Evento 2 1 2 3 4 5 Pág. 33 3. En una ruleta como la siguiente, se hace girar la fecha para obtener un resultado al azar. Analiza los siguientes casos, identifica los eventos mutuamente excluyentes y resuelve. a) Cuál es la probabilidad de que la fecha se detenga en un sector con un número mayor que 5? b) ¿Cuál es la probabilidad de que se detenga en un sector amarillo y con un número mayor que 5? c) ¿Cuál es la probabilidad de que la fecha se detenga un sector amarillo o con un múltiplo de 3? d) Calcula la probabilidad de que se obtenga un sector amarillo o con un múltiplo de 3. e) Calcula la probabilidad de que la flecha se detenga en un sector amarillo que tenga un múltiplo de 3. Pág. 34 Práctica 3. Interpretación de gráficas Hay muchas formas en las que se puede leer y dar a conocer información, y ésta, puede estar contenida en textos, símbolos o códigos. Porejemplo, en las matemáticas es posible leer e interpretar información contenida en gráficas además de textos. Es muy probable que conozcan algunos ejemplos de las gráficas que se usan en matemáticas para comunicar información o datos de interés. Resuelve los siguientes ejercicios en los que tienes que leer e interpretar la información de diversas gráficas: 1. La siguiente gráfica representa una excursión en autobús de un grupo de estudiantes, reflejando el tiempo (en horas) y la distancia al instituto (en kilómetros): a) ¿A cuántos kilómetros estaba el lugar que visitaron? b) ¿Cuánto tiempo duró la visita al lugar? c) ¿Hubo alguna parada a la ida? ¿Y a la vuelta? d) ¿Cuánto duró la excursión completa (incluyendo el viaje de ida y el de vuelta)? Pág. 35 2. Se sabe que la concentración en sangre de un cierto tipo de anestesia viene dada por la gráfica siguiente: a) ¿Cuál es la dosis inicial? b) ¿Qué concentración hay, aproximadamente, al cabo de los 10 minutos? ¿Y al cabo de 1 hora? c) ¿Cuál es la variable independiente? ¿Y la variable dependiente? d) A medida que pasa el tiempo, la concentración en sangre de la anestesia, ¿aumenta o disminuye? Pág. 36 3. Observen la siguiente gráfica y luego respondan: a) ¿Qué tipo de gráfico observas? b) ¿Qué información puedes obtener de esta gráfica? c) ¿Cómo piensas que se elabora este tipo de gráfico? d) ¿Qué información es conveniente registrar en este tipo de gráficos? Pág. 37 4. Una encuesta a 300 personas buscaba conocer el deporte favorito de los encuestados. Los resultados se muestran en el siguiente gráfico circular. a) ¿Cuál era el deporte favorito con más votos según las personas encuestadas? b) ¿Cuál era el deporte favorito con menos votos según las personas encuestadas? c) ¿Qué porcentaje de la gente respondió que el fútbol americano era su deporte favorito? ¿De cuántas personas se trata? d) ¿Cuántas personas dijeron que el básquetbol era su deporte favorito? e) ¿Cuántas personas más prefirieron el fútbol por encima del hockey sobre hielo? Pág. 38 5. En el siguiente gráfico se muestran las preferencias de los alumnos de un aula por los cursos de Aritmética (A); Álgebra (X); Geometría (G); Física (F); Trigonometría (T); Química (Q). Si 9 alumnos prefieren Física. ¿A cuántos les gusta la aritmética? a) 130 b) 135 c) 150 d) 140 ¿Cuál es el total de alumnos encuestados? a) 360 b) 340 c) 370 d) 320
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