Variable aleatoria y distribución de probabilidad

5. Tabla de distribución

Objetivo de aprendizaje

  • Construir tablas de distribución de probabilidad para variables aleatorias discretas.
  • Interpretar los valores y probabilidades de una variable aleatoria a partir de una tabla.

¿Qué es una tabla de distribución?

Una tabla de distribución organiza los valores posibles de una variable aleatoria y la probabilidad correspondiente a cada valor.

Para una variable aleatoria discreta \(X\), una tabla de distribución suele tener esta forma:

Valor de \(X\) \(x_1\) \(x_2\) \(x_3\) \(\cdots\)
\(P(X=x)\) \(P(X=x_1)\) \(P(X=x_2)\) \(P(X=x_3)\) \(\cdots\)

Cómo construir una tabla de distribución

  1. Define claramente la variable aleatoria.
  2. Identifica todos los valores posibles de la variable.
  3. Cuenta cuántos resultados producen cada valor, si los casos son equiprobables.
  4. Calcula la probabilidad asociada a cada valor.
  5. Organiza los valores y probabilidades en una tabla.

Idea clave

La tabla de distribución permite ver el comportamiento completo de una variable aleatoria, no solo un caso particular.

Por eso, antes de calcular probabilidades aisladas, conviene ordenar todos los valores posibles y sus probabilidades.

Ejemplo 1: cantidad de caras al lanzar dos monedas

Se lanzan dos monedas equilibradas y se define \(X\) como la cantidad de caras obtenidas.

Los resultados posibles son:

Resultado Valor de \(X\)
Sello, sello \(0\)
Cara, sello \(1\)
Sello, cara \(1\)
Cara, cara \(2\)

Ahora contamos cuántas veces aparece cada valor de \(X\):

Valor de \(X\) Cantidad de resultados Probabilidad
\(0\) \(1\) \(\frac{1}{4}\)
\(1\) \(2\) \(\frac{2}{4}=\frac{1}{2}\)
\(2\) \(1\) \(\frac{1}{4}\)

La tabla de distribución queda así:

Valor de \(X\) \(0\) \(1\) \(2\)
\(P(X=x)\) \(\frac{1}{4}\) \(\frac{1}{2}\) \(\frac{1}{4}\)

El gráfico permite observar visualmente que \(X=1\) es el valor más probable:

Ejemplo 2: ficha extraída de una bolsa

Una bolsa contiene \(2\) fichas rojas, \(1\) ficha azul y \(3\) fichas verdes. Se extrae una ficha al azar.

Se define la variable aleatoria \(Y\) así:

  • \(Y=1\) si la ficha es roja,
  • \(Y=2\) si la ficha es azul,
  • \(Y=3\) si la ficha es verde.

En total hay:

\[ 2+1+3=6 \]

fichas.

Entonces:

\[ P(Y=1)=\frac{2}{6},\qquad P(Y=2)=\frac{1}{6},\qquad P(Y=3)=\frac{3}{6} \]

Valor de \(Y\) \(1\) \(2\) \(3\)
Significado Roja Azul Verde
\(P(Y=y)\) \(\frac{2}{6}\) \(\frac{1}{6}\) \(\frac{3}{6}\)

La mayor probabilidad corresponde a \(Y=3\), porque hay más fichas verdes que de los otros colores.

Error frecuente

No se debe repetir un mismo valor de la variable en varias columnas de la tabla de distribución.

Si distintos resultados del experimento producen el mismo valor de \(X\), sus probabilidades se agrupan en una sola columna.

Ejercicios progresivos a desafiantes

Ejercicio 1: leer una tabla

Sea \(X\) una variable aleatoria con la siguiente tabla de distribución:

Valor de \(X\) \(0\) \(1\) \(2\)
\(P(X=x)\) \(0{,}3\) \(0{,}4\) \(0{,}3\)
  1. ¿Cuáles son los valores posibles de \(X\)?
  2. ¿Cuánto vale \(P(X=1)\)?
  3. ¿Cuál valor tiene mayor probabilidad?

Ejercicio 2: completar una tabla de distribución

Se lanza un dado equilibrado y se define \(X\) así:

  • \(X=1\) si el resultado es \(1\) o \(2\),
  • \(X=2\) si el resultado es \(3\) o \(4\),
  • \(X=3\) si el resultado es \(5\) o \(6\).

Construye la tabla de distribución de \(X\).

Ejercicio 3: agrupar resultados con el mismo valor

Se lanzan dos monedas equilibradas y se define \(X\) como la cantidad de sellos obtenidos.

Construye la tabla de distribución de \(X\).

Ejercicio 4: construir desde una bolsa

Una bolsa contiene \(4\) fichas blancas y \(6\) fichas negras. Se extrae una ficha al azar.

Se define \(X=1\) si la ficha es negra y \(X=0\) si la ficha es blanca.

Construye la tabla de distribución de \(X\).

Ejercicio 5: interpretar y graficar mentalmente

Sea \(X\) una variable aleatoria con la siguiente tabla de distribución:

Valor de \(X\) \(0\) \(1\) \(2\) \(3\)
\(P(X=x)\) \(0{,}1\) \(0{,}2\) \(0{,}5\) \(0{,}2\)
  1. ¿Cuál barra sería la más alta en un gráfico de la distribución?
  2. ¿Cuáles valores tendrían barras de igual altura?
  3. ¿Cuánto vale \(P(X=0)\)?

Ejercicio 6: caso desafiante

Se lanzan dos dados equilibrados y se define \(X\) como la cantidad de dados que muestran un número mayor que \(4\).

  1. Indica los valores posibles de \(X\).
  2. Construye la tabla de distribución de \(X\).
  3. Indica cuál valor de \(X\) es más probable.