Distribución normal y puntaje Z

9. Tabla normal estándar

Objetivo de aprendizaje

  • Comprender qué información entrega una tabla normal estándar.
  • Leer probabilidades acumuladas de la forma \(P(Z
  • Usar la tabla normal estándar después de estandarizar valores de una distribución normal.

¿Qué es la tabla normal estándar?

La tabla normal estándar entrega probabilidades asociadas a la variable:

\[ Z\sim N(0,1) \]

Es decir, se usa cuando la distribución tiene media \(0\) y desviación estándar \(1\).

La mayoría de las tablas usadas en este nivel entregan probabilidades acumuladas hacia la izquierda:

\[ P(Z

Probabilidad acumulada

Cuando una tabla entrega \(P(Z

Por ejemplo:

\[ P(Z<1)=0{,}8413 \]

Esto significa que aproximadamente el \(84{,}13\%\) de los valores de una normal estándar está bajo \(z=1\).

Ejemplo 1: leer \(P(Z<1)\)

Supongamos que una tabla normal estándar entrega el siguiente valor:

\[ P(Z<1)=0{,}8413 \]

Esto representa el área bajo la curva normal estándar desde la izquierda hasta \(z=1\).

La interpretación es:

\[ P(Z<1)=0{,}8413=84{,}13\% \]

Por lo tanto, un valor con puntaje \(z=1\) deja aproximadamente el \(84{,}13\%\) de la distribución a su izquierda.

Ejemplo 2: cómo se organiza una tabla

Una tabla normal estándar suele organizar el puntaje \(z\) usando la fila para la parte entera y decimal, y la columna para la centésima.

Por ejemplo, para buscar \(z=1{,}23\):

  • se busca la fila \(1{,}2\),
  • se busca la columna \(0{,}03\),
  • la intersección entrega \(P(Z<1{,}23)\).
\(z\) \(0{,}00\) \(0{,}01\) \(0{,}02\) \(0{,}03\)
\(1{,}2\) \(0{,}8849\) \(0{,}8869\) \(0{,}8888\) \(0{,}8907\)

Entonces:

\[ P(Z<1{,}23)=0{,}8907 \]

Ejemplo 3: valores negativos

También se pueden buscar valores negativos. Por ejemplo:

\[ P(Z<-1)=0{,}1587 \]

Este valor corresponde al área a la izquierda de \(z=-1\).

Como la distribución normal estándar es simétrica, el área a la izquierda de \(-1\) es igual al área a la derecha de \(1\).

Por eso:

\[ P(Z<-1)=0{,}1587 \]

y también:

\[ P(Z>1)=1-P(Z<1)=1-0{,}8413=0{,}1587 \]

Antes de usar la tabla

Si el problema está expresado con una variable \(X\sim N(\mu,\sigma)\), primero se debe estandarizar:

\[ z=\frac{x-\mu}{\sigma} \]

Luego se usa la tabla normal estándar para leer probabilidades asociadas a \(Z\sim N(0,1)\).

Error frecuente

No todas las tablas normales entregan el mismo tipo de área.

En esta página trabajaremos con tablas que entregan área acumulada a la izquierda, es decir, \(P(Z

Ejercicios progresivos a desafiantes

Ejercicio 1: leer una probabilidad directa

Usando una tabla normal estándar acumulada, se tiene:

\[ P(Z<0{,}50)=0{,}6915 \]

Interpreta este valor como porcentaje.

Ejercicio 2: ubicar fila y columna

Para buscar \(P(Z<1{,}23)\) en una tabla normal estándar, ¿qué fila y qué columna se usan?

Ejercicio 3: valor negativo

Una tabla normal estándar entrega:

\[ P(Z<-1{,}00)=0{,}1587 \]

Interpreta este resultado en palabras.

Ejercicio 4: calcular una cola derecha

La tabla entrega:

\[ P(Z<1{,}28)=0{,}8997 \]

Calcula:

\[ P(Z>1{,}28) \]

Ejercicio 5: probabilidad entre dos valores

Una tabla normal estándar entrega:

\[ P(Z<1)=0{,}8413 \]

\[ P(Z<-1)=0{,}1587 \]

Calcula:

\[ P(-1

Ejercicio 6: usar tabla después de estandarizar

Los puntajes de una prueba se modelan como:

\[ X\sim N(70,10) \]

Calcula \(P(X<85)\), sabiendo que:

\[ P(Z<1{,}5)=0{,}9332 \]

Ejercicio 7: caso desafiante

La masa de un producto se modela como:

\[ X\sim N(500,20) \]

Un producto se considera aceptable si su masa es menor que \(530\) g.

Calcula \(P(X<530)\), sabiendo que:

\[ P(Z<1{,}5)=0{,}9332 \]