7. Comparación de distribuciones de probabilidad

Objetivos de la página

  • Comparar dos distribuciones de probabilidad de variables aleatorias finitas.
  • Determinar qué distribución asigna mayor probabilidad a ciertos valores o eventos.
  • Interpretar diferencias entre distribuciones usando tablas y gráficos.
  • Justificar conclusiones a partir de probabilidades calculadas.

¿Qué significa comparar distribuciones?

Comparar distribuciones de probabilidad significa analizar en qué se parecen y en qué se diferencian dos tablas o gráficos de probabilidades.

Para comparar, se pueden observar aspectos como:

  • el valor más probable en cada distribución;
  • la probabilidad de valores altos o bajos;
  • la probabilidad de ciertos eventos, como \(X\geq 2\) o \(X\leq 1\);
  • si las probabilidades están repartidas de forma uniforme o concentradas en pocos valores.

Procedimiento para comparar

  1. Verifica que ambas distribuciones sean válidas.
  2. Identifica los valores posibles de cada variable.
  3. Compara las probabilidades de valores específicos.
  4. Calcula probabilidades de eventos relevantes.
  5. Escribe una conclusión en el contexto del problema.

Ejemplo 1: comparar resultados en dos cursos

En dos cursos se aplica una actividad con puntaje de \(0\) a \(3\). Se elige al azar un estudiante de cada curso. La variable \(X\) representa el puntaje obtenido.

\(x\) Curso A: \(P(X=x)\) Curso B: \(P(X=x)\)
\(0\) \(0{,}10\) \(0{,}30\)
\(1\) \(0{,}20\) \(0{,}30\)
\(2\) \(0{,}40\) \(0{,}20\)
\(3\) \(0{,}30\) \(0{,}20\)

Curso A:

Curso B:

En el Curso A, el valor más probable es \(X=2\), con probabilidad \(0{,}40\). En el Curso B, los valores más probables son \(X=0\) y \(X=1\), ambos con probabilidad \(0{,}30\).

Si comparamos la probabilidad de obtener puntaje \(2\) o \(3\):

\[ P_A(X\geq 2)=P_A(X=2)+P_A(X=3)=0{,}40+0{,}30=0{,}70 \]

\[ P_B(X\geq 2)=P_B(X=2)+P_B(X=3)=0{,}20+0{,}20=0{,}40 \]

Por lo tanto, según estas distribuciones, es más probable obtener un puntaje alto en el Curso A que en el Curso B.

Ejemplo 2: distribución concentrada y distribución uniforme

Dos variables aleatorias \(X\) e \(Y\) pueden tomar los valores \(0\), \(1\), \(2\) y \(3\).

Valor \(P(X=x)\) \(P(Y=y)\)
\(0\) \(0{,}10\) \(0{,}25\)
\(1\) \(0{,}20\) \(0{,}25\)
\(2\) \(0{,}50\) \(0{,}25\)
\(3\) \(0{,}20\) \(0{,}25\)

Distribución de \(X\):

Distribución de \(Y\):

La distribución de \(X\) está más concentrada en el valor \(2\), porque \(P(X=2)=0{,}50\).

La distribución de \(Y\) es uniforme, porque todos sus valores tienen la misma probabilidad:

\[ P(Y=0)=P(Y=1)=P(Y=2)=P(Y=3)=0{,}25 \]

Ejemplo 3: comparar probabilidades en contexto

Dos plataformas muestran contenido a sus usuarios. Se define la variable \(A\) como:

\[ A=1 \text{ si el contenido mostrado es un anuncio} \]

\[ A=0 \text{ si el contenido mostrado no es un anuncio} \]

Valor de \(A\) Plataforma 1 Plataforma 2
\(0\) \(0{,}80\) \(0{,}55\)
\(1\) \(0{,}20\) \(0{,}45\)

En la Plataforma 1:

\[ P(A=1)=0{,}20 \]

En la Plataforma 2:

\[ P(A=1)=0{,}45 \]

Como \(0{,}45>0{,}20\), la probabilidad de ver un anuncio es mayor en la Plataforma 2.

Esto no significa que siempre se verá un anuncio en la Plataforma 2, sino que, según la distribución, es más probable que aparezca un anuncio allí que en la Plataforma 1.

Error frecuente

No se debe concluir que una distribución es “mejor” solo porque una barra es más alta.

Primero se debe aclarar qué se está comparando. Por ejemplo, en algunos contextos puede interesar que \(X\) sea alto, pero en otros puede interesar que \(X\) sea bajo.

Conclusiones justificadas

Una buena comparación no se basa solo en mirar el gráfico. Debe incluir una probabilidad calculada y una interpretación.

Por ejemplo: “En el Curso A, \(P(X\geq 2)=0{,}70\), mientras que en el Curso B, \(P(X\geq 2)=0{,}40\). Por lo tanto, es más probable obtener puntaje \(2\) o superior en el Curso A”.

Ejercicio 1

Dos distribuciones de probabilidad se muestran en la tabla:

\(x\) Distribución A Distribución B
\(0\) \(0{,}20\) \(0{,}40\)
\(1\) \(0{,}50\) \(0{,}30\)
\(2\) \(0{,}30\) \(0{,}30\)

a) ¿Cuál es el valor más probable en cada distribución?

b) Calcula \(P_A(X\geq 1)\) y \(P_B(X\geq 1)\).

c) ¿En cuál distribución es más probable obtener \(1\) o más?

Ejercicio 2

Observa las distribuciones de dos variables \(X\) e \(Y\):

Distribución de \(X\):

Distribución de \(Y\):

a) ¿Cuál es el valor más probable de \(X\)?

b) ¿Cuál es el valor más probable de \(Y\)?

c) Calcula \(P(X\geq 2)\) y \(P(Y\geq 2)\).

d) ¿Cuál distribución asigna mayor probabilidad a valores \(2\) o superiores?

Ejercicio 3

En dos cursos se mide el nivel de satisfacción con una actividad. Se define:

\[ S=1 \text{ satisfacción baja},\quad S=2 \text{ satisfacción media},\quad S=3 \text{ satisfacción alta} \]

\(s\) Curso A Curso B
\(1\) \(0{,}20\) \(0{,}35\)
\(2\) \(0{,}45\) \(0{,}40\)
\(3\) \(0{,}35\) \(0{,}25\)

a) Calcula la probabilidad de satisfacción media o alta en cada curso.

b) ¿En qué curso es mayor esa probabilidad?

c) Escribe una conclusión contextual.

Ejercicio 4

Dos distribuciones tienen los mismos valores posibles:

\(x\) Distribución A Distribución B
\(0\) \(0{,}05\) \(0{,}25\)
\(1\) \(0{,}15\) \(0{,}25\)
\(2\) \(0{,}50\) \(0{,}25\)
\(3\) \(0{,}30\) \(0{,}25\)

Determina si cada afirmación es verdadera o falsa. Justifica.

a) La Distribución B es uniforme.

b) En la Distribución A, el valor más probable es \(2\).

c) En ambas distribuciones, \(P(X\geq 2)=0{,}50\).

Ejercicio 5

Una empresa de transporte registra el número de retrasos semanales de dos recorridos. Se define \(R\) como el número de retrasos en una semana.

\(r\) Recorrido A Recorrido B
\(0\) \(0{,}50\) \(0{,}30\)
\(1\) \(0{,}30\) \(0{,}35\)
\(2\) \(0{,}15\) \(0{,}25\)
\(3\) \(0{,}05\) \(0{,}10\)

a) ¿En cuál recorrido es más probable no tener retrasos?

b) Calcula la probabilidad de tener dos o más retrasos en cada recorrido.

c) ¿Qué recorrido parece más conveniente si se quiere reducir la probabilidad de muchos retrasos?

Ejercicio 6

Completa la distribución B para que sea válida. Luego compara ambas distribuciones.

\(x\) Distribución A Distribución B
\(0\) \(0{,}20\) \(0{,}10\)
\(1\) \(0{,}30\) \(0{,}20\)
\(2\) \(0{,}30\) \(p\)
\(3\) \(0{,}20\) \(0{,}40\)

a) Calcula el valor de \(p\).

b) Calcula \(P_A(X\geq 2)\) y \(P_B(X\geq 2)\).

c) ¿Cuál distribución asigna mayor probabilidad a valores \(2\) o superiores?

Ejercicio 7

Observa las dos distribuciones:

Distribución A:

Distribución B:

a) ¿Qué distribución tiene mayor probabilidad en valores bajos, \(0\) o \(1\)?

b) ¿Qué distribución tiene mayor probabilidad en valores altos, \(2\) o \(3\)?

c) Escribe una conclusión comparativa.

Ejercicio 8

En una actividad de aula, una variable \(P\) representa el puntaje obtenido por un estudiante elegido al azar.

\(p\) Grupo 1 Grupo 2
\(0\) \(0{,}10\) \(0{,}25\)
\(1\) \(0{,}20\) \(0{,}25\)
\(2\) \(0{,}30\) \(0{,}25\)
\(3\) \(0{,}40\) \(0{,}25\)

a) ¿Cuál grupo tiene distribución uniforme?

b) ¿En cuál grupo es más probable obtener puntaje \(3\)?

c) ¿En cuál grupo es más probable obtener puntaje \(2\) o \(3\)?

Ejercicio 9

Dos plataformas digitales tienen la siguiente distribución para la variable \(A\), donde \(A=1\) significa “aparece un anuncio” y \(A=0\) significa “no aparece un anuncio”.

\(a\) Plataforma A Plataforma B
\(0\) \(0{,}65\) \(0{,}40\)
\(1\) \(0{,}35\) \(0{,}60\)

a) ¿En cuál plataforma es más probable ver un anuncio?

b) ¿En cuál plataforma es más probable no ver un anuncio?

c) Explica por qué la comparación debe considerar el significado de \(A=0\) y \(A=1\).

Ejercicio 10

Una variable aleatoria \(X\) tiene estas dos posibles distribuciones:

\(x\) Distribución A Distribución B
\(1\) \(0{,}30\) \(0{,}10\)
\(2\) \(0{,}40\) \(0{,}40\)
\(3\) \(0{,}30\) \(0{,}50\)

Un estudiante dice: “Las dos distribuciones son iguales porque ambas tienen \(P(X=2)=0{,}40\)”.

¿Es correcta su afirmación? Justifica.

Ejercicio 11

Observa las distribuciones de dos variables aleatorias \(M\) y \(N\):

Distribución de \(M\):

Distribución de \(N\):

a) Escribe la tabla de cada distribución.

b) Calcula \(P(M\geq 2)\) y \(P(N\geq 2)\).

c) ¿Cuál variable tiene mayor probabilidad de tomar valores \(2\) o \(3\)?

Ejercicio 12

Una noticia escolar afirma:

“El Grupo B tuvo mejores resultados que el Grupo A, porque su probabilidad de puntaje máximo es mayor”.

Puntaje \(x\) Grupo A Grupo B
\(0\) \(0{,}05\) \(0{,}20\)
\(1\) \(0{,}15\) \(0{,}25\)
\(2\) \(0{,}50\) \(0{,}20\)
\(3\) \(0{,}30\) \(0{,}35\)

a) Verifica si la afirmación sobre el puntaje máximo es correcta.

b) Calcula la probabilidad de obtener puntaje \(2\) o \(3\) en cada grupo.

c) ¿La conclusión de la noticia queda completamente justificada? Explica.

Para continuar

En la próxima página se analizará cómo se usan probabilidades y distribuciones en información presentada en medios y contextos sociales.