sábado, 13 de abril de 2013

CAPÍTULO XXI


Estadística y Probabilidades
 Para su mejor estudio, la estadística se ha dividido en dos grandes ramas: la estadística descriptiva y la estadística inferencial.

La estadística descriptiva consiste en la presentación de datos en forma de tablas y grácas. Ésta comprende cualquier actividad relacionada con los datos y está diseñada para resumir o describir los mismos sin factores pertinentes adicionales; esto es, sin intentar inferir nada que vaya más allá de los datos como tales.

Los métodos estadísticos tradicionalmente se utilizan para propósitos descriptivos, para organizar y resumir datos numéricos. La estadística descriptiva trata de la tabulación de datos, su presentación en forma gráca o ilustrativa y el cálculo de medidas descriptivas.

Estas técnicas estadísticas se aplican de manera amplia en control de calidad, contabilidad, mercadotecnia, estudios de mercado, análisis deportivos, administración de instituciones, educación, política, medicina, y por aquellas personas que intervienen en la toma de decisiones.

La estadística inferencial se deriva de muestras, que son subconjuntos de una población con alguna característica de interés. A partir de las observaciones hechas a una parte de un conjunto numeroso de elementos, se inere acerca de las características que posee la población. Esto implica que su análisis requiere de generalizaciones que van más allá de los datos.

Como consecuencia, la característica más importante del reciente crecimiento de la estadística ha sido un cambio en el énfasis de los métodos que sirven para hacer generalizaciones. La estadística inferencial investiga o analiza una población partiendo de una muestra tomada.

El método  estadístices el conjunto de los procedimientos que se utilizan para medir las características de los datos, para resumir los valores individuales y para analizarlos, a n de extraerles el máximo de información; es lo que se conoce como método estadístico.




Un método estadístico contempla las siguientes seis etapas:
1. Definición del problema.
2. Recopilación de la información existente.
3. Clasificación y control de calidad de los datos.
4. Codificación y digitación.
5. Análisis.
6. Presentación.

Errores estadísticos comunes. Existe la posibilidad de cometer errores al momento de recopilar los datos que serán procesados, así como durante el cómputo de los mismos. No obstante, hay otros errores que no tienen que ver con la digitación y no son tan fáciles de identicar.

Algunos de estos errores son:

Sesgo:  Hay  que  ser  completamente  objetivo  y  no  tener  ideas preconcebidas antes de comenzar a estudiar un problema, evitando que puedan influir en la recopilación y en el análisis de la información. En estos casos se dice que hay un sesgo cuando el individuo da mayor peso a los datos que apoyan su opinión, que a aquellos que la contradicen. Un caso extremo de sesgo sería la situación donde primero se toma una decisión y después se utiliza el análisis estadístico para justificar la decisión ya tomada.

Datos no comparables: Establecer comparaciones es una de las partes más importantes del análisis estadístico, pero es extremadamente importante que tales comparaciones se hagan entre datos que se presten a ello.

Proyección descuidada de tendencias: La proyección simplista de tendencias pasadas hacia el futuro, es uno de los errores que más ha desacreditado el uso del análisis estadístico. Hay que tener en cuenta que cualquier estadística que se realice es una fotografía instantánea, por lo cual deben emplearse los históricos de otras estadísticas previamente realizadas antes de emitir cualquier resultado concluyente sobre el fenómeno o hecho que se está estudiando.

Muestreo incorrecto: En la mayoría de los estudios, la información disponible es tan extensa que se hace necesario inferir a partir de muestras, para derivar conclusiones acerca de la población a la que pertenece la muestra. Si la muestra se selecciona correctamente, tendrá básicamente las mismas propiedades que la población de la cual fue extraída; pero si el muestreo se realiza incorrectamente, entonces puede suceder que los resultados no sean representativos de la realidad poblacional.


Cabe anotar que en este texto nos limitaremos a tratar la estadística descriptiva, para lo cual deniremos algunos conceptos básicos asociados a esta rama.


3. Clasificación y control de calidad de los datos.
4. Codificación y digitación.
5. Análisis.
6. Presentación.

Población:  Conjunto  o  colección  de  los  entes  de  interés.  Cada  ente presenta características determinadas, observables y medibles. Por ejemplo, en el  elemento persona: nombre, edad, género, peso, nacionalidad, etc. Por lo tanto, la estadística se preocupa de estudiar las características de los elementos constituyentes de la población, y estudia las posibles relaciones y las regularidades que presenta la población a partir de estas características.

La población se puede clasicar, según su tamaño, en dos tipos:

Población finita: El número de elementos es finito. Por ejemplo: la cantidad de alumnos de una escuela.
Población infinita: El número de elementos es infinito o tan grande que pueden considerarse en cantidad infinita. Por ejemplo: las estrellas de la Vía Láctea.


Muestra: La mayoría de los estudios estadísticos, no se realizan sobre la población por los altos costos en tiempo y dinero, sino sobre un subconjunto o una parte de ella denominada muestra, partiendo del supuesto de que este subconjunto presenta el mismo comportamiento y características de la población. Por ejemplo, para la población “estudiantes de las escuelas de Guayaquil, una muestra podría ser “el conjunto de niños de una escuela en particular.

Variable: Es una característica que se asocia a los elementos de una muestra o población. Tiene la propiedad de poder ser medida u observada. Su expresión numérica es el dato. Las variables se pueden clasicar en dos tipos:

Variables cuantitativas: Se expresan por medio de números y pueden ser:

Discretas: Sólo se miden por medio de valores puntuales. Por ejemplo:
número de materias, cantidad de médicos en un hospital; y,

Continuas:  Pueden  tomar  cualquier  valor  intermedio  entre  dos números, es decir, intervalos. Por ejemplo: el peso y la estatura de una persona.


Variables cualitativas o atributos: No se pueden expresar numéricamente, sino por medio del nombre de la característica en estudio; se pueden clasicar en:


Ordinales: Aquellas que sugieren una ordenación. Por ejemplo: nivel de estudio, posición de los 


ganadores de un concurso; y

Nominales: Aquellas que sólo admiten una mera ordenación alfabética, pero no establecen orden por su contenido. Por ejemplo: género, estado civil, color de cabello.

Las variables también se pueden clasicar en:

Variables unidimensionales: Sólo recogen información sobre una característica. Por ejemplo: edad de los alumnos de una clase.

Variables     bidimensionales:       Recogen   información   sobre   dos características de la población. Por ejemplo: edad y estatura de los alumnos de una clase.

Variables multidimensionales: Recogen información sobre tres o más características. Por ejemplo: edad, estatura y peso de los alumnos de una clase.

Existen otros tipos de variables que se emplean en estadística, como son las variables independientes, variables dependientes, variables explicativas, variables de respuesta, entre otras, que no forman parte del estudio de este capítulo, pero que se pueden analizar con más detenimiento en un curso formal de estadística.

Antes de realizar un estudio estadístico, es importante tener claridad respecto de aspectos tales como: ¿qué se está midiendo?, ¿cómo se está midiendo?, ¿para qué se está midiendo?, ¿por qué se está midiendo?, ¿quién está midiendo?, ¿en qué momento se realizarán las mediciones? En síntesis, el proceso de medición genera el tipo de variable y no su característica o propiedad por la cual está siendo estudiada.



CAPÍTULO IV


Trigonometría
m
A
B            m (B) = α

Se acostumbra designar a la medida de los ángulos con letras del alfabeto griego: α, β, γ, θ, ω entre otras.

Si se considera una región del plano con un recorrido desde el lado inicial del ángulo hasta el lado final, siguiendo el sentido contrario de las manecillas del reloj, por convención la medida del ángulo es positiva. Si dicho recorrido se realiza en sentido de las manecillas del reloj, la medida es negativa.



Lado final


Lado final
β






α
Vértice



Lado inicial


Vértice



Lado inicial







a) Medida positiva de un ángulo


b) Medida negativa de un ángulo


Figura 4.2: Signos de las Medidas de los Ángulos.

Un ángulo se encuentra en posición normal o estándar si su vértice está ubicado en el origen del sistema de coordenadas rectangulares y su lado inicial coincide con el semieje X positivo. Si el lado terminal del ángulo se encuentra en el segundo cuadrante, se denominará ángulo del segundo cuadrante y análogamente para los otros cuadrantes.



a) Ángulo  en  posición  normal  del segundo cuadrante, cuya medida es positiva.


Lado final

b) Ángulo en posición normal del cuarto cuadrante, cuya medida es negativa.


Figura 4.3: Signos de las Medidas de los Ángulos.    


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Para la localización exacta de una estrella o la posición de un barco, se utilizan las unidades de medida más conocidas, como son los grados sexagesimales, minutos y segundos; tales unidades están basadas en la división en partes iguales de una circunferencia.

Algunas equivalencias importantes son las siguientes:
360º representan un giro completo alrededor de una circunferencia.



2
 
180º representan  1


de vuelta alrededor de una circunferencia.



4
 
90º representan  1


de vuelta.



360
 
1º representa   1     de vuelta.
1º representa 60 minutos ().
1‛ representa 60 segundos (‛‛).

Es de observar que para generar un ángulo se puede dar más de un giro completo; por ejemplo, si damos dos giros completos se tendrían 720º; si se dan 10 giros se tendrían 3600º.

Para propósitos de cálculo, los grados son transformados en radianes, puesto que el radián es mucho más práctico en las aplicaciones físicas.

A continuación, se interpreta el signicado de un radián:

Considerando una circunferencia de radio r y centro O, se construye un ángulo de medida α cuyo vértice esté ubicado en O, y cuyos lados inicial
y terminal subtienden sobre la circunferencia un arco de longitud igual a r, tenemos que α constituye un radián.



r
α
O         r              α = 1 radián
1 radián 57º 17' 44.8''




Figura 4.4: Interpretación de un Radián.

Es de notar que la medida de un ángulo es independiente de la longitud del radio. Por ejemplo, al dividir una pizza en 8 partes iguales, la medida del ángulo de cada pedazo permanece igual, independientemente si la pizza es pequeña, normal o familiar.

La medida de un ángulo permite calcular fácilmente la longitud de un arco de circunferencia; sólo basta multiplicar la longitud del radio por la medida del ángulo en radianes.



Longitud de un arco de circunferencia


= (Medida del ángulo en radianes)(Longitud del radio)







Figura 4.5 Longitud de la Circunferencia.

Es importante reconocer la medida de un ángulo, ya sea que esté expresada en radianes o grados sexagesimales, porque ésta indica la ubicación del ángulo en uno de los ejes o cuadrantes del sistema de coordenadas rectangulares. Así, las diferentes ubicaciones del lado terminal de un ángulo en términos de su medida se resumen en el Cuadro 4.1.

Cuadro 4.1: Ubicación de los Ángulos respecto a su Medida.


Para medidas mayores a 2π radianes o 360º, se debe dividir esta medida para 2π o 360º, según sea el caso; el cociente indicará la cantidad de giros o
vueltas y el residuo de la división indicará la ubicación del lado terminal del ángulo.

Ejemplo 4.1 Ubicación de los ángulos.

Se requiere ubicar un ángulo cuya medida es 410º. Si se divide para
360º, se obtiene 1 de cociente y 50 de residuo. Esto quiere decir que el
ángulo ha dado una vuelta completa de 360º y su lado terminal se ha
ubicado en 50º. Por tanto, es un ángulo del I Cuadrante.


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4.1.2 Clases de ángulos

Definición 4.3 (Coterminales)

Son aquellos ángulos que tienen los mismos lados inicial y terminal.


Ejemplo 4.2 Ángulos coterminales.



=
 

=
 
Sean α      π
3
coterminales.


y β      -  5π . Graficando se observa que los ángulos son
3

Definición 4.4 (Consecutivos)

Dos ángulos de un mismo plano son consecutivos cuando sólo tienen un lado en común.



Definición 4.5 (Adyacentes)

Dos ángulos son adyacentes cuando son consecutivos y los lados no comunes son semirrectas en la misma dirección, pero en sentido contrario. La suma de las medidas de éstos ángulos es 180º.