Variable Aleatoria

Una variable aleatoria es un conjunto de valores posibles de un experimento aleatorio.

Ejemplo: Al lanzar una moneda podríamos obtener Cara o Escudo.

Vamos a darles los valores Cara = 0 y Escudo = 1 y tenemos una variable aleatoria "X":

 

variable aleatoria 1

Usando notación matemática:

X = {0, 1}

Nota: ¡Podríamos elegir Cara = 100 y Escudo = 150 u otros valores si queremos! Es nuestra eleccion.

Entonces:

No es como una variable de álgebra

En Álgebra, una variable, como x, es un valor desconocido:

Ejemplo: x + 2 = 6

En este caso podemos encontrar que x = 4

Pero una Variable Aleatoria es diferente ...

Una Variable Aleatoria tiene un conjunto completo de valores ...
... y podría tomar cualquiera de esos valores, al azar.

 

Ejemplo: X = {0, 1, 2, 3}

X podría ser 0, 1, 2 o 3 al azar.

Y cada valor podría tener una probabilidad diferente.

Mayúsculas

Se usan letras mayúsculas, como X o Y,para evitar confusiones con el tipo de variable del álgebra.

Espacio muestra

El conjunto de valores de una Variable Aleatoria es el Espacio Muestra.

dado

Ejemplo: Lanzar un dado una vez

Variable Aleatoria X = "la puntuación que se muestra en la cara superior".

X podría ser 1, 2, 3, 4, 5 or 6

Así que el espacio muestra es {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Probabilidad

Podemos mostrar la probabilidad de cualquier valor usando este estilo:

P(X = valor) = probabilidad de ese valor

Ejemplo (continuación): Lanzar un dado una vez

X = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

En este caso, todos son igualmente probables, por lo que la probabilidad de cualquiera es 1/6

Nota que la suma de las probabilidades = 1, como debe ser.

moneda Caramoneda Escudomoneda Cara

Ejemplo: ¿Cuántas Caras cuando lanzamos 3 monedas?

X = "El número de Caras" es la Variable Aleatoria.

En este caso, podría haber 0 Caras (si todas las monedas caen en Escudo), 1 Cara, 2 Caras o 3 Caras.

Entonces el espacio muestral = {0, 1, 2, 3}

Pero esta vez los resultados NO son todos igualmente probables.

Las tres monedas pueden aterrizar de ocho maneras posibles:

    X =  
"Número
de Caras"
CCC   moneda Caramoneda Caramoneda Cara 3
CCE   moneda Caramoneda Caramoneda Escudo 2
CEC   moneda Caramoneda Escudomoneda Cara 2
CEE   moneda Caramoneda Escudomoneda Escudo 1
ECC   moneda Escudomoneda Caramoneda Cara 2
ECE   moneda Escudomoneda Caramoneda Escudo 1
EEC   moneda Escudomoneda Escudomoneda Cara 1
EEE   moneda Escudomoneda Escudomoneda Escudo 0

Mirando la tabla, vemos solo 1 caso de Tres Caras, pero 3 casos de Dos Caras, 3 casos de Una Cara y 1 caso de Cero Caras. Entonces:

 

2 dados

Ejemplo: Se lanzan dos dados

La Variable Aleatoria es X = "La suma de las puntuaciones en los dos dados".

Hagamos una tabla de todos los valores posibles:


1er Dado
1 2 3 4 5 6



2do
Dado
1 2 3 4 5 6 7
2 3 4 5 6 7 8
3 4 5 6 7 8 9
4 5 6 7 8 9 10
5 6 7 8 9 10 11
6 7 8 9 10 11 12

Hay 6 × 6 = 36 posibles resultados, y el espacio muestral (que es la suma de las puntuaciones en los dos dados) es {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

Contemos con qué frecuencia ocurre cada valor y calculemos las probabilidades:

Un rango de valores

También podríamos calcular la probabilidad de que una Variable Aleatoria tome un rango de valores.

Ejemplo (continuación) ¿Cuál es la probabilidad de que la suma de las puntuaciones sea 5, 6, 7 o 8?

En otras palabras: ¿Cuánto es P(5 ≤ X ≤ 8)?

P(5 ≤ X ≤ 8) =P(X=5) + P(X=6) + P(X=7) + P(X=8)
= (4+5+6+5)/36
= 20/36
= 5/9

Resolver

También podemos resolver una ecuación de Variable Aleatoria.

Ejemplo (continuación) Si P (X = x) = 1/12, ¿cuál es el valor de x?

Mirando en la lista de arriba encontramos:

De modo que hay dos soluciones: x = 4 o x = 10

Observa los diferentes usos de X y x:

Continua

Las Variable Aleatorias pueden ser Discretas o Continuas:

Todos nuestros ejemplos han sido discretos.

Obtén más información en Variables Aleatorias Continuas.

Media, Varianza y Desviación Estándar

También puedes aprender cómo encontrar la Media, Varianza y Desviación Estándar en Variables Aleatorias.

 

Resumen

 

¡Refuerza tu aprendizaje resolviendo los siguientes retos sobre este tema! (Nota: están en inglés).