Probabilidad y Estadística 2021 Extremadura
Distribución normal: Duración de un Smartphone
10. La duración de un Smartphone se ajusta a una normal de media 3 años y desviación típica de 1 año. El fabricante da una garantía de 3,5 años a sus Smartphone.
a) Calcular la probabilidad de que un Smartphone dure menos que la garantía. (1 punto)
b) Calcular la probabilidad de que un Smartphone dure más de 5 años. (1 punto)
Paso 1
Definición de la variable y el modelo
Primero definimos la variable aleatoria $X$ que describe el fenómeno y el modelo de distribución que sigue:
$X =$ "duración de un Smartphone en años".
El enunciado nos indica que $X$ sigue una **distribución normal** con media $\mu = 3$ y desviación típica $\sigma = 1$. Por tanto:
$$X \sim N(3, 1)$$
Para calcular probabilidades en una normal distinta a la estándar $N(0, 1)$, debemos realizar el proceso de **tipificación** utilizando la variable $Z$:
$$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} = \frac{X - 3}{1}$$
💡 **Tip:** Recuerda que tipificar nos permite utilizar las tablas de la distribución normal estándar $N(0, 1)$ para hallar las probabilidades correspondientes.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad de que dure menos que la garantía
**a) Calcular la probabilidad de que un Smartphone dure menos que la garantía. (1 punto)**
La garantía es de $3,5$ años. Buscamos la probabilidad de que $X \lt 3,5$.
1. **Tipificamos** el valor:
$$P(X \lt 3,5) = P\left( Z \lt \frac{3,5 - 3}{1} \right) = P(Z \lt 0,5)$$
2. Buscamos el valor $0,5$ en la **tabla de la normal estándar $N(0, 1)$**. El valor que corresponde a la fila $0,5$ y columna $0,00$ es:
$$P(Z \lt 0,5) = 0,6915$$
💡 **Tip:** Al ser un valor positivo y una probabilidad de tipo "menor que", el valor de la tabla es directamente el resultado final.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(X \lt 3,5) = 0,6915}$$
La probabilidad de que el smartphone dure menos que la garantía es del **69,15%**.
Paso 3
Cálculo de la probabilidad de que dure más de 5 años
**b) Calcular la probabilidad de que un Smartphone dure más de 5 años. (1 punto)**
Buscamos la probabilidad de que $X \gt 5$.
1. **Tipificamos** el valor:
$$P(X \gt 5) = P\left( Z \gt \frac{5 - 3}{1} \right) = P(Z \gt 2)$$
2. Como la tabla de la normal estándar solo ofrece áreas para $P(Z \lt k)$, aplicamos la **propiedad del suceso contrario**:
$$P(Z \gt 2) = 1 - P(Z \le 2)$$
3. Buscamos el valor $2,0$ en la tabla de la normal estándar:
$$P(Z \le 2) = 0,9772$$
4. Calculamos la resta final:
$$P(Z \gt 2) = 1 - 0,9772 = 0,0228$$
💡 **Tip:** Para probabilidades del tipo $P(Z \gt k)$ con $k \gt 0$, siempre usamos el complementario: $1 - P(Z \le k)$.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{P(X \gt 5) = 0,0228}$$
La probabilidad de que el smartphone dure más de 5 años es muy baja, concretamente del **2,28%**.