Probabilidad y Estadística 2023 La Rioja
Distribución Normal: Estatura de jugadores
10.- (2 puntos) La estatura media de un jugador de fútbol del Real Madrid sigue una distribución normal de media $180$ cm y desviación típica $10$ cm. Si se elige un jugador al azar, calcula:
(i) la probabilidad de que su altura sea superior o igual a $200$ cm;
(ii) la probabilidad de que su altura esté entre $170$ y $190$ cm.
(Véase la tabla simplificada de la normal tipificada que aparece al final del examen)
Paso 1
Definición de la variable y tipificación
Definimos la variable aleatoria $X$ como la estatura (en cm) de un jugador de fútbol del Real Madrid. El enunciado indica que $X$ sigue una distribución normal:
$$X \sim N(180, 10)$$
Donde la media es $\mu = 180$ y la desviación típica es $\sigma = 10$.
Para poder utilizar las tablas de la normal estándar, debemos realizar un cambio de variable llamado **tipificación**, de modo que transformamos nuestra variable $X$ en una variable $Z$ que sigue una distribución $N(0, 1)$:
$$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} = \frac{X - 180}{10}$$
💡 **Tip:** Tipificar permite comparar cualquier distribución normal con la normal estándar $N(0, 1)$, cuyos valores de probabilidad están tabulados.
Paso 2
Cálculo de la probabilidad para el primer caso
**(i) la probabilidad de que su altura sea superior o igual a $200$ cm;**
Buscamos calcular $p(X \ge 200)$. Primero, tipificamos el valor $200$:
$$z = \frac{200 - 180}{10} = \frac{20}{10} = 2$$
Entonces, la probabilidad buscada es $p(Z \ge 2)$. Como las tablas suelen ofrecer la probabilidad acumulada a la izquierda ($p(Z \le z)$), aplicamos la propiedad del suceso complementario:
$$p(Z \ge 2) = 1 - p(Z \lt 2)$$
Consultamos el valor para $z = 2,00$ en la tabla de la normal estándar:
$$p(Z \lt 2) = 0,9772$$
Calculamos el resultado final:
$$p(X \ge 200) = 1 - 0,9772 = 0,0228$$
💡 **Tip:** Recuerda que en distribuciones continuas como la Normal, $p(Z \ge a) = p(Z \gt a)$, ya que la probabilidad en un punto exacto es cero.
✅ **Resultado (i):**
$$\boxed{p(X \ge 200) = 0,0228}$$
Paso 3
Cálculo de la probabilidad en un intervalo
**(ii) la probabilidad de que su altura esté entre $170$ y $190$ cm.**
Buscamos calcular $p(170 \le X \le 190)$. Tipificamos ambos extremos del intervalo:
Para $x = 170$: $z_1 = \frac{170 - 180}{10} = -1$
Para $x = 190$: $z_2 = \frac{190 - 180}{10} = 1$
La probabilidad es $p(-1 \le Z \le 1)$. Aplicamos la propiedad de la probabilidad en un intervalo:
$$p(-1 \le Z \le 1) = p(Z \le 1) - p(Z \le -1)$$
Como la distribución es simétrica, $p(Z \le -1) = 1 - p(Z \le 1)$. Sustituimos:
$$p(Z \le 1) - (1 - p(Z \le 1)) = 2 \cdot p(Z \le 1) - 1$$
Consultamos en la tabla el valor para $z = 1,00$:
$$p(Z \le 1) = 0,8413$$
Operamos:
$$2 \cdot (0,8413) - 1 = 1,6826 - 1 = 0,6826$$
✅ **Resultado (ii):**
$$\boxed{p(170 \le X \le 190) = 0,6826}$$