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Probabilidad y Estadística 2010 Canarias

Distribución Normal: Salarios netos

Los salarios netos que reciben los trabajadores de una región siguen una variable normal de media igual a 950 euros y desviación típica igual a 125. a) ¿Cuál es probabilidad de que, elegido un trabajador, su salario neto sea de, al menos, 800 euros? b) ¿Cuál es probabilidad de que, elegido un trabajador, su salario neto sea mayor que 700 euros y, como máximo, igual a 1100? c) Si se seleccionan 675 trabajadores, ¿cuántos se espera que tengan un salario neto de, al menos, 1000 euros?
Paso 1
Definición de la variable y cálculo de la probabilidad para al menos 800 euros
**a) ¿Cuál es probabilidad de que, elegido un trabajador, su salario neto sea de, al menos, 800 euros?** Primero definimos la variable aleatoria $X$ que representa el salario neto de un trabajador: $$X \sim N(\mu, \sigma) \implies X \sim N(950, 125)$$ Donde la media $\mu = 950$ y la desviación típica $\sigma = 125$. Para calcular probabilidades en una distribución normal, debemos **tipificar** la variable para pasar a una normal estándar $Z \sim N(0, 1)$ usando la fórmula $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$. Nos piden la probabilidad de que el salario sea de al menos 800 euros, es decir, $P(X \ge 800)$: $$P(X \ge 800) = P\left(Z \ge \frac{800 - 950}{125}\right) = P\left(Z \ge \frac{-150}{125}\right) = P(Z \ge -1.2)$$ Por la simetría de la campana de Gauss, la probabilidad de que $Z$ sea mayor que un valor negativo es igual a la probabilidad de que sea menor que su valor positivo correspondiente: $$P(Z \ge -1.2) = P(Z \le 1.2)$$ Buscamos el valor $1.2$ en la tabla de la distribución $N(0, 1)$: $$P(Z \le 1.2) = 0.8849$$ 💡 **Tip:** Recuerda que "al menos" significa $\ge$. Cuando tipificamos, si el área queda a la derecha de un valor negativo, por simetría es lo mismo que el área a la izquierda del valor positivo. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(X \ge 800) = 0.8849}$$
Paso 2
Cálculo de la probabilidad en un intervalo
**b) ¿Cuál es probabilidad de que, elegido un trabajador, su salario neto sea mayor que 700 euros y, como máximo, igual a 1100?** Nos piden calcular la probabilidad en el intervalo $700 \lt X \le 1100$. Tipificamos ambos valores: 1. Para $x = 700$: $z_1 = \frac{700 - 950}{125} = \frac{-250}{125} = -2$ 2. Para $x = 1100$: $z_2 = \frac{1100 - 950}{125} = \frac{150}{125} = 1.2$ Entonces: $$P(700 \lt X \le 1100) = P(-2 \lt Z \le 1.2)$$ Para calcular la probabilidad entre dos valores, restamos las probabilidades acumuladas: $$P(-2 \lt Z \le 1.2) = P(Z \le 1.2) - P(Z \le -2)$$ Sabemos que $P(Z \le -2) = 1 - P(Z \le 2)$ por las propiedades de la normal estándar. Buscamos los valores en la tabla: - $P(Z \le 1.2) = 0.8849$ - $P(Z \le 2) = 0.9772$ Sustituimos: $$P(-2 \lt Z \le 1.2) = 0.8849 - (1 - 0.9772) = 0.8849 - 0.0228 = 0.8621$$ 💡 **Tip:** En una distribución continua como la Normal, el uso de $\lt$ o $\le$ no afecta al valor de la probabilidad puntual, ya que $P(X=k)=0$. ✅ **Resultado:** $$\boxed{P(700 \lt X \le 1100) = 0.8621}$$
Paso 3
Cálculo del número esperado de trabajadores
**c) Si se seleccionan 675 trabajadores, ¿cuántos se espera que tengan un salario neto de, al menos, 1000 euros?** Primero calculamos la probabilidad de que un trabajador individual gane al menos 1000 euros, $P(X \ge 1000)$: Tipificamos: $$z = \frac{1000 - 950}{125} = \frac{50}{125} = 0.4$$ $$P(X \ge 1000) = P(Z \ge 0.4) = 1 - P(Z \le 0.4)$$ Buscamos $0.4$ en la tabla: $$P(Z \le 0.4) = 0.6554$$ $$P(X \ge 1000) = 1 - 0.6554 = 0.3446$$ Ahora, para hallar el número esperado de trabajadores en un grupo de $n = 675$, multiplicamos el tamaño de la muestra por la probabilidad individual: $$E = n \cdot p = 675 \cdot 0.3446 = 232.605$$ Como estamos contando personas, redondeamos al número entero más cercano. 💡 **Tip:** El valor esperado o esperanza en este contexto es simplemente el total de la muestra multiplicado por la probabilidad del suceso. ✅ **Resultado:** $$\boxed{\text{Se espera que } 233 \text{ trabajadores tengan ese salario}}$$
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