Ejercicios resueltosestadisticadescriptiva
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Este documento presenta tres ejemplos que ilustran el cálculo de medidas estadísticas descriptivas y la construcción de gráficos. El primer ejemplo muestra los signos visibles de anorexia en estudiantes mediante una tabla de frecuencias y un diagrama de barras. El segundo ejemplo calcula medidas de tendencia central, dispersión y dibuja un diagrama de caja para datos sobre el tiempo requerido para tratamientos. El tercer ejemplo analiza datos sobre el tiempo que tardan estudiantes en dormirse durante clases a través de diagramas de ca
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- 1. EJERCICIOS RESUELTOS. ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA. Ejemplo 1: Según la Asociación de lucha contra la Bulimia y la Anorexia, las pautas culturales han determinado que la delgadez sea sinónimo de éxito social. Muchos jóvenes luchan para conseguir el “físico ideal” motivados por modelos, artistas o por la publicidad comercial. Durante el mes de marzo del año 2006, en el colegio “Alcántara” de la ciudad de Talca, después de las vacaciones de verano, se observó con precaución a 27 alumnos con síntomas de anorexia, registrándose los siguientes signos visibles: Dieta Severa Miedo a Engordar Hiperactividad Uso de Ropa Holgada Dieta Severa Uso de Laxantes Miedo a Engordar Dieta Severa Uso de Ropa Holgada Dieta Severa Uso de Ropa Holgada Dieta Severa Dieta Severa Dieta Severa Uso de Ropa Holgada Hiperactividad Uso de Laxantes Miedo a Engordar Uso de Laxantes Dieta Severa Uso de Ropa Holgada Uso de Laxantes Hiperactividad Uso de Laxantes Uso de Ropa Holgada Hiperactividad Dieta Severa a. Resuma la información anterior en una tabla de distribución de frecuencias. Respuesta: Tabla de distribución de los signos visibles de 27 alumnos con síntomas de anorexia, en el colegio Alcántara de la ciudad de Talca durante el mes de marzo del año 2006. Signo Visible Número de alumnos Porcentaje de alumnos Dieta severa 9 33,3 Miedo a engordar 3 11,1 Hiperactividad 4 14,8 Uso de laxantes 5 18,5 Uso de ropa holgada 6 22,2 Total 27 100,0
- 2. b. Construya un gráfico adecuado para resumir la información anterior. Respuesta: Gráfico de distribución de los signos visibles de 27 alumnos con síntomas de anorexia, en el colegio Alcántara de la ciudad de Talca durante el mes de marzo del año 2006. c. Calcule y comente alguna medida de resumen de estos datos. Respuesta: La única medida de resumen que es posible determinar es la moda, que en este caso corresponde al signo visible dado por la dieta severa. Interpretación: El signo visible que se observa con mayor frecuencia es el de una dieta severa.
- 3. Ejemplo 2: El tratamiento de los niños con desórdenes de la conducta puede ser complejo. El tratamiento se puede proveer en una variedad de escenarios dependiendo de la severidad de los comportamientos. Además del reto que ofrece el tratamiento, se encuentran la falta de cooperación del niño/niña y el miedo y la falta de confianza de los adultos. Para poder diseñar un plan integral de tratamiento, el siquiatra de niños y adolescentes puede utilizar la información del niño, la familia, los profesores y de otros especialistas médicos para entender las causas del desorden. Para ello, un siquiatra local ha considerado una muestra aleatoria de 20 niños, anotando el tiempo necesario que requiere en cada niño para lograr un plan integral del tratamiento, obteniéndose lo siguiente (en horas): 6 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10 10 11 a. Calcule las medidas de tendencia central y de dispersión de estos datos, indicando a qué tipo de medida pertenece. Respuesta: Medidas de tendencia central: Pr omedio : x = xi∑= 176 = 8,8 horas n 20 Calculo de la Mediana: Datos ordenados: 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 10° 11° 12° 13° 14° 15° 16° 17° 18° 19° 20° 6 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10 10 11 Q1=8 Q2=9 Q3=10 Posición de la Mediana (n +1 ) 21 = 10,5 , por tanto la mediana será el valor = 2 2 medio entre la décima y la undécima observación. Mediana = 9 horas. Moda = 9 horas (el valor que más se repite). Medidas de dispersión: Desviación estándar: s = 1,24 horas. Rango = 11 – 6 = 5 horas. Cálculos para el rango entre cuartiles: El cuartil 1 será la mediana de los primeros 10 datos, es decir, se encuentra entre la quinta y sexta observación: Cuartil 1 = 8 horas. El cuartil 3 será la mediana de los últimos 10 datos, es decir, se encuentra entre la 15ava y 16ava observación: Cuartil 3 = 10 horas. Rango entre cuartiles = 10 – 8 = 2 horas.
- 4. b. Dibuje un diagrama de caja. Comente el resultado acerca de la distribución. Respuesta: Para dibujar el gráfico de caja necesitamos verificar si existen valores extremos: Valores extremos: Xi < Q1 - 1,5 (Q3 – Q1) 6 ? 8 – 1,5 (10 – 8) = 8 – 3 = 5 6 no es menor que 5, por lo tanto 6 no es un valor extremo. Xi > Q3 + 1,5 (Q3 – Q1) 11 ? 10 + 3 = 13 11 no es mayor que 13, por lo tanto 11 no es un valor extremo. Distribución del tiempo necesario para diseñar un plan integral de un tratamiento que requiere un niño con desordenes de la conducta. La caja muestra cierta simetría, aunque los bigotes dicen lo contrario, mostrando un sesgo a la izquierda. c. Dibuje un diagrama de tallo y hoja. Comente el resultado acerca de la distribución. Respuesta: Distribución del tiempo necesario para diseñar un plan integral de un tratamiento que requiere un niño con desordenes de la conducta. Horas Stem-and-Leaf Plot Frequency Stem & Leaf 1.00 6 . 0 2.00 7 . 00 4.00 8 . 0000 7.00 9 . 0000000 5.00 10 . 00000 1.00 11 . 0 Stem width: 1.00 Each leaf: 1 case(s) La distribución no es simétrica con un leve sesgo a la izquierda.
- 5. Ejemplo 3: Dos profesores (A y B) están interesados en estudiar los hábitos de sueño de los estudiantes en sus clases. Ambos profesores registran el tiempo (en minutos) que demoran en quedarse dormidos sus alumnos desde que empieza la clase. El gráfico muestra los tiempos que demoran en quedarse dormidos los alumnos del profesor A. 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 Tiempo en minutos 12 11 10 9 8 N= 19 Profesor A a. ¿Cuál es el valor aproximado de las medidas de dispersión del tiempo del Profesor A?. Respuesta: Las medidas de dispersión que podemos conocer a partir de un gráfico de caja son el Rango y el Rango entre cuartiles. Para calcular la desviación estándar necesitamos todos los datos. El Rango es máximo – mínimo = 2 – 9 = 12 minutos = Rango. El Rango entre cuartiles es cuartil 3 – cuartil 1 = 17 – 14 = 3 minutos = RQ. b. ¿Qué porcentaje de alumnos se queda dormido antes de los 14 minutos con el Profesor A?. Justifique. Respuesta: 14 minutos corresponde al cuartil 1 de los tiempos del Profesor A, por lo tanto el 25% de los alumnos se queda dormido antes de los 14 minutos. c. Los datos del Profesor B son los siguientes: 10,5 11,3 11,9 12 12,3 12,3 12,5 12,7 13,4 13,7 13,8 14,2 14,8 15,1 15,3 16,7 16,8 18,8 20,8 Construya un diagrama de caja correspondiente a los tiempos en que se quedan dormidos los alumnos en la clase del Profesor B.
- 6. Respuesta: Para dibujar el gráfico de caja necesitamos calcular los cuartiles, y verificar si existen valores extremos: 1° 2° 3° 4° 5° 6° 7° 8° 9° 10° 10,5 11,3 11,9 12 12,3 12,3 12,5 12,7 13,4 13,7 Q1 Q2 11° 12° 13° 14° 15° 16° 17° 18° 19° 13,8 14,2 14,8 15,1 15,3 16,7 16,8 18,8 20,8 Q3 Cálculo de la mediana: La posición de la mediana (n +1 ) = 20 = 10 , por lo 2 2 tanto la mediana se ubica en el décimo valor ordenado... la mediana es 13,7. Cálculo del Cuartil 1: El cuartil 1 es la mediana de los primeros 9 valores ordenados, por lo tanto, corresponde al quinto valor, el cuartil 1 es 12,3. Cálculo del Cuartil 3: El cuartil 3 es la mediana de los últimos 9 valores ordenados, por lo tanto, se ubica en el 15-avo valor, el cuartil 3 es 15,3. Cálculo de valores extremos: Q1 – 1,5 (Q3 – Q1) = 12,3 – 1,5 (15,3 – 12,3) = 7,8. 10,5 no es mayor que 7,8, por lo tanto, 10,5 no es un valor extremo. Verificaremos si el máximo es un valor extremo si 20,8 es mayor que: Q3 + 1,5 (Q3 – Q1) = 15,3 – 1,5 * 3 = 19,8. 20,8 es mayor que 19,8, por lo tanto, 20,8 es un valor extremo. Verificamos si el siguiente número es valor extremo: 18,8 no es mayor que 19,8, por lo tanto, no hay más valores extremos. Con estos elementos, finalmente se construye el gráfico de caja: