Variables aleatorias discretas – la esperanza como media a largo plazo

MatemáticasProbabilidadEdades 17–18

Usar con mi clase

Construye la tabla de distribución de probabilidad de una variable aleatoria discreta en una situación real (un juego de dados con premio, el número de aciertos al adivinar en un examen tipo test, el número de piezas defectuosas en un lote), calcula la esperanza, la varianza y la desviación típica, y ejecuta miles de ensayos simulados para ver cómo la media experimental converge a la esperanza y decidir así si el juego favorece al jugador.

Lección: Variables aleatorias discretas y sus parámetros

Qué muestra

Una variable aleatoria discreta X toma valores xᵢ con probabilidades pᵢ que suman 1. Su esperanza E(X) = Σxᵢpᵢ es la media a largo plazo, la varianza V(X) mide la dispersión y σ = √V es la desviación típica. Las situaciones del examen y de las piezas defectuosas siguen la distribución binomial B(n, p), con E = np y V = np(1 − p). En el juego de dados cada jugada cuesta 10 y E(X) = (premio − 50)/6, así que el juego solo es justo si el premio por un 6 es 50. Los ensayos simulados muestran cómo la media experimental se acerca a E(X): la ley de los grandes números.

Cómo usarla

Elige una Situación, ajusta n y p (y el premio en el juego de dados) y lee la tabla de distribución junto con E(X), V(X) y σ. Pide a los estudiantes que decidan, a partir de la esperanza, si vale la pena jugar antes de simular. Después pulsa +1 ensayo varias veces, luego +100 y +1000, y observa cómo la línea roja de la media oscila al principio y se estabiliza cerca de E(X). Pulsa Borrar para repetir la serie y ver otro recorrido.

Parámetros que puedes cambiar

  • Situación Juego de dados con premio, Adivinar en un examen tipo test, Piezas defectuosas en un lote
  • Número de jugadas / preguntas / tamaño del lote 1–40
  • Probabilidad de éxito / tasa de defectos 0,01–0,99
  • Premio por sacar un 6 (juego) 0–100
  • Moneda Según el idioma, Dólar estadounidense, Euro, Rupia india, Rupia indonesia, Riyal saudí

Preguntas para explorar

  1. ¿Cuántas respuestas correctas esperas en promedio si adivinas 10 preguntas con 4 opciones cada una?
  2. ¿Cuál es el premio mínimo por un 6 que hace el juego de dados favorable al jugador?
  3. ¿Qué indica una varianza grande sobre el riesgo de una sola jugada o de un lote?