Matemática discreta Ejemplos

Hallar la varianza table[[x,P(x)],[2,2/10],[3,3/10],[5,5/10]]
xP(x)221033105510xP(x)221033105510
Paso 1
Demuestra que la tabla determinada cumple con las dos propiedades necesarias para una distribución de probabilidad.
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Paso 1.1
Una variable aleatoria discreta xx toma un conjunto de valores separados (como 00, 11, 22 ...). Su distribución de probabilidad asigna una probabilidad P(x)P(x) a cada valor posible xx. Para cada xx, la probabilidad P(x)P(x) cae entre 00 y 11 inclusive y la suma de las probabilidades para todos los posibles valores de xx es igual a 11.
1. Para cada xx, 0P(x)10P(x)1.
2. P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1P(x0)+P(x1)+P(x2)++P(xn)=1.
Paso 1.2
210210 está entre 00 y 11 inclusive, que cumple con la primera propiedad de la distribución de probabilidad.
210210 está entre 00 y 11 inclusive
Paso 1.3
310310 está entre 00 y 11 inclusive, que cumple con la primera propiedad de la distribución de probabilidad.
310310 está entre 00 y 11 inclusive
Paso 1.4
510510 está entre 00 y 11 inclusive, que cumple con la primera propiedad de la distribución de probabilidad.
510510 está entre 00 y 11 inclusive
Paso 1.5
Para cada xx, la probabilidad P(x)P(x) está entre 00 y 11 inclusive, que cumple con la primera propiedad de la distribución de probabilidad.
0P(x)10P(x)1 para todos los valores de x
Paso 1.6
Obtén la suma de las probabilidades para todos los posibles valores de xx.
210+310+510210+310+510
Paso 1.7
La suma de las probabilidades para todos los posibles valores de xx es 210+310+510=1210+310+510=1.
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Paso 1.7.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
2+3+5102+3+510
Paso 1.7.2
Simplifica la expresión.
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Paso 1.7.2.1
Suma 22 y 33.
5+5105+510
Paso 1.7.2.2
Suma 55 y 55.
10101010
Paso 1.7.2.3
Divide 1010 por 1010.
11
11
11
Paso 1.8
Para cada xx, la probabilidad de P(x)P(x) se encuentra entre 00 y 11 inclusive. Además, la suma de las probabilidades para todos los posibles xx es igual a 11, lo que significa que la tabla satisface las dos propiedades de una distribución de probabilidad.
La tabla cumple con las dos propiedades de una distribución de probabilidad:
Propiedad 1: 0P(x)10P(x)1 para todos los valores de xx
Propiedad 2: 210+310+510=1210+310+510=1
La tabla cumple con las dos propiedades de una distribución de probabilidad:
Propiedad 1: 0P(x)10P(x)1 para todos los valores de xx
Propiedad 2: 210+310+510=1210+310+510=1
Paso 2
La expectativa media de una distribución es el valor esperado si los ensayos de la distribución podrían continuar indefinidamente. Esto es igual a cada valor multiplicado por su probabilidad discreta.
u=2210+3310+5510u=2210+3310+5510
Paso 3
Simplifica cada término.
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Paso 3.1
Cancela el factor común de 22.
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Paso 3.1.1
Factoriza 22 de 1010.
u=222(5)+3310+5510u=222(5)+3310+5510
Paso 3.1.2
Cancela el factor común.
u=2225+3310+5510
Paso 3.1.3
Reescribe la expresión.
u=25+3310+5510
u=25+3310+5510
Paso 3.2
Multiplica 3(310).
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Paso 3.2.1
Combina 3 y 310.
u=25+3310+5510
Paso 3.2.2
Multiplica 3 por 3.
u=25+910+5510
u=25+910+5510
Paso 3.3
Cancela el factor común de 5.
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Paso 3.3.1
Factoriza 5 de 10.
u=25+910+555(2)
Paso 3.3.2
Cancela el factor común.
u=25+910+5552
Paso 3.3.3
Reescribe la expresión.
u=25+910+52
u=25+910+52
u=25+910+52
Paso 4
Obtén el denominador común
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Paso 4.1
Multiplica 25 por 22.
u=2522+910+52
Paso 4.2
Multiplica 25 por 22.
u=2252+910+52
Paso 4.3
Multiplica 52 por 55.
u=2252+910+5255
Paso 4.4
Multiplica 52 por 55.
u=2252+910+5525
Paso 4.5
Reordena los factores de 52.
u=2225+910+5525
Paso 4.6
Multiplica 2 por 5.
u=2210+910+5525
Paso 4.7
Multiplica 2 por 5.
u=2210+910+5510
u=2210+910+5510
Paso 5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
u=22+9+5510
Paso 6
Simplifica cada término.
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Paso 6.1
Multiplica 2 por 2.
u=4+9+5510
Paso 6.2
Multiplica 5 por 5.
u=4+9+2510
u=4+9+2510
Paso 7
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
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Paso 7.1
Suma 4 y 9.
u=13+2510
Paso 7.2
Suma 13 y 25.
u=3810
Paso 7.3
Cancela el factor común de 38 y 10.
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Paso 7.3.1
Factoriza 2 de 38.
u=2(19)10
Paso 7.3.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 7.3.2.1
Factoriza 2 de 10.
u=21925
Paso 7.3.2.2
Cancela el factor común.
u=21925
Paso 7.3.2.3
Reescribe la expresión.
u=195
u=195
u=195
u=195
Paso 8
La varianza de una distribución es una medida de la dispersión y es igual a la raíz cuadrada de la desviación estándar.
s2=(x-u)2(P(x))
Paso 9
Completa con los valores conocidos.
(2-(195))2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10
Simplifica la expresión.
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Paso 10.1
Simplifica cada término.
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Paso 10.1.1
Para escribir 2 como una fracción con un denominador común, multiplica por 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.2
Combina 2 y 55.
(255-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
(25-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.4
Simplifica el numerador.
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Paso 10.1.4.1
Multiplica 2 por 5.
(10-195)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.4.2
Resta 19 de 10.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.5
Mueve el negativo al frente de la fracción.
(-95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.6
Usa la regla de la potencia (ab)n=anbn para distribuir el exponente.
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Paso 10.1.6.1
Aplica la regla del producto a -95.
(-1)2(95)2210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.6.2
Aplica la regla del producto a 95.
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
(-1)29252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.7
Eleva -1 a la potencia de 2.
19252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.8
Multiplica 9252 por 1.
9252210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.9
Combinar.
9225210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.10
Cancela el factor común de 2 y 10.
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Paso 10.1.10.1
Factoriza 2 de 922.
2925210+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.10.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 10.1.10.2.1
Factoriza 2 de 5210.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.10.2.2
Cancela el factor común.
2922(525)+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.10.2.3
Reescribe la expresión.
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
92525+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.11
Multiplica 52 por 5 sumando los exponentes.
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Paso 10.1.11.1
Multiplica 52 por 5.
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Paso 10.1.11.1.1
Eleva 5 a la potencia de 1.
925251+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.11.1.2
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9252+1+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.11.2
Suma 2 y 1.
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
9253+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.12
Eleva 9 a la potencia de 2.
8153+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.13
Eleva 5 a la potencia de 3.
81125+(3-(195))2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.14
Para escribir 3 como una fracción con un denominador común, multiplica por 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.15
Combina 3 y 55.
81125+(355-195)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.16
Combina los numeradores sobre el denominador común.
81125+(35-195)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.17
Simplifica el numerador.
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Paso 10.1.17.1
Multiplica 3 por 5.
81125+(15-195)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.17.2
Resta 19 de 15.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.18
Mueve el negativo al frente de la fracción.
81125+(-45)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.19
Usa la regla de la potencia (ab)n=anbn para distribuir el exponente.
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Paso 10.1.19.1
Aplica la regla del producto a -45.
81125+(-1)2(45)2310+(5-(195))2510
Paso 10.1.19.2
Aplica la regla del producto a 45.
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
81125+(-1)24252310+(5-(195))2510
Paso 10.1.20
Eleva -1 a la potencia de 2.
81125+14252310+(5-(195))2510
Paso 10.1.21
Multiplica 4252 por 1.
81125+4252310+(5-(195))2510
Paso 10.1.22
Combinar.
81125+4235210+(5-(195))2510
Paso 10.1.23
Eleva 4 a la potencia de 2.
81125+1635210+(5-(195))2510
Paso 10.1.24
Eleva 5 a la potencia de 2.
81125+1632510+(5-(195))2510
Paso 10.1.25
Multiplica 16 por 3.
81125+482510+(5-(195))2510
Paso 10.1.26
Multiplica 25 por 10.
81125+48250+(5-(195))2510
Paso 10.1.27
Cancela el factor común de 48 y 250.
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Paso 10.1.27.1
Factoriza 2 de 48.
81125+2(24)250+(5-(195))2510
Paso 10.1.27.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 10.1.27.2.1
Factoriza 2 de 250.
81125+2242125+(5-(195))2510
Paso 10.1.27.2.2
Cancela el factor común.
81125+2242125+(5-(195))2510
Paso 10.1.27.2.3
Reescribe la expresión.
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
81125+24125+(5-(195))2510
Paso 10.1.28
Para escribir 5 como una fracción con un denominador común, multiplica por 55.
81125+24125+(555-195)2510
Paso 10.1.29
Combina 5 y 55.
81125+24125+(555-195)2510
Paso 10.1.30
Combina los numeradores sobre el denominador común.
81125+24125+(55-195)2510
Paso 10.1.31
Simplifica el numerador.
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Paso 10.1.31.1
Multiplica 5 por 5.
81125+24125+(25-195)2510
Paso 10.1.31.2
Resta 19 de 25.
81125+24125+(65)2510
81125+24125+(65)2510
Paso 10.1.32
Aplica la regla del producto a 65.
81125+24125+6252510
Paso 10.1.33
Combinar.
81125+24125+6255210
Paso 10.1.34
Cancela el factor común de 5 y 52.
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Paso 10.1.34.1
Factoriza 5 de 625.
81125+24125+5625210
Paso 10.1.34.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 10.1.34.2.1
Factoriza 5 de 5210.
81125+24125+5625(510)
Paso 10.1.34.2.2
Cancela el factor común.
81125+24125+5625(510)
Paso 10.1.34.2.3
Reescribe la expresión.
81125+24125+62510
81125+24125+62510
81125+24125+62510
Paso 10.1.35
Eleva 6 a la potencia de 2.
81125+24125+36510
Paso 10.1.36
Multiplica 5 por 10.
81125+24125+3650
Paso 10.1.37
Cancela el factor común de 36 y 50.
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Paso 10.1.37.1
Factoriza 2 de 36.
81125+24125+2(18)50
Paso 10.1.37.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 10.1.37.2.1
Factoriza 2 de 50.
81125+24125+218225
Paso 10.1.37.2.2
Cancela el factor común.
81125+24125+218225
Paso 10.1.37.2.3
Reescribe la expresión.
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
81125+24125+1825
Paso 10.2
Simplifica los términos.
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Paso 10.2.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
81+24125+1825
Paso 10.2.2
Suma 81 y 24.
105125+1825
Paso 10.2.3
Cancela el factor común de 105 y 125.
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Paso 10.2.3.1
Factoriza 5 de 105.
5(21)125+1825
Paso 10.2.3.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 10.2.3.2.1
Factoriza 5 de 125.
521525+1825
Paso 10.2.3.2.2
Cancela el factor común.
521525+1825
Paso 10.2.3.2.3
Reescribe la expresión.
2125+1825
2125+1825
2125+1825
Paso 10.2.4
Combina los numeradores sobre el denominador común.
21+1825
Paso 10.2.5
Suma 21 y 18.
3925
3925
3925
 [x2  12  π  xdx ]