Estadística y Probabilidad

Introductory activities



Contents

Estadística / Statistics

Estudio estadístico: caso práctico. / An statistical study.

Lectura recomendada: ¡A la moda! Y a la mediana, y a la media...

An infographic about education as an example of how to use statistic charts in real life.

Probabilidad / Probability


Variables

Qualitative variables: its expressed by words or a number that is a code.

Quantitative variables: its expressed by numbers.

Access again the survey, put a name to every variable considered there and classify them into qualitative variables and quantitative variables.

Age Gender How many brothers and sisters do you have? Which is your favourite colour? How much do you weigh? What is your height? Have you got any video game console? Which is your favourite subject? How many times a week do you eat fish? How many hours a day do you watch TV? How many followers do you have in Instagram And how many people do you follow? Which is your wors subject? What would you like to do after highschool? Which wastes do you recycle at home? Which is your favourite football team? How much money do you carry a normal working day? How many devices connected to the internet are there at home? Which is your shoe size? Measure your heart rate (pulses/min.) Which kind  of household chores do you do at home? How many pieces of fruit do you eat per week? How many hours per week do you play any sport? How many gums are stuck under your desk?

Statistical population and samples

Statistical population: the amount of individuals affected by the study.

Sample: a subset of the population. For example: TV audiences, elections surveys, blood sample.

Collecting information: tables

Look at the raw data we have collected (at the end of the page).

Frequency distribution tables

After the tally, you get a table like that to the right where you can see de different values of the variable, the absolute frequency, the relative frequency and the percentages.

Make a table to summarize last data. Then, answer the following questions:

La hoja de cálculo de Google

Charts

Bar chart and line chart


Pie chart

Activity: Reaction time

Parámetros

MODA: The mode is the value that appear most often in a set of data.

La moda es el valor de la variable más frecuente, el que más se repite, el que tiene mayor frecuencia absoluta. Es el parámetro más sencillo de calcular y puede extraerse en todo tipo de variables, incluso en las que vienen dadas con palabras, sin números, que se llaman variables cualitativas.

Está íntimamente relacionado con las proporciones o los porcentajes que hemos calculado en el apartado de tablas estadísticas, en el sentido de que es el valor que se presenta en un mayor porcentaje, el más alto en su proporción.

En cierto modo, la moda tiene mucho que ver con su significado cotidiano. Decimos que algo está de moda cuando lo usa, lleva o dice mucha gente.

¿Estarán de moda en el sentido matemático estas zapatillas?

Exercise: Find out the mode of the favourite sport amongst students of 2º ESO from the data collected in a 2017 survey. Represents those data in a pie chart.

Which is your favourite sport? Others, Others, Football, Cycling, Swimming, Basketball, Volleyball, Basketball, Football, Skiing, Football, Tennis, Football, Basketball, Football, Swimming, Swimming, Others, Basketball, Others, Football, Football, Others, Football, Football, Others, Others, Basketball, Football, Skiing, Swimming, Volleyball, Basketball, Football, Swimming, Cycling, Swimming, Football, Skiing, Football, Others, Cycling, Football, Others.

El retrato robot del parado (modas y proporciones para describir este problema social).

MEDIANA: El valor que queda en medio cuando los ordenas.

La mediana es el valor de la variable que deja a tantos individuos por detrás de sí mismo como por delante, cuando todos los valores están ordenados.

Por ejemplo, en el caso de las estaturas de un grupo de personas, la estatura mediana sería la correspondiente a la persona que quedase en medio una vez que estas se ponen en fila, desde la más baja hasta la más alta.

MEDIA: El resultado de sumar todos los valores y dividir por el total de respuestas.

La media es un valor de la variable que marca su punto de equilibrio. Resume todos sus valores recogidos en uno solo.

La media aritmética permite comparar fácilmente dos poblaciones. Por ejemplo, los alumnos de 4º y los de 3º; los alumnos de 4º del Fray Luis y los de 4º de otro centro; o los alumnos de 4º de este curso y los del curso pasado.

Su cálculo se puede hacer sólo para variables cuantitativas. Se realiza sumando todos los valores y dividiendo por el número total de valores recogidos.

Observa este dato:

El alumnado de 4º toma 1,4 piezas de fruta al día como media.

Quizás pueda alguien tomarse una fruta y parte de otra, pero una media aritmética no representa un valor particular. 

Ejercicio 1: los datos del cuadro amarillo anterior son de un estudio de 2013. Compáralos con los siguientes, recogidos en 2019 para alumnos de 2 de la ESO. Extrae una conclusión que pueda ofrecerse a modo de titular.

165, 156, 165, 148, 157, 170, 160, 156, 155, 160, 159, 165, 162, 170, 150.

Ejercicio 2: compara la ingesta de fruta del alumnado de 2º de la ESO (2019) con el de 4º, que se ofrece más arriba.  10, 5, More, 4, 7, 7, 6, 2, 9, 10, 3, 7, 7, 5, 7, 11, 0, 6, 2, 4, 7, 2.

Ejercicio 3: Hay 5 personas en un ascensor, 2 mujeres y 3 hombres. El peso medio de las mujeres es de 50 kg y el de los hombres de 90 kg. ¿Cuál es el peso medio de las 5 personas del ascensor?

Probability/Probabilidad

Introductory activities and questions

Experimentos aleatorios

Como has podido comprobar hay experimentos cuyo resultado no puede predecirse con seguridad y otros que sí. En matemáticas hablamos de experimentos aleatorios (random experiments) y experimentos deterministas (determinstic experiments), respectivamente.

Asignación intuitiva de la probabilidad

Clasifica los siguientes sucesos en cinco columnas, a saber, imposible, posible, improbable, probable y seguro: que un equipo de fútbol haga un triplete; obtener un 6 al lanzar un dado; que lluevan ranas; que se estrelle un avión; que un coche tenga un accidente; que te toque la lotería; que te toque la lotería sin comprar el billete; aprobar todas las asignaturas en junio; al soltar un lápiz en el aire, este caiga al suelo; el 15 de agosto lloverá; el 15 de agosto no vendrás al instituto; el día de año nuevo llegaremos a 40º de temperatura.

Cuando no sabemos con certeza si un suceso ocurrirá o no, podemos expresar nuestra confianza en estos términos:

Mira la predicción meteorológica y haz una frase que describa la probabilidad de precipitaciones para dentro de tres días, de cuatro y de cinco.

Medida de la probabilidad

Horse race game:

Play in pairs. Every player pick six numbers, from 1 to 12. Draw the board. Roll the dices. The horse numbered with the result of the sum of the two numbers goes forward one step. The first to get to the finish line, after 10 steps, wins the race.

Puesta en común: 

La medida de la probabilidad de un suceso es la confianza que tenemos en que ocurra, la cantidad de posibilidades que le otorgamos, respecto al total de las mismas que hay. 

Entre el suceso “imposible”, que tiene probabilidad 0 (0%) y el “seguro” con probabilidad 1 (100%), hay todo un rango de sucesos con distintas posibilidades. Por ejemplo, a un suceso que tiene las mismas posibilidades de ocurrir que de no ocurrir se le otorga un 50% de posibilidades.



Espacio muestral (sample space). Se llama así al conjunto de todos los posibles resultados de un experimento aleatorio. Por ejemplo, en el experimento aleatorio "Resultado al lanzar un dado", el espacio muestral es S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}.

Keywords: certain, chance, event, impossible, likely, possible, outcome, probability, unlikely.

En un concurso de televisión se esconde un gran premio tras una de las tres puertas que el concursante debe atravesar. El concursante puede elegir la que desee, pero si se equivoca, al pasar la puerta sufrirá una lluvia de barro, huevos podridos, gusanos y arañas.

Imagina que tú eres el concursante y eliges una de las tres puertas. Tras tu elección, el presentador te muestra una de las puertas "malas" y te pregunta si deseas cambiar tu elección.

¿Qué harías?

¿Y si hubiera un millón de puertas y el presentador te mostrase, tras tu elección, todas las puertas menos la que has elegido y otra?

Lanzo tres monedas. Si todas caen de cara o todas caen de cruz, te doy 10 euros; si pasa otra cosa, me los das tú. ¿Aceptas?

A partir de aquí estamos en construcción


Evaluación

Técnicas de recuento

Frecuencia de un suceso

Juego de apuestas: apuesta por uno de los siguientes sucesos al sacar una carta de una baraja: oro; basto; As; par; figura; oro pequeño (menor o igual que 5); menor o igual que 7; caballo de espadas; lomo rojo; rey de corazones.

Se repite el experimento dos veces. Antes de la segunda vez, se pregunta a los alumnos si desean cambiar su apuesta (comenzando por los que han perdido). Se trata de ver su intuición probabilística, antes de tomar medidas.

Ordena los sucesos desde el más difícil de ocurrir al más fácil en una tabla.

Charts



Probability

TÉCNICAS DE RECUENTO

Es fácil contar cosas que pueden verse (en algunos casos, imagina tener que contar todas las estrellas o todos los granos de arena de una playa), pero es más difícil contar posibilidades. Para ello son muy útiles los diagramas en árbol, en los que se escriben en cada una de sus ramas las distintas posibilidades iniciales de determinado experimento y, a continuación, de cada rama salen tantas otras como posibilidades se ofrecen a partir de ahí.

Ejemplo: ¿De cuántas maneras diferentes puede vestirse un chico combinando tres camisetas, tres pantalones y tres zapatos?

En total hay 9 posibilidades, una por cada rama final del árbol. Se muestra un ejemplo del desarrollo completo para la camiseta azul y la indumentaria resultante tras una de las posibilidades.


Técnicas de recuento

Es fácil contar cosas que pueden verse (en algunos casos, imagina tener que contar todas las estrellas o todos los granos de arena de una playa), pero es más difícil contar posibilidades. Para ello son muy útiles los diagramas en árbol, en los que se escriben en cada una de sus ramas las distintas posibilidades iniciales de determinado experimento y, a continuación, de cada rama salen tantas otras como posibilidades se ofrecen a partir de ahí.

Ejemplo: ¿De cuántas maneras diferentes puede vestirse un chico combinando tres camisetas, tres pantalones y tres zapatos?

En total hay 9 posibilidades, una por cada rama final del árbol. Se muestra un ejemplo del desarrollo completo para la camiseta azul y la indumentaria resultante tras una de las posibilidades.

Incluso cuando no se puede repetir voluntariamente un suceso, se recurre a un recuento estadístico de las veces que va apareciendo, para asignarle una medida de sus posibilidades. En tales ocasiones, aunque no sea posible asignar un número, sí podemos comparar dos sucesos. Así suelen hacerlo las empresas aseguradoras, entre otros.

Asignación de probabilidades mediante diagramas en árbol.

Asignación de probabilidades mediante tablas de contingencia.

Repaso

Raw data

AGE

13  12  12  12  12  12  12  13  12  12  13  12  12  12  13  12  13  13  12  12  12  13  13  12  13  12  12  12  12  12  12  13  12  12  13  13  12  13  12  12  12  12  12  12  12  12  12  12

GENDER

Female  Female  Female  Female  Female  Male  Female  Male  Male  Female  Female  Female  Male  Male  Male  Female  Female  Male  Male  Male  Female  Male  Male  Male  Female  Female  Male  Male  Female  Male  Female  Female  Female  Female  Male  Female  Male  Male  Female  Female  Male  Male  Male  Male  Female  Male  Female  Female 

BRO/SIS

2  2  2  1  2  More than 5  3  2  1  2  3  3  1  2  1  2  2  2  3  3  3  3  1  1  2  2  2  2  2  2  2  3  2  2  2  2  2  1  2  More than 5  3  3  2  2  2  1

COLOUR

Black Green  Red  Red  Green  White  Black  Blue  Blue  Other  Blue  Black  Yellow  Red  Red  Purple  White  Red  Red  Black  Blue  Orange  Blue  Blue  Blue  Blue  Red  Green  Blue  Black  Black  Blue  White  Purple  Red  Black  Purple  Black  Black  Blue  Red  Brown  Red  Red  Blue  Pink  Purple  Purple

WEIGHT

50kg.  49  75    40  40 kg     37  37  46  52  40 kg  45  37.5 kg    42kg  40   38 kg  48  37  42  53  53  45  44,6  64 kilogrames  50   46  65  52.90  50

1000000000000  56  65  40  

HEIGHT

160  160  1.62  165  160  155 137cm  1'62  160  163  155  153  164 cm  140 155  165  154  168  1.55  150  154  152  155  150  1,63  165  150  1'50  1.70  165  149  160  100000000000  165  170  154  1.67  1.52

FAVOURITE SUBJECT

Phisical Phisical Phisical English German Phisical Phisical Mathematics Phisical Biology and Geology German German Biology and Geology Phisical Phisical Biology and Geology Mathematics Phisical German German Mathematics Phisical Phisical Mathematics French French Phisical Phisical Phisical Phisical   Phisical   Phisical   Biology and Geology  Biology and Geology  Phisical   Phisical   Phisical   Phisical   Phisical   Phisical   German   Biology and Geology  Phisical   Spanish   Biology and Geology  Spanish   Mathematics

TIMES/WEEK EATING FISH

1  3  1  1  0  1  2  2  2  1  4  0  1  0  0  1  1  2  1  1  1  0  2  2  3  4  3  2  1  1  1  2  2  1  1  1  1  3  0  1  2  More than 7  2  4  2  2  1  3

INSTAGRAM FOLLOWERS

63   0   85   6   76   100   50   150   64   118   280   0   600   740   0   567   0  150   13   250   400   1379   568   63   305   113   53   0   0   0   358   0   905   145   86   700   63   0    0   1E+15   280   175   102   0   134   49   0

FOOTBALL TEAM

F. C. Barcelona  Granada C. F., F. C. Barcelona  Granada C. F., F. C. Barcelona  Granada C. F.  Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Real Madrid  Real Madrid  Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  I don't have any  Real Madrid  Atlético de Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., F. C. Barcelona  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid, Otro  Granada C. F., Real Madrid, Atlético de Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Granada C. F., F. C. Barcelona, Atlético de Madrid  Granada C. F., F. C. Barcelona  Real Madrid  Real Madrid  Granada C. F., Real Madrid  Real Madrid, Otro  Real Madrid Real Madrid Granada C. F., F. C. Barcelona  Real Madrid F. C. Barcelona, Real Madrid  F. C. Barcelona  F. C. Barcelona  Granada C. F., Real Madrid  F. C. Barcelona  Granada C. F., F. C. Barcelona  Otro  I don't have any  F. C. Barcelona  F. C. Barcelona  F. C. Barcelona  Granada C. F., F. C. Barcelona  F. C. Barcelona  

GUMS UNDER THE DESK

8  5  3  3  0  0  1  0  2   10  0  0  4  0  0  0  7  4  16  6   2  5  7  0  10  25 20  6  17  18  5  7  7  8  6  14  6  27  4  18  4  6  18

Anexo: Saberes Básicos implicados en esta unidad

E. Sentido estocástico

MAT.3.E.1. Organización y análisis de datos

MAT.3.E.1.1. Estrategias de recogida y organización de datos de situaciones de la vida cotidiana que involucran una sola variable. Diferencia entre variable y valores individuales.

MAT.3.E.1.2. Análisis e interpretación de tablas y gráficos estadísticos de variables cualitativas, cuantitativas discretas y cuantitativas continuas en contextos reales.

MAT.3.E.1.3. Gráficos estadísticos: representación mediante diferentes tecnologías (calculadora, hoja de cálculo, aplicaciones...) y elección del más adecuado.

MAT.3.E.1.4. Interpretación de las medidas de localización y dispersión. Elección, en función de la situación objeto de estudio, y cálculo de la medida de centralización más adecuada.

MAT.3.E.1.5. Reconocimiento de que las medidas de dispersión describen la variabilidad de los datos.

MAT.3.E.1.6. Cálculo, manual y con apoyo tecnológico, e interpretación de las medidas de localización y dispersión en situaciones reales.

MAT.3.E.1.7. Comparación de dos conjuntos de datos atendiendo a las medidas de localización y dispersión.

MAT.3.E.2. Incertidumbre

MAT.3.E.2.1. Fenómenos deterministas y aleatorios: identificación.

MAT.3.E.2.2. Experimentos simples: planificación, realización, análisis de la incertidumbre asociada.

MAT.3.E.2.3. Asignación de probabilidades a partir de la experimentación, el concepto de frecuencia relativa, la regla de Laplace y técnicas simples de recuento.

MAT.3.E.3. Inferencia

MAT.3.E.3.1. Formulación de preguntas adecuadas que permitan conocer las características de interés de una población.

MAT.3.E.3.2. Datos relevantes para dar respuesta a cuestiones planteadas en investigaciones estadísticas: selección y presentación de la información procedente de una muestra mediante herramientas digitales.

MAT.3.E.3.3. Estrategias de deducción de conclusiones a partir de una muestra con el fin de emitir juicios y tomar decisiones adecuadas.

F. Sentido socioafectivo

MAT.3.F.1. Creencias, actitudes y emociones

MAT.3.F.1.1. Gestión emocional: emociones que intervienen en el aprendizaje de las matemáticas. Autoconciencia y autorregulación.

MAT.3.F.1.2. Estrategias de fomento de la curiosidad, la iniciativa, la perseverancia y la resiliencia en el aprendizaje de las matemáticas.

MAT.3.F.1.3. Estrategias de fomento de la flexibilidad cognitiva: apertura a cambios de estrategia y transformación del error en oportunidad de aprendizaje.

MAT.3.F.2. Trabajo en equipo y toma de decisiones

MAT.3.F.2.1. Técnicas cooperativas para optimizar el trabajo en equipo y compartir y construir conocimiento matemático.

MAT.3.F.2.2. Conductas empáticas y estrategias de la gestión de conflictos.

MAT.3.F.3. Inclusión, respeto y diversidad

MAT.3.F.3.1. Actitudes inclusivas y aceptación de la diversidad presente en el aula y en la sociedad.

MAT.3.F.3.2. La contribución de las matemáticas al desarrollo de los distintos ámbitos del conocimiento humano desde una perspectiva de género.

MAT.3.F.3.3. Reconocimiento de la contribución de la cultura andaluza, en los diferentes periodos históricos y en particular del andalusí, al desarrollo de las matemáticas

F. Sentido socioafectivo

MAT.3.F.1. Creencias, actitudes y emociones

MAT.3.F.1.1. Gestión emocional: emociones que intervienen en el aprendizaje de las matemáticas. Autoconciencia y autorregulación.

MAT.3.F.1.2. Estrategias de fomento de la curiosidad, la iniciativa, la perseverancia y la resiliencia en el aprendizaje de las matemáticas.

MAT.3.F.1.3. Estrategias de fomento de la flexibilidad cognitiva: apertura a cambios de estrategia y transformación del error en oportunidad de aprendizaje.

MAT.3.F.2. Trabajo en equipo y toma de decisiones

MAT.3.F.2.1. Técnicas cooperativas para optimizar el trabajo en equipo y compartir y construir conocimiento matemático.

MAT.3.F.2.2. Conductas empáticas y estrategias de la gestión de conflictos.

MAT.3.F.3. Inclusión, respeto y diversidad

MAT.3.F.3.1. Actitudes inclusivas y aceptación de la diversidad presente en el aula y en la sociedad.

MAT.3.F.3.2. La contribución de las matemáticas al desarrollo de los distintos ámbitos del conocimiento humano desde una perspectiva de género.

MAT.3.F.3.3. Reconocimiento de la contribución de la cultura andaluza, en los diferentes periodos históricos y en particular del andalusí, al desarrollo de las matemáticas