jueves, 13 de julio de 2017

Gráficos estadísticos

Existe una gran cantidad de gráficos para la representación de datos estadísticos, entre los principales tenemos:

a) Gráfico de Barras 
El gráfico de barras, como su nombre lo indica, está constituido por barras rectangulares de igual ancho, conservando la misma distancia de separación entre sí. Se utiliza básicamente para mostrar y comparar frecuencias de variables cuantitativas o comportamientos  en el tiempo, cuando el número de ítems es reducido.

Para elaborarlo debemos:

- Utilizar un sistema de coordenadas rectangulares y se llevan al eje de las "x" los valores que toma la variable en estudio y en el eje de las "y" se colocan las frecuencias de cada barra.
- Luego se construyen los rectángulos, tomando como base al eje de las abscisas, cuya altura será igual a cada una de las diferentes frecuencias que presentan las variables en estudio.
- La magnitud con que viene expresada la variable se observa en la longitud de las barras (rectángulos). Es importante destacar que solamente la longitud de las barras y no su anchura es lo que denota la diferencia de magnitud entre los valores de la variable. 
Todas las barras tienen que tener una anchura igual, separadas entre sí, preferiblemente por una longitud igual a la mitad del ancho de estas o distancias iguales entre barras.

Las barras se pueden graficar tanto verticalmente como horizontalmente. Se pueden elaborar barras compuestas y barras agrupadas.


Este tipo de gráfico se clasifican por:

- Barras simples: Compara valores entre categorías de una variable
- Barras dobles: Compara valores entre categorías de dos variables
- Barras múltiples: Compara valores entre categorías de dos o más variables.
- Barras verticales: Las categorías de la variable deben ubicarse en el eje x.
- Barras horizontales: Las categorías de la variable deben ubicarse en el eje y.
- Barras Aplicadas: Compara entre categorías el aporte de cada valor en el total.


b) Gráfico de sectores Circulares:
Usualmente llamado gráfico de torta, debido a su forma característica de una circunferencia dividida en sectores, por medio de radios que dan la sensación de un pastel cortado en porciones.
Se usa para representar variables cualitativas en porcentajes o cifras absolutas cuando el número de ítems no es superior a 5 y se quiere resaltar uno de ellos.


c) Gráfico de líneas o Tendencia:
Usado básicamente para mostrar el comportamiento de una variable cuantitativa a través del tiempo. El gráfico de líneas consiste en segmentos rectilíneos unidos entre sí, los cuales resaltan las variaciones de la variable por unidad de tiempo.
Cuando se tienen varias variables a representar, con el fin de establecer comparaciones entre ellas (siempre que su unidad de medida sea la misma); se utiliza plasmarlos en un solo gráfico, el cual es el resultado de representar varias variables en un mismo plano. A este tipo de gráfico se le llama gráfico de líneas compuesto.


Criterios para elaborar un gráfico de líneas:

1- La utilización de la escala que se utilizará en el plano cartesiano puede variar tomando en cuenta el fenómeno que se va a graficar. No es necesario que las abscisas (ejes x) y las ordenadas (eje y) del plano cartesiano lleven la misma escala; sin embargo, cuando las magnitudes de las variables no se diferencian sustancialmente es recomendable utilizar escalas iguales para obtener un gráfico con mayor precisión.

2- Cuando una de las variables en estudio se inicia con valores muy altos es recomendable no comenzar el eje por el origen cartesiano sino por un valor próximo o por el mismo valor por donde comienza la variable.

3- Es costumbre representar en el eje de las x del plano cartesiano la variable independiente del estudio que se realiza y en el eje de las y la variable dependiente.
En aquellos casos que se dificulta distinguir el tipo de variable se recomienda colocar en la ordenada del plano cartesiano las frecuencias de las variables en estudio y sobre la abscisa la variable cronológica (años, semanas, días, horas, etc.)


d) Histograma de frecuencias:
El histograma es un diagrama en forma de columna, muy parecido a los gráficos de barras. Se define como un conjunto de rectángulos paralelos, en el que la base representa la clase de la distribución y su altura la magnitud que alcanza la frecuencia de la clase correspondiente. Son barras rectangulares levantadas sobre el eje de las abscisas del plano cartesiano utilizando escalas adecuadas para los valores que asume la variable en la distribución de frecuencia.


El ancho de la base de los rectángulos es proporcional a cada clase de la distribución, de tal manera que, cuando la distribución tiene clases de igual tamaño, el tamaño de todos los rectángulos tendrá bases iguales. 
Los lados del rectángulo se levantan sobre los puntos del eje de las x que corresponden a los límites de cada clase y la longitud de los mismos será igual a la frecuencia que tenga esa clase, los lados por lo tanto corresponden a la frecuencia de cada clase de la distribución de frecuencia.

Cuando se elaboran gráficas estadísticas en el plano cartesiano es recomendable que en el eje de las ordenadas se representen las frecuencias y el  eje de abscisas las variables independientes.


e) Polígono de frecuencias:
Se utiliza básicamente para mostrar la distribución de frecuencias de variables cuantitativas. Para construir el polígono de frecuencia se toma la marca de clase que coincide con el punto medio de cada rectángulo de un histograma.


Pasos para elaborar un polígono de frecuencias:

1- Se dibuja un plano cartesiano.
2- Se traza sobre el eje de las abscisas, a distancias iguales, los puntos medios de las diferentes clases de la distribución de frecuencias.
3- Se levantan perpendiculares por cada una de las marcas de clase, con una longitud igual a la frecuencia de cada una de las clases que integran la distribución de frecuencia. Al final de cada perpendicular se marca un punto.
4- Los puntos resultantes se unen por medio de una línea recta obteniéndose una línea poligonal.
5- Con la finalidad de cerrar la línea poligonal se agrega una clase imaginaria con frecuencia cero a cada extremo de la distribución de frecuencia, por tal motivos ambos extremos del polígono se cortan con el eje de las abscisas.

También se puede elaborar un polígono de frecuencia después de haber graficado un histograma; si se determina el punto medio de cada rectángulo de un histograma y esos puntos medios se unen por medio de segmentos de recta dan como resultado el polígono de frecuencia.


f) Histograma de frecuencias acumuladas:
Se utiliza básicamente para mostrar la distribución  de frecuencias acumulada de variables cuantitativas. Es una gráfica que se elabora con los valores de las frecuencias acumuladas (menor que y mayor que) y los límites de las clases de una distribución de frecuencia. El polígono de frecuencia acumulada se le conoce comúnmente como ojiva.
La ojiva es una representación gráfica que consiste en una línea, que puede ser ascendente o descendente y se utiliza para representar las distribuciones de frecuencias acumuladas menor que y mayor que, según los datos utilizados. En los estudios de análisis estadísticos la ojiva es de gran utilidad porque permite obtener con gran aproximación cierta información requerida, en un momento determinado.


Ejemplo de Gráficos Estadísticos

El gráfico muestra la distribución de los gastos de un hogar.


1. ¿Cuántos grados corresponderán al sector alimentación?
   A) 135°         B) 120°           C) 144°         D) 90°

2. Si la familia realizó un gasto de $ 840 en alimentación, ¿cuál fue el gasto en luz?
  A) $ 210            B) $ 420       C) $ 350            D) $ 120


Ejercicio de Gráficos Estadísticos
Diagrama de barras.

Para realizar esta representación tomamos el primer cuadrante de un sistema de coordenadas donde el eje de abscisas se corresponderá con las modalidades y el de ordenada con las frecuencias, éstas pueden ser absolutas o relativas. 
Veamos con un ejemplo como queda.

En una empresa se desea conocer el color de ojos de sus empleados, se observa a los 50 empleados y se obtienen los siguientes resultados: 

Color ojos
Empleados
Negros
14
Marrones
24
Verdes
4
Azules
8

Análisis Porcentual

Puede tomarse como un sistema de representación de una fracción (por ejemplo, si en una reunión hay 5 hombres y 20 mujeres, el 80% de los presentes son mujeres). Y que puede representar a una razón (en el mismo ejemplo, la razón de hombres a mujeres es del 25%). Ambas cosas son ciertas. Y revelan que, en el fondo, el porcentaje encierra una idea de proporcionalidad. Dicho de otra manera, está como preparado para “entrar” en una regla de tres en la que él mismo quiere jugar como razón. (Zabala, 2001)

EJEMPLO
¿De qué número es 3/5 el 2%? El problema puede resolverse desde diversas perspectivas. En primer lugar podemos ver que el 1% del número buscado es la mitad de 3/5, es decir, 3/5: 2 = 3/10. Por consiguiente, el número será 100 veces mayor: 100 x 3/10 = (100 x 3)/10 = 300/10 = 30. O bien, podemos observar que 2% está contenido 50 veces en 100%, de donde bastará multiplicar 3/5 por 50 para llegar al número: 3/5 x 50 = (3 x 50)/5 = 150/5 = 30. Ambos razonamientos pueden resumirse en el planteamiento habitual de la regla de tres: 3/5 2% x 100% que lleva al mismo resultado: x = (3/5 x 100)/2 = (300/5)/2 = 60/2 = 30. Nota: También puede resolverse en los términos planteados en el Cuaderno anterior. Es decir, la fracción 2/100, aplicada como operador a un número, nos ha llevado a 3/5. Para regresar al número, partimos de 3/5 y lo multiplicamos por el operador inverso, 100/2. Así, se obtiene: 3/5 x 100/2 = (3 x 100)/(5 x 2) = 300/10 = 30.

EJERCICIO

Adela gana 120 pesos diarios, más el 4% sobre el monto de las ventas del día. Al cabo de 18 días laborales recibe 4.220 pesos. ¿Cuál fue el monto total de las ventas durante esos días?

viernes, 30 de junio de 2017

Tablas de Verdad y Lógica Proposicional
Una tabla de verdad, o tabla de valores de verdad, es una traficación donde nos muestra el valor de verdad de una proposición compuesta, para verificar cada combinación de verdad que se pueda asignar en la tabla de verdad mediante un proceso, donde se utilizan conectivos lógicos (Conjunción, Disyunción, Implicación, Doble Implicación y negación) las que nos ayudaran a Resolver los problemas dados.
DISYUNCIÓN
 La disyunción de dos proposiciones p, q es la operación binaria que da por resultado p ó q, notación p v q, y tiene la siguiente tabla:
 p       q     p v q
 V       V          V
 V       F          V
 F       V          V
 F       F          F

CONJUNCIÓN
La conjunción de las proposiciones p, q es la operación binaria que tiene por resultado p y q, se representa por p^q y su tabla de verdad es:
      p       q       p ^ q
V       V        V
V       F        F
V       F        V
F       F        F

NEGACIÓN
La operación unitaria de negación, no es cierto que se representa por “~” y tiene la siguiente tabla de verdad de verdad:
P   ~P
V      F
F      V

CONDICIONAL

La condicional de dos proposiciones p, q da lugar a la proposición; si p entonces q, se representa por p → q, y su tabla de verdad está dada por:


   p      q  p → q

V       V       V

V       F        F

F       V       V

F       F       V

 

BICONDICIONAL

La bicondicional de dos proposiciones p, q da lugar a la proposición; p si y sólo si q, se representa por p ↔ q su tabla de verdad está dada por:

    p   q  p q

    V     V          V

    V      F         F

    F      V         F

   F       F         V


Ejemplo
1) Partimos de que cada variable proposicional puede ser verdadera o falsa. V o F
2) Cuando tenemos más de una variable, las combinaciones de valores de verdad serán varias. Para saber cuántas combinaciones de valores de verdad podemos obtener, elevamos 2 al número de variables distintas que aparezcan. Colocamos dichos valores repartíéndolos por la mitad en la primera variable, por la mitad de esta en la siguiente, etc..
Ej  [ ( p   -->   q)   ^   ¬ q]    -->    ¬ p 
       
          V          V
          V           F
           F          V
           F           F 

3) Resolvemos las tablas de verdad de las fórmulas no afectadas por el conector dominante. Se llama conector dominante al que separa las premisas de la conclusión.
Para ello tenemos que saber que:
a) El negador cambia el valor de verdad de la variable o fórmula a la que afecta. Si aplicamos esto a la fórmula que estamos resolviendo, tendríamos:
        [ ( p   -->   q)   ^   ¬ q]    -->    ¬ p 
       
          V          V              F               F
          V           F             V               F
           F          V              F              V
           F           F             V              V

b) El conjuntor solo es verdadero cuando son verdaderas las dos variables o fórmulas que enlaza.
c) El disyuntor solo es falso cuando son falsas las dos variables o fórmulas que enlaza.
d) El condicional sólo es falso cuando el antecedente es verdadero y el consecuente  es falso.
e) El bicondicional es verdadero cuando antecedente y consecuente tienen el mismo valor de verdad y falso cuando antecedente y consecuente tienen distinto valor de verdad.
Ej. Si aplicamos estas reglas al ejemplo que tenemos entre manos, tendremos:
       [ ( p    -->     q)   ^   ¬ q]    -->    ¬ p 
       
          V    V      V            F                F
          V     F      F           V                F
           F    V      V           F               V
           F    V      F           V               V
Una vez resuelto el paréntesis, hago la tabla de verdad de la fórmula que está entre corchetes. Y así:
      [ ( p    -->     q)   ^   ¬ q]    -->    ¬ p 
       
          V    V      V     F      F              F
          V     F      F     F      V              F
           F    V      V     F      F             V
           F    V      F     V      V             V

4) Resolvemos la tabla de verdad de la fórmula afectada por el conector dominante. Y así:

       [ ( p    -->     q)   ^   ¬ q]        -->    ¬ p 
       
          V    V      V     F      F        V        F
          V     F      F     F      V        V        F
           F    V      V     F      F        V       V
           F    V      F     V      V        V       V

Puede ocurrir que el resultado final sea siempre verdadero, como en este ejemplo, y eso se llama una TAUTOLOGÍA;que el resultado final sea a veces verdadero y a veces falso, y eso se llama INDETERMINACIÓN; y, por último, que todos los resultados sean falsos y eso se llama una contradicción.

Ejercicio
Vocalización
SI ESTA LLOVIENDO ENTONCES ME PUEDO MOJAR  SI Y SOLO SI LLUEVE FUERTE.
Simbolización
(p       q)      r
P: V
Q: V
R: F









El método de Polya para resolver problemas
George Pólya presentó en su libro Cómo plantear y resolver problemas (en inglés, How to solve it) un método de 4 pasos para resolver problemas matemáticos. Dicho método fue adaptado para resolver problemas de programación, por Simon Thompson en How to program it.
En las siguientes secciones mostramos los 4 pasos de ambos métodos, junto con sus correspondientes preguntas.

Método de Polya para resolver problemas matemáticos
Para resolver un problema se necesita:
Paso 1: Entender el problema
¿Cuál es la incógnita?, ¿Cuáles son los datos?
¿Cuál es la condición? ¿Es la condición suficiente para determinar la incógnita? ¿Es insuficiente? ¿Redundante? ¿Contradictoria?
Paso 2: Configurar un plan
·         ¿Te has encontrado con un problema semejante? ¿O has visto el mismo problema planteado en forma ligeramente diferente?
·         ¿Conoces algún problema relacionado con éste? ¿Conoces algún teorema que te pueda ser útil? Mira atentamente la incógnita y trata de recordar un problema que sea familiar y que tenga la misma incógnita o una incógnita similar.
·         He aquí un problema relacionado al tuyo y que ya has resuelto ya. ¿Puedes utilizarlo? ¿Puedes utilizar su resultado? ¿Puedes emplear su método? ¿Te hace falta introducir algún elemento auxiliar a fin de poder utilizarlo?
·         ¿Puedes enunciar al problema de otra forma? ¿Puedes plantearlo en forma diferente nuevamente? Recurre a las definiciones.
·         Si no puedes resolver el problema propuesto, trata de resolver primero algún problema similar. ¿Puedes imaginarte un problema análogo un tanto más accesible? ¿Un problema más general? ¿Un problema más particular? ¿Un problema análogo? ¿Puede resolver una parte del problema? Considera sólo una parte de la condición; descarta la otra parte; ¿en qué medida la incógnita queda ahora determinada? ¿En qué forma puede variar? ¿Puedes deducir algún elemento útil de los datos? ¿Puedes pensar en algunos otros datos apropiados para determinar la incógnita? ¿Puedes cambiar la incógnita? ¿Puedes cambiar la incógnita o los datos, o ambos si es necesario, de tal forma que estén más cercanos entre sí?
·         ¿Has empleado todos los datos? ¿Has empleado toda la condición? ¿Has considerado todas las nociones esenciales concernientes al problema?
Paso 3: Ejecutar el plan
·         Al ejecutar tu plan de la solución, comprueba cada uno de los pasos
·         ¿Puedes ver claramente que el paso es correcto? ¿Puedes demostrarlo?

Paso 4: Examinar la solución obtenida
·         ¿Puedes verificar el resultado? ¿Puedes el razonamiento?
·         ¿Puedes obtener el resultado en forma diferente? ¿Puedes verlo de golpe? ¿Puedes emplear el resultado o el método en algún otro problema?
Problemas aplicando los pasos de polya.
1.       Álgebra: Ecuaciones de primer grado con una incógnita. Problema: Marcos va a comprarle unos videojuegos a su hermano. Hay videojuegos para distintas edades por lo que el vendedor necesita saber la edad de su hermano. Pero Marcos le contesta de la siguiente manera:

2.       Mi edad es el triplo de la de mi hermano y hace 4 años la suma de ambas edades era igual a la tendrá mi hermano dentro de 16 años. Puedes ayudar al vendedor a encontrar cuál es la edad actual del hermano de Marcos?

3.       Paso 1: Comprender el problema ¿Qué quiere decir el triplo de la edad? Resp: Quiere decir la edad multiplicada por tres. ¿Distingues cuales son los datos? Ø La edad de Marcos es el triplo de la de su hermano. Ø Hace 4 años la suma de ambas edades era igual a la que tendrá su hermano dentro de 16 años.

4.       ¿Sabes a que quieres llegar? Resp: A encontrar la edad actual del hermano de Marcos. Paso 2: Configurar un plan ¿Se puede usar alguna estrategia para resolver el problema? Usar una variable : Sea x= la edad actual del hermano 3x=la edad de Marcos

5.       Por otro lado: v Hace 4 años la edad de Marcos era 3x-4 y la de su hermano era x-4. v La edad que tendrá el hermano dentro de 16 años es x+16. v La suma de ambas edades [(3x-4) y (x-4)] era igual a (x-16).

6.       Paso 3: Ejecutar el plan Implementa la estrategia que escogiste hasta solucionar completamente el problema. (3x+4)+(x-4)= x+16 4x-8=x+16 4x-8-x=x+16-x 3x-8=16 3x-8+8=16+8 3x=24

7.       Paso 4: Mirar hacia atrás ¿Es tu solución correcta?¿Tu respuesta satisface lo establecido en el problema? La cantidad obtenida parece razonable ya que: La suma de ambas edades hace 4 años era: 20+4=24 y 24 años es exactamente la edad que tendrá el hermano de Marcos dentro de 16 años.

8.       Geometría: Funciones trigonométricas en la resolución de triángulos rectángulos. Problema :En un cumpleaños un joven debe amarrar unos globos en lo alto de una pared de 4,33 m de altura .¿Cual debe ser la longitud de la escalera que el joven coloca de tal manera que forme un ángulo de 60 con el piso?

9.       Paso 1: Entender el problema ¿Entiendes todo lo que dice? ¿Puedes replantear el problema? ¿Distingues cuales son los datos? Resp: v La altura de la pared es de 4,33 m v El ángulo que forma la escalera con el piso es de 60

10.   ¿Sabes a que quieres llegar? Resp: A encontrar la longitud de la escalera. ¿Hay suficiente información? Resp: Si la hay ¿Hay información extraña para ti? Resp: No ¿Este problema es similar a otro que hayas hecho?

11.   Paso 2: Configurar un plan ¿Usar una variable? Resp: Sea c= longitud de la escalera. b=altura de la pared ¿Hacer una figura?

Ejemplo:




Ejercicio:






TEORIA DE CONJUNTOS
Los Conjuntos son una colección ya sea de objetos, de números, de personas, de colores, etc. Y las propiedades que veremos nos servirán para fundamentar cualquier teoría Matemática, tales como Funciones, Geometría, Estadística y todas las que se nos puedan presentar. Nuestra visión de la Teoría de Conjuntos es absolutamente básica. Es una herramienta elemental del lenguaje matemático y su presentación corresponde a la capacidad de aprendizaje de niños desde 6º básico en adelante, lo mismo que para personas que no estén familiarizadas con el tema. (P., 2004)
¿PARA QUE SIRVEN LOS CONJUNTOS EN LA VIDA REAL? Para trabajar teniendo la idea clara de por qué razón o justificación se procede de una cierta manera. Encontrarán aquí un ejemplo aplicado a la Aritmética. Primero hay que conocer cuáles son los conjuntos para poderlos manejar. Los veremos gráficamente y conoceremos sus nombres según su color.


Conjunto de los números Naturales N = {1, 2, 3, 4, 5, 6,…….}
Conjunto de los números Cardinales = No = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,…….}
 Conjunto de los números Enteros Z = {…. -3, -2, -1, 0, +1, +2, Conjunto de los números Racionales Q{….1/2,…1/3…0/4,…+2/5…}
Conjunto de los números Irracionales I = {pi = 3,1416…. Raíz de x ..
 Conjunto de los números Reales R = {Contiene a todos los anteriores}
Cada uno de estos conjuntos tiene operaciones (Por ej: suma , resta multiplicación y división) y cada operación tiene propiedades, que se justifican con los conjuntos. 5 Veamos un caso : Veremos el Conjunto de los Cardinales. Si tomamos dos elementos del conjunto y los sumamos, el resultado siempre va a ser un número que está dentro del conjunto (pertenece a él). Esto justifica también la propiedad de (Clausura)– Si tomamos 3+8 = 8+3 quiere decir que la suma es ( conmutativa) – Si sumamos 6+(3+1) = (6+3)+1 es ( asociativa) – Si a cualquier Nº del conjunto le sumamos 0 , 9 + 0 = 0 + 9 = 9 ( Tiene un elemento neutro).Como vemos, todas las propiedades de estas operaciones se justifican con CONJUNTOS.

TEORIA DE CONJUNTOS
1º.- Dibuja en éste recuadro: Un racimo de uvas, una manzana, una naranja y un limón.
 2º.- Encierra con una “cuerda” (para agruparlos), a 3 de esas frutas.
3º.- Nombra esas 3 frutas que encerraste. {UVAS, NARANJA, LIMON}
4º.- Acabas de formar un CONJUNTO formado por 3 frutas. F
5º.- Le vamos a poner nombre a ese grupo de frutas. A los conjuntos se les “nombra” por una letra MAYUSCULA por ejemplo F, y sus elementos (o sea las frutas) se escriben dentro de paréntesis de llaves y separados entre sí por comas.
Entonces: F = {uvas, naranja, limón} y lo leemos F es el conjunto formado por uvas, naranja y limón.