Probabilidad y Estadística. PAU.

Enlace a la tabla de la Normal $N(0, 1)$ y la Calculadora de la Normal en GeoGebra:





Vamos con los ejercicios de la PAU:



PAU 2026 La Rioja junio Una fábrica de café envasa su producto en paquetes cuyo peso sigue una distribución normal de media $\mu$ desconocida y desviación típica $\sigma$. Se ha tomado una muestra aleatoria de 100 paquetes, cuyo peso medio ha sido 500 gramos, y se ha calculado el siguiente intervalo de confianza al 91% para estimar $\mu: (496.6, 503.4)$. Se pide:

1. Calcula el valor de la desviación típica ( $\sigma$).
2. Con la misma muestra y la misma $\sigma$: si ahora se pretende que el error cometido en la estimación sea a lo sumo de 2,94 gramos, razona si el nivel de confianza ahora sería mayor o menor que 91%.

Para resolver el apartado a).

Tenemos que buscar el valor de $\alpha$ que tenga el intervalo de confianza del 93%. Así \[ 1 - \alpha = 0,91 \implies \alpha = 1 - 0,91 = 0,09 \] Ahora calculamos $z_{\frac{\alpha}{2}}$: \[ P(Z \leq z_{\frac{\alpha}{2}} ) = 1 - \mfrac{\alpha}{2} = 1 - \mfrac{0,09}{2} = 1 - 0,045 = 0,955 \] Luego \( z_{\alpha/2} = 1,69 \) y el error es $E = 3,4$ (la mitad de la amplitud del intervalo de confianza: \[ 3,4 = 1,69 \cdot \mfrac{\sigma}{\msqrt{100}} \implies \sigma = \mfrac{34}{1,69} \approx 20,12 g \]

Para el apartado b): Manteniendo la media, la desviación típica y el tamaño de la muestra y querer reducir el error, es lógico que el intervalo de confianza se reduzaca. Vamos a calcular el nuevo $\alpha$: \[ 2,94 = \mfrac{z_{\alpha/2} \cdot 20,12}{ 10 } \implies z_{\alpha/2} = \mfrac{29,4}{20,12} = 1,46 \] Si buscas el valor 1.46 en la tabla de la distribución normal tipificada (fila 1.4 y columna 0.06) o en la calculadora de GeoGebra, encontrarás la probabilidad acumulada de 0.9279. Como esa es la probabilidad de que \[ P(Z \leq z_{\frac{\alpha}{2}} ) = 1 - \mfrac{\alpha}{2} = 0,9279 \implies 2 - \alpha = 1,8558 \implies \alpha = 0,1442 \] Así el Nivel de confianza es \[ 1 − α = 1 − 0,1442 =0,8558 \implies 85.58 \% \] Luego el nivel de confianza ha bajado, al querer reducir el error manteniendo los mismos datos.



PAU 2026 La Rioja junio En un importante evento deportivo, se sabe que el 1% de los participantes consume algún tipo de sustancia prohibida. Para detectar si este consumo ha tenido lugar o no, se puede hacer una determinada prueba. Dicha prueba detecta falsos positivos en un 2%, y falsos negativos, en un 6%. El día del evento, se elige un deportista al azar y se le hace la prueba, se pide:

1. Calcula la probabilidad de que haya consumido algún tipo de sustancia prohibida y la prueba haya dado positiva.
2. Si el deportista ha dado positivo en la prueba, calcula la probabilidad de que haya consumido algún tipo de sustancia prohibida.

Sea $A = $ El suceso tomar una sustancia prohibida. \( A^c = A'= \overline{A} = \) No tomar la sustancia prohibida.
Sea $B = $ El suceso dar positivo. \( B^c = B' = \overline{B} = \) dar negativo.

$a)$ Hay que recorrer el árbol según $A$ y después la rama del $B$.

Se multiplican las probabilidades: \[ P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B|A) = \mfrac{1}{100} \cdot \mfrac{94}{100} = \mfrac{94}{10.000} = \mfrac{47}{5.000} \] \[ \mfrac{47}{ 5.000 } \approx 0,0094 (\text{ es decir, aproximadamente un } 0,94\% \text{ de probabilidad). } \] $b)$ Tenemos que aplicar el Teorema de la Probabilidad Total. \[ P(A | B) = \mfrac{ P(A \cap B) }{P(B)} = \mfrac{ P(A \cap B) }{ P(A \cap B) + P( \overline{A} \cap B) } = \mfrac{ \mfrac{94}{10.000} }{ \mfrac{94}{10.000} + \mfrac{198}{10.000} } = \mfrac{94}{ 94 + 198 } = \mfrac{94}{ 292 } = \mfrac{47}{ 146 } \] \[ \mfrac{47}{ 146 } \approx 0,3219 (\text{ es decir, aproximadamente un } 32,19\% \text{ de probabilidad). } \]



PAU 2026 La Rioja julio En una prueba de diagnóstigo médico se hace la medición de cierto índice que sigue una distribución normal. Los índices tipificados de dos individuos fueron 0.6 y -0.8 y sus índices reales son 109 y 88, respectivamente. Calcula:

1. la media y desviación típica del índice analizado.
2. entre que valores simétricos respecto a la media está el índice del 80% de los individuos de dicho estudio.

Vamos con el apartado a). Como la variable esta tipificada tenemos: \[ \begin{cases} 109 - \mu = 0,6 \cdot \sigma \cr \cr 88 - \mu = -0,8 \cdot \sigma \end{cases} \] Restamos la ecuaciones y nos queda: \[ 109 - 88 = 1,4 \cdot \sigma \implies \sigma = \mfrac{21}{1,4} = \mfrac{3}{0,2} = 15 \] Despejamos ahora $\mu$: \[ 109 - \mu = 0,6 \cdot 15 \implies \mu = 109 - 9 = 100 \]



Ahora el apartado b):

Para poder usar la tabla estándar, necesitamos saber qué valor de $z$ (positivo) deja acumulado a su izquierda todo el centro más la cola de atrás. Es decir: $$\text{Área a la izquierda de } z = \text{Centro} + \text{Cola izquierda} = 0.80 + 0.10 = 0.90$$ Buscamos en el interior de la tabla de la normal $N(0,1)$ el valor más cercano a $0.9000$, el más exacto es $z_{\alpha} = 1,28$

Ahora que sabemos que nuestros límites están a $1,28$ desviaciones típicas de la media, usamos tus datos del apartado a ($\mu = 100$ y $\sigma = 15$) para calcular los índices reales ($x$). Despejamos la $x$ de la fórmula: \[ x = \mu + z \cdot \sigma \] Límite inferior ($x_1$): Usamos el $z_{\alpha} = 1,28$: $$x_1 = 100 + (-1,28) \cdot 15 = 100 - 19,2 = \mathbf{80,8}$$ Límite superior ($x_2$): Usamos el $z$ positivo. $$x_2 = 100 + (1,28) \cdot 15 = 100 + 19,2 = \mathbf{119,2}$$ El índice del 80% de los individuos de dicho estudio está comprendido entre 80,8 y 119,2.



PAU 2026 La Rioja julio CCSSII Según los resultados obtenidos en una investigación relativa al ocio digital juvenil, se observa que el 80% de los alumnos de cierta universidad esta suscrito a una plataforma musical, el 60% lo está a una de video y, además, el 90% tiene al menos una de las dos suscripciones. Se elige un alumno al azar, se pide:

1. Calcula la probabilidad de que esté suscrito a ambos tipos de plataformas.
2. Si está suscrito a una plataforma de video, calcula la probabilidad de que no lo esté a una de música.

a) Lo primero es definir los sucesos:

$M = $ suscrito a una plataform musical y $V = $ suscrito a una plataforma de vídeo

$P(M) = \mfrac{4}{5}; P(V) = \mfrac{3}{5}; P(M \cup V) = \mfrac{9}{10}$ Nos piden $P( M \cap V)$: \[ P( M \cap V) = P(M) + P(V) - P(M \cup V) = \mfrac{8}{10} + \mfrac{6}{10} - \mfrac{9}{10} = \mfrac{5}{10} = \mfrac{1}{2} = 0,5 = 50\% \]

b) La probabilidad de que pase un suceso y la probabilidad de que no pase (su complementario), condicionada al mismo suceso, suman 1: $$P(M|V) + P(\overline{M}|V) = 1$$ En el apartado anterior ya calculamos, podemos calcular primero la condicionada normal $P(M/V)$: $$P(M/V) = \mfrac{P(M \cap V)}{P(V)} = \mfrac{0,50}{0,60} = \mfrac{5}{6}$$ Ahora, despejamos la del complemmentario: $$P(\overline{M}|V) = 1 - P(M|V) = 1 - \mfrac{5}{6} = \mathbf{\mfrac{1}{6}} \approx 0,1667 \ (16,67\%)$$



PAU 2026 La Rioja julio CCSSII El peso de cierto tipo de quesos producidos en una quesería sigue una distribución normal de media $\mu$ y desviación típica 60 gramos.

1. Se toma una muestra aleatoria de 36 quesos obteniéndose una media muestral de 980 gramos. Calcula un intervalo de confianza al 97% para estimar $\mu$.
2. Determina cuál debería ser el tamaño mínimo de la muestra para que al estimar $\mu$, con el mismo nivel de confianza, el error cometido sea, a lo sumo, de 10 gramos.

a) Para un nivel de confianza del 97%: $$1 - \alpha = 0,97 \implies \alpha = 0,03 \implies \mfrac{\alpha}{2} = 0,015$$ Buscamos en la tabla de la normal estándar el valor cuya probabilidad acumulada sea: $$1 - \mfrac{\alpha}{2} = 1 - 0,015 = 0,9850$$ Buscando en la tabla $N(0,1)$ el valor exacto para $0,9850$, encontramos que corresponde a: $\mathbf{z_{\alpha/2} = 2,17}$

La fórmula del error es :$E = z_{\alpha/2} \cdot \mfrac{\sigma}{\sqrt{n}}$

Sustituyendo: $$E = 2,17 \cdot \mfrac{60}{\sqrt{36}} = 2,17 \cdot \mfrac{60}{6} = 2,17 \cdot 10 = \mathbf{21,7\text{ g}}$$ Luego el intervalo de confianza al 97% será: \[ IC = (\bar{x} - E, \ \bar{x} + E) = (980 - 21,7, 980 + 21,7) = (\mathbf{958,3}, \mathbf{1001,7} ) \]

b) Ahora queremos que con los mismos datos el error sea $E \leq 10 $: \[ E \leq 10 \implies Z_{\alpha/2} \cdot \mfrac{\sigma}{\msqrt{n}} \leq 10 \implies 2,17 \cdot \mfrac{ 60 }{ \msqrt{n}} \leq 10 \implies \] \[ implies 2,10 \cdot 6 \leq \msqrt{n} \implies n \geq (2,17 \cdot 6)^2 \implies n \geq 169,52 \implies \mathbf{n \geq 170} \text{ quesos} \]