domingo, 5 de abril de 2015

Algebra

Algebra

    Cuando las personas escuchan la palabra algebra  lo primero que llega a sus mentes es algo como:
·        X2  + 3x - 8 = 0
·        La suma de dos números son 15. El primero es mayor que el segundo por cinco. ¿Cuáles son esos valores?

    Estos son buenos ejemplos del campo de estudio del algebra pero no el álgebra puede resumidas a expresiones como estas.  El siguiente ejemplo es otra muestra de algebra.


-
2
=
4
Esto lo hemos visto desde que fuimos introducidos a operaciones aritméticas con números (suma, resta, multiplicación,…, etc.), hemos tenidos que resolver esta clase de problemas. Ahora si sustituimos el cuadro por alguna letra, digamos X, tenemos:
X
-
2
=
4
Ahora si tenemos una expresión a la que estamos acostumbrados pero es simplemente lo mismo a lo que hemos visto desde pequeños. Entendido esto ¿Qué es realmente Algebra?

Algebra es el lenguaje mediante el cual describimos patrones. Piense en ello como una taquigrafía, o algo parecido. Al contrario de tener que algo una y otra vez, el álgebra nos ofrece una forma sencilla de expresar un proceso repetitivo. También es visto como un "guardián" del asunto. Una vez que lograr una comprensión del álgebra, los temas de matemáticas de nivel superior se vuelven accesibles. Es usado por personas con un montón de diferentes puestos de trabajo, como la carpintería, la ingeniería y el diseño de moda. 
 
Con los videos juegos podemos correr, saltar o encontrar cosas secretas. Bueno, con álgebra jugamos con letras, números y símbolos, y también llegar a encontrar cosas secretas. Si nos enfocamos en ver algebra como un juego donde debemos encontrar el valor de la variable entonces será mucho más simple.
 
La historia del álgebra, como en general la de la matemática, comenzó en el antiguo Egipto y Babilonia, donde fueron capaces de resolver ecuaciones lineales (ax = b) y cuadráticas (ax2 + bx = c), así como ecuaciones indeterminadas como x2 + y2 = z2, con varias incógnitas.
Los antiguos babilonios, por su parte, resolvían cualquier ecuación cuadrática empleando esencialmente los mismos métodos que hoy se enseñan.
Los matemáticos alejandrinos Herón y Diofante continuaron con la tradición de Egipto y Babilonia, aunque el libro Las aritméticas de Diofante es de bastante más nivel y presenta muchas soluciones sorprendentes para ecuaciones indeterminadas difíciles.
Esta antigua sabiduría sobre resolución de ecuaciones encontró, a su vez, acogida en el mundo islámico, en donde se le llamó "ciencia de reducción y equilibrio". (La palabra árabe al-jabru que significa “reducción”, es el origen de la palabra álgebra)
En las civilizaciones antiguas se escribían las expresiones algebraicas utilizando abreviaturas sólo ocasionalmente; sin embargo, en la edad media, los matemáticos árabes fueron capaces de describir cualquier potencia de la incógnita x, y desarrollaron el álgebra fundamental de los polinomios, aunque sin usar los símbolos modernos. Esta álgebra incluía multiplicar, dividir y extraer raíces cuadradas de polinomios, así como el conocimiento del teorema del binomio.
A principios del siglo XIII, el matemático italiano Leonardo Fibonacci consiguió encontrar una aproximación cercana a la solución de la ecuación cúbica x3 + 2>x2 + cx = d. Fibonacci había viajado a países árabes, por lo que con seguridad utilizó el método arábigo de aproximaciones sucesivas.
Un avance importante en el álgebra fue la introducción, en el siglo XVI, de símbolos para las incógnitas y para las operaciones y potencias algebraicas. Debido a este avance, el Libro III de la Geometría (1637), escrito por el matemático y filósofo francés René Descartes se parece bastante a un texto moderno de álgebra.
Sin embargo, la contribución más importante de Descartes a las matemáticas fue el descubrimiento de la geometría analítica, que reduce la resolución de problemas geométricos a la resolución de problemas algebraicos.
 Su libro de geometría contiene también los fundamentos de un curso de teoría de ecuaciones, incluyendo lo que el propio Descartes llamó la regla de los signos para contar el número de raíces verdaderas (positivas) y falsas (negativas) de una ecuación.
 Durante el siglo XVIII se continuó trabajando en la teoría de ecuaciones y en 1799 el matemático alemán Carl Friedrich Gauss publicó la demostración de que toda ecuación polinómica tiene al menos una raíz en el plano de los números complejos.
En los tiempos de Gauss, el álgebra había entrado en su etapa moderna. El foco de atención se trasladó de las ecuaciones polinómicas al estudio de la estructura de sistemas matemáticos abstractos, cuyos axiomas estaban basados en el comportamiento de objetos matemáticos, como los números complejos, que los matemáticos habían encontrado al estudiar las ecuaciones polinómicas.
George Boole a escribir Investigación sobre las leyes del pensamiento (1854), un tratamiento algebraico de la lógica básica. Desde entonces, el álgebra moderna —también llamada álgebra abstracta— ha seguido evolucionando; se han obtenido resultados importantes y se le han encontrado aplicaciones en todas las ramas de las matemáticas y en muchas otras ciencias.
Para esta ocasión vamos a ampliar y explicar algunos de los conceptos más importantes del algebra. Estos son:

  • ·        Ecuaciones lineales
  • ·        Desigualdades
  • ·        Funciones parte 1
  • ·        Ecuaciones lineales con dos variables
  • ·        Sistemas de ecuaciones lineales
  • ·        Ecuaciones cuadráticas
  • ·        Factorizaciones
  • ·        Funciones parte 2
  • ·        Ecuaciones exponenciales
  • ·        Razones y proporciones.

Para mayor conocimiento puede visitar los siguientes sitios:
https://es.khanacademy.org/math/algebra
https://www.youtube.com/watch?v=ocu_CnIwuRU
es.wikipedia.org/wiki/Álgebra
http://html.rincondelvago.com/origen-del-algebra.html

martes, 17 de febrero de 2015

Medidas de Dispersión III

Desviación típica o Estándar (s)

la definición mas simple para la desviación estándar es la raíz cuadrada de la variación.
donde cada X representa cada valor de los datos restado por la media y elevado al cuadrado, y dividido entre la cantidad de datos recolectados (N).
Propiedades de la Desviación Estándar
1. la desviación estándar sera siempre un valor positivo o cero en el caso de que las puntuaciones sean iguales.

2. si a todos los valores de la variable se les suma un numero, la desviación estándar no varia.

3. si todos los valores de la variable se multiplican por un numero, la desviación estándar queda multiplicada por dicho numero.

4. si tenemos varias distribuciones con la misma media y conocemos sus respectivas desviaciones estándar se puede calcular la desviación total. 

Nota: si no se puede determinar la media tampoco sera posible determinar la desviación típica.

La desviación estándar (σ) mide cuánto se separan los datos. es representado en datos como ± (mas o menos) para indicar el rango aceptable que cubren los datos. 

Ejemplo:
Calcular la desviación estándar de los siguientes datos: 9, 3, 8, 8, 9, 8, 9, 18
primero: calculamos la media o promedio

conociendo la media procedemos a calcular su desviación estándar

si organizamos nuestros datos tendremos que nuestro promedio fue 9 ± 3.87. cualquier valor entre el rango 5.13 y 12.87 es aceptable para el promedio.   

si tenemos una tabla de distribución los cálculos son aun más fácil de conseguir.



con el total de datos recolectados y el total número de observaciones podemos determinar el promedio.



con el número mágico que tenemos sombreado en amarillo que es simplemente la suma de todos los números de arriba podemos calcular nuestra desviación estándar ya que esta tabla representa cada número de la ecuación
 y como resultado tenemos.




Espero que esto les haya ayudado. debajo encontraran algunos links para videos que explican este proceso y otros sitios web que les puedes ayudar. 


http://www.ditutor.com/estadistica/desviacion_estandar.html
http://www.disfrutalasmatematicas.com/datos/desviacion-estandar.html
https://www.youtube.com/watch?v=W8gyyMsMx80
https://www.youtube.com/watch?v=YC9158GWkpY
https://www.youtube.com/watch?v=2FPsN0oZsyU

sábado, 27 de septiembre de 2014

Medidas de dispersion II

Desviación Media


se define como la media aritmética del valor absoluto de las desviaciones individuales de los valores de la variable con relación a un  promedio.  En su cálculo a diferencia del rango y la desviación intercuartìlica. Se toman en cuenta todos los valores de la variable lo que la hace ser más objetiva que las dos anteriores.

  • Desviación Media Para datos NO agrupados:


Ejemplo: El número de pasajeros que abordaron 7 autobuses del transporte público al salir de su terminar durante una hora fue como sigue:
Xi= 35, 40, 43, 44, 45, 46, 46 
 Hallar la desviación media del conjunto de datos anteriores.

1er Paso: Hallar la media aritmética (promedio)

2do. Paso: Restar a cada valor de la variable del promedio
Xi

Xi-X
35
       |35-43| = 8
40
      |40-43| = 3 
43
      |43-43| = 0 
44
      |44-43| = 1
45
      |45-43| = 2
46
      |46-43| = 3
46
      |46-43| = 3

3er Paso. Sumar todos los valores y restarlo por la cantidad de valores

DM =  Σ|Xi-X|  = 8+3+0+1+2+3+3 = 20 = 2.9 pasajeros = 3 pasajeros (redondeado)
                N                     7                   7

  • Desviacion Media para Datos Agrupados
El peso de 65 personas adultas viene dado por la siguiente tabla:
Peso en Kgs
fi               
 (No. Personas)
[50, 60)
8
[60, 70)
10
[70, 80)
16
[80, 90)
14
[90, 100)
10
[100, 110)
5
[110, 120)
2
Total
65
1er Paso: Hallar la media aritmética para datos agrupados
X=Σ|Xi.fi|
        N

Con todos los datos organizados ahora si podemos calcular la desviacion media
Varianza s2

Es la media aritmetica del cuadrado de las desviaciones respect a la media de una distribucion estadistica.
Se representa como S2 σ2.


Para encontrar la varianza sigue estos pasos:
1. Calcula la media (el promedio de los números)
2. Ahora, por cada número resta la media y eleva el resultado al cuadrado (la diferencia elevada al cuadrado). 
3. Ahora calcula la media de esas diferencias al cuadrado. 
¿por qué al cuadrado?
Elevar cada diferencia al cuadrado hace que todos los números sean positivos (para evitar que los números negativos reduzcan la varianza)
Y también hacen que las diferencias grandes se destaquen. Por ejemplo 1002=10,000 es mucho más grande que 502=2,500.
Pero elevarlas al cuadrado hace que la respuesta sea muy grande, así que lo deshacemos (con la raíz cuadrada) y así la desviación estándar es mucho más útil.
Propiedades de la varianza 
Dos propiedades importantes de la varianza son:
1.     La varianza de una constante es cero
2.     Otra propiedad importante es que si se tiene la varianza s2 de de un conjunto de datos y a cada observación se multiplica por una constante b, entonces la nueva varianza de los datos se obtiene multiplicando a la varianza de los datos por  b2.

Para datos agrupados en tablas, usando las notaciones establcidas en los capítulos anteriores, la varianza se puede escibir como  

Calcular la varianza y desviación típica de las siguientes cantidades medidas en metros:

3,3,4,4,5

Solución: Para calcular dichas medidas de dispersión es necesario calcular previamente el valor con respecto al cual vamos a medir las diferencias. Éste es la media: 


La varianza es:


Otro ejemplo:
Calcular la varianza de la distribución:
9, 3, 8, 8, 9, 8, 9, 18

Calcular la varianza de la distribución de la tabla:

xi
fi
xi · fi
xi2 · fi
[10, 20)
15
1
15
225
[20, 30)
25
8
200
5000
[30,40)
35
10
350
12 250
[40, 50)
45
9
405
18 225
[50, 60
55
8
440
24 200
[60,70)
65
4
260
16 900
[70, 80)
75
2
150
11 250


42
1 820
88 050