Conceptos de estadística
El gobierno de la CDMX quiere saber cuántos jóvenes usan la ciclovía. No puede preguntarle a todo el mundo, así que elige a unos cuantos y, con sus respuestas, saca conclusiones de todos. Para que esas conclusiones valgan algo, hay que elegir bien a quién preguntar y qué anotar. Eso es lo primero que enseña la estadística, y es lo que repasamos aquí.
Población, muestra e individuo
Para conocer cuál es el videojuego favorito de los alumnos de una escuela de $850$ estudiantes, se aplicó una encuesta a $40$ alumnos elegidos al azar en el recreo.…
Para conocer cuál es el videojuego favorito de los alumnos de una escuela de $850$ estudiantes, se aplicó una encuesta a $40$ alumnos elegidos al azar en el recreo. Identifica los siguientes elementos del estudio:
-
Población
-
Muestra
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Individuo
El municipio de una ciudad quiere conocer los hábitos de ocio digital de los adolescentes de entre 12 y 16 años. Para ello, selecciona al azar a 400 alumnos de tres…
El municipio de una ciudad quiere conocer los hábitos de ocio digital de los adolescentes de entre 12 y 16 años. Para ello, selecciona al azar a 400 alumnos de tres escuelas diferentes y les pregunta cuántas horas diarias pasan en promedio en redes sociales (TikTok, Instagram, etc.).
Indica los siguientes elementos del estudio estadístico:
- a) La población.
- b) La muestra.
- c) El individuo.
- d) El carácter estadístico estudiado y su clasificación.
Muestra representativa
Una muestra sirve si se parece a la población. Para eso debe ser representativa: elegida al azar y sin dejar fuera a grupos importantes. Cuando no lo es, está sesgada.
Si la población tiene grupos (por ejemplo, varias escuelas), se toma de cada grupo una parte proporcional a su tamaño.
Se desea hacer un estudio para conocer el sabor de helado preferido por los habitantes de una ciudad de $50,000$ personas. Para ello, se pregunta a los $100$ primeros…
Se desea hacer un estudio para conocer el sabor de helado preferido por los habitantes de una ciudad de $50,000$ personas. Para ello, se pregunta a los $100$ primeros clientes que entran en una heladería del centro un lunes por la mañana.
¿Crees que esta muestra es representativa de toda la población de la ciudad? Razona tu respuesta de forma breve.
El municipio de una ciudad quiere realizar una encuesta sobre el uso de la ciclovía entre los jóvenes. Para ello, selecciona a $450$ estudiantes de tres escuelas…
El municipio de una ciudad quiere realizar una encuesta sobre el uso de la ciclovía entre los jóvenes. Para ello, selecciona a $450$ estudiantes de tres escuelas diferentes de forma proporcional al número total de alumnos de cada plantel. En la Escuela A hay $600$ alumnos, en la Escuela B hay $400$ alumnos y en la Escuela C hay $500$ alumnos.
- a) Indica cuál es la población, cuál es la muestra y cuál es el individuo en este estudio estadístico.
- b) ¿Cuántos alumnos deben ser seleccionados de cada escuela para que la muestra sea representativa y proporcional?
- c) Clasifica la variable "tiempo diario (en minutos) que cada joven utiliza la bicicleta" según su naturaleza.
Variables cualitativas: nominales y ordinales
La variable estadística es lo que se anota de cada individuo. Las cualitativas toman valores que no son números, sino cualidades.
Clasifica las siguientes variables estadísticas en cualitativas o cuantitativas: a) El color favorito de tus amigos. b) El número de mensajes de WhatsApp que recibes al…
Clasifica las siguientes variables estadísticas en cualitativas o cuantitativas:
- a) El color favorito de tus amigos.
- b) El número de mensajes de WhatsApp que recibes al día.
- c) La marca de tenis que usan los alumnos de tu clase.
- d) La cantidad de dinero que ahorras cada mes.
Si en un estudio estadístico la población está formada por todos los autos de una ciudad y la variable es el "color del auto", identifica: a) El individuo. b) El tipo de…
Si en un estudio estadístico la población está formada por todos los autos de una ciudad y la variable es el "color del auto", identifica:
- a) El individuo.
- b) El tipo de variable (Cualitativa o Cuantitativa).
- c) Propón tres valores posibles que puede tomar esta variable.
Observa los siguientes caracteres estadísticos relacionados con un viaje escolar y clasifícalos: 1. País de destino. 2. Número de días de duración. 3. Distancia…
Observa los siguientes caracteres estadísticos relacionados con un viaje escolar y clasifícalos:
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País de destino.
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Número de días de duración.
-
Distancia recorrida en kilómetros.
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Grado de satisfacción (Muy bajo, Bajo, Medio, Alto).
Variables cuantitativas: discretas y continuas
Las cuantitativas toman valores numéricos con los que sí se puede operar.
| Tipo | Valores | Ejemplos |
|---|---|---|
| Cualitativa nominal | Cualidades sin orden | Marca del celular, género de película |
| Cualitativa ordinal | Cualidades con orden | Calificación en estrellas, satisfacción |
| Cuantitativa discreta | Números que se cuentan | Mensajes, hermanos, goles |
| Cuantitativa continua | Números que se miden | Tiempo de uso, temperatura, distancia |
Un refugio de animales quiere realizar un estudio sobre la salud de sus perros. Para ello, el veterinario anota el peso de cada uno de los $35$ perros que viven allí.…
Un refugio de animales quiere realizar un estudio sobre la salud de sus perros. Para ello, el veterinario anota el peso de cada uno de los $35$ perros que viven allí.
Indica cuál es el carácter estadístico estudiado y clasifícalo (cualitativo, cuantitativo discreto o cuantitativo continuo).
Clasifica estas variables cuantitativas en discretas o continuas: a) El número de primos que tiene cada estudiante. b) El tiempo exacto que tardas en llegar desde tu…
Clasifica estas variables cuantitativas en discretas o continuas:
- a) El número de primos que tiene cada estudiante.
- b) El tiempo exacto que tardas en llegar desde tu casa a la escuela.
- c) La temperatura de una lata de refresco al salir de la máquina.
- d) El número de libros que hay en la biblioteca de tu salón.
Una plataforma de streaming* analiza los datos de sus usuarios adolescentes para mejorar su algoritmo. Clasifica las siguientes variables recogidas en el estudio: a)…
Una plataforma de streaming analiza los datos de sus usuarios adolescentes para mejorar su algoritmo. Clasifica las siguientes variables recogidas en el estudio:
- a) Número de dispositivos conectados simultáneamente en el hogar.
- b) Género cinematográfico favorito (terror, comedia, acción, etc.).
- c) Tiempo total (en horas y minutos) de visionado semanal.
- d) Calificación otorgada a una serie (1 estrella, 2 estrellas, 3 estrellas, 4 estrellas o 5 estrellas).
- e) Marca del dispositivo principal utilizado para ver contenido.
Razona si alguna de estas variables cuantitativas podría tratarse como cualitativa en un contexto determinado.
Tablas de frecuencias y moda
Con muchos datos, conviene ordenarlos en una tabla de frecuencias.
Cuando faltan datos en una tabla, se usa que $f_i = n_i / N$, que las acumuladas se obtienen sumando y que $N = n_i / f_i$ si tienes un valor con ambas frecuencias.
En una encuesta realizada en una clase de $25$ alumnos sobre qué red social prefieren (TikTok, Instagram o Twitter), se han obtenido las siguientes respuestas: | Red…
En una encuesta realizada en una clase de $25$ alumnos sobre qué red social prefieren (TikTok, Instagram o Twitter), se han obtenido las siguientes respuestas:
| Red social | Número de alumnos |
|---|---|
| TikTok | $12$ |
| $9$ | |
| $4$ |
¿Qué nombre recibe el valor que más veces se repite en este estudio? Indica cuál es ese valor en esta encuesta.
En una protectora de animales han registrado la edad (en años) de los perros que han sido adoptados durante el último mes. Los datos obtenidos son los siguientes: $$2,…
En una protectora de animales han registrado la edad (en años) de los perros que han sido adoptados durante el último mes. Los datos obtenidos son los siguientes:
$$2, 1, 5, 3, 2, 4, 1, 2, 3, 2, 5, 1, 4, 2, 3$$Construye una tabla de frecuencias que incluya:
-
Variable ($x_i$)
-
Frecuencia absoluta ($n_i$)
-
Frecuencia relativa ($f_i$)
-
Frecuencia absoluta acumulada ($N_i$)
-
Porcentaje ($\%$)
Se realizó una encuesta sobre el número de horas que duermen los alumnos de 2° de secundaria un día entre semana. Se tienen los siguientes datos incompletos de la tabla…
Se realizó una encuesta sobre el número de horas que duermen los alumnos de 2° de secundaria un día entre semana. Se tienen los siguientes datos incompletos de la tabla de frecuencias, donde $x_i$ es el número de horas, $n_i$ la frecuencia absoluta, $h_i$ la frecuencia relativa y $H_i$ la frecuencia relativa acumulada:
| $x_i$ | $n_i$ | $h_i$ | $H_i$ |
|---|---|---|---|
| 6 | 4 | 0.16 | |
| 7 | 0.24 | ||
| 8 | 10 | ||
| 9 | |||
| 10 | 2 | 1.00 |
- a) Calcula el tamaño total de la muestra ($N$).
- b) Completa todos los espacios vacíos de la tabla de frecuencias.
- c) ¿Qué porcentaje de alumnos duerme 8 horas o más?
Gráficas de barras y circular
Una gráfica de barras muestra la frecuencia de cada valor con la altura de una barra. Para leerla, localiza cada barra y súmalas para obtener el total. El porcentaje de un valor es su frecuencia entre el total, por cien.
En una gráfica circular (de pastel), cada valor ocupa un sector. Como el círculo completo mide $360^\circ$:
Observa el siguiente gráfico que representa el número de libros leídos por un grupo de alumnos durante las vacaciones de verano: A partir del gráfico anterior, contesta:…
Observa el siguiente gráfico que representa el número de libros leídos por un grupo de alumnos durante las vacaciones de verano:
A partir del gráfico anterior, contesta:
- a) ¿A cuántos alumnos se les ha preguntado en total?
- b) ¿Cuál es el valor de la variable más frecuente? ¿Cómo se llama ese parámetro?
- c) ¿Qué porcentaje de alumnos ha leído exactamente 2 libros?
En un estudio sobre el color de ojos de los alumnos de una secundaria se han obtenido los siguientes datos: | Color | $n_i$ | | :--- | :---: | | Cafés | $120$ | | Azules…
En un estudio sobre el color de ojos de los alumnos de una secundaria se han obtenido los siguientes datos:
| Color | $n_i$ |
|---|---|
| Cafés | $120$ |
| Azules | $30$ |
| Verdes | $50$ |
- a) ¿Qué tipo de variable es "Color de ojos"?
- b) ¿Se puede calcular la media de estos datos? ¿Por qué?
- c) Si quisiéramos representar estos datos en una gráfica circular, calcula la amplitud del ángulo central (en grados) que le correspondería al sector de los "Ojos verdes".
Datos agrupados e histogramas
Si la variable es continua (tiempo, estatura), los datos se agrupan en intervalos de la forma $[a, b)$: incluye $a$ pero no $b$. Cada intervalo se resume con su marca de clase, que es su punto medio:
$$\text{marca de clase} = \frac{a + b}{2}$$El histograma es como una gráfica de barras, pero con las barras pegadas, porque los intervalos se siguen unos a otros. La altura de cada barra es la frecuencia del intervalo.
En un club de e-sports se ha medido el tiempo de reacción (en milisegundos) de sus jugadores. Al ser una variable continua, los datos se han agrupado en los siguientes…
En un club de e-sports se ha medido el tiempo de reacción (en milisegundos) de sus jugadores. Al ser una variable continua, los datos se han agrupado en los siguientes intervalos:
| Tiempo (ms) | Frecuencia ($n_i$) |
|---|---|
| $[150, 170)$ | $6$ |
| $[170, 190)$ | $12$ |
| $[190, 210)$ | $18$ |
| $[210, 230)$ | $4$ |
- a) Calcula las marcas de clase de cada intervalo.
- b) Representa los datos mediante un histograma.
- c) ¿En qué intervalo se encuentra el tiempo de reacción de la mayoría de los jugadores?
Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
El siguiente histograma representa el tiempo (en minutos) que tardan los alumnos en llegar desde su casa hasta la secundaria. Los datos se han agrupado en intervalos de…
El siguiente histograma representa el tiempo (en minutos) que tardan los alumnos en llegar desde su casa hasta la secundaria. Los datos se han agrupado en intervalos de la forma $[a, b)$.
- a) Construye la tabla de frecuencias absolutas a partir de la gráfica identificando las marcas de clase de cada intervalo.
- b) Calcula el tiempo promedio que tardan los alumnos en llegar a la secundaria utilizando las marcas de clase.
- c) ¿En qué intervalo se encuentra la mediana de los datos? Explica tu razonamiento.
Media, mediana y moda
Los valores centrales resumen un conjunto de datos con un solo número.
Un estudiante ha obtenido las siguientes notas en los controles de Matemáticas de la segunda evaluación: $$7.5; \quad 8.2; \quad 9.0; \quad 2.1; \quad 8.7$$ a) Calcula…
Un estudiante ha obtenido las siguientes notas en los controles de Matemáticas de la segunda evaluación:
$$7.5; \quad 8.2; \quad 9.0; \quad 2.1; \quad 8.7$$- a) Calcula la media aritmética ($\bar{x}$) y la mediana ($Me$).
- b) Si el profesor decide que la nota de la evaluación sea la mediana en lugar de la media para que un "mal día" no perjudique tanto, ¿cuál sería su nota?
- c) Explica por qué la mediana es, en este caso, más representativa que la media.
La media aritmética de las notas de un grupo de 12 alumnos en un examen de matemáticas era de $6.5$. Tras revisar los exámenes, el profesor se da cuenta de que ha…
La media aritmética de las notas de un grupo de 12 alumnos en un examen de matemáticas era de $6.5$. Tras revisar los exámenes, el profesor se da cuenta de que ha cometido un error con dos alumnos: a uno le había puesto un $4$ cuando en realidad tenía un $7$, y a otro le había puesto un $9$ cuando en realidad tenía un $6$.
- a) ¿Cuál es la suma total de las notas de los 12 alumnos antes de la corrección?
- b) ¿Cuál es la nueva media aritmética del grupo después de corregir los errores?
- c) ¿Podemos saber si la mediana ha cambiado con estos datos? Justifica tu respuesta.
Un estudio sobre el ocio digital en adolescentes de 13 años arroja los siguientes datos sobre el número de horas diarias frente a una pantalla: $$3, 5, 2, 4, 3, 2, 8, 3,…
Un estudio sobre el ocio digital en adolescentes de 13 años arroja los siguientes datos sobre el número de horas diarias frente a una pantalla:
$$3, 5, 2, 4, 3, 2, 8, 3, 1, 4, 3, 2, 3, 5, 3, 10, 2, 3, 4, 1$$- a) Calcula los tres parámetros de centralización: media, mediana y moda.
- b) Observando los valores de la media y la mediana, ¿dirías que la distribución es simétrica o que hay valores extremos que desplazan la media? Justifica tu respuesta nombrando dichos valores.
- c) Si eliminamos a los dos usuarios con mayor consumo de horas, ¿cuál sería la nueva mediana? Explica si este parámetro es sensible a los valores extremos de la misma forma que la media.
Rango y dispersión
Dos grupos pueden tener la misma media y ser muy diferentes. La dispersión dice qué tan separados están los datos. La medida más sencilla es el rango:
$$\text{rango} = \text{dato mayor} - \text{dato menor}$$Un rango pequeño indica datos parecidos entre sí, es decir, más regularidad.
Dos equipos de básquetbol han anotado los siguientes puntos en sus últimos 5 partidos: Equipo A: $72, 75, 74, 73, 76$ Equipo B: $50, 95, 60, 110, 55$ a) Calcula la media…
Dos equipos de básquetbol han anotado los siguientes puntos en sus últimos 5 partidos:
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Equipo A: $72, 75, 74, 73, 76$
-
Equipo B: $50, 95, 60, 110, 55$
- a) Calcula la media y el rango de ambos equipos.
- b) Observando los resultados, ¿cuál de los dos equipos es más regular en sus puntuaciones? Justifica tu respuesta relacionando la media con la dispersión de los datos.
En un concurso de talentos, un participante recibe las siguientes puntuaciones de 5 jueces: $8, 7, 9, 8$ y una quinta nota desconocida ($x$). a) Si la media de las cinco…
En un concurso de talentos, un participante recibe las siguientes puntuaciones de 5 jueces: $8, 7, 9, 8$ y una quinta nota desconocida ($x$).
- a) Si la media de las cinco notas es de $8.2$, ¿cuál es la puntuación del quinto juez?
- b) Si el reglamento del concurso dice que para calcular la nota final se debe eliminar la mayor y la menor puntuación y hacer la media de las tres restantes, ¿cuál sería la nota final del participante con el valor de $x$ hallado anteriormente?
- c) ¿Cómo afectaría a la mediana de las cinco notas originales si el quinto juez le hubiera puesto un $10$ en lugar del valor $x$?
Tablas de doble entrada
Una tabla de doble entrada cruza dos variables a la vez, por ejemplo sexo y tipo de música. Los totales de filas y columnas permiten completar datos que faltan: cada fila y cada columna suman su total.
Para la probabilidad de un evento usamos la regla de Laplace:
$$P(A) = \frac{\text{casos favorables}}{\text{casos posibles}}$$Se realizó una encuesta en un grupo de 2° de secundaria sobre el tipo de música preferido según el sexo. Los resultados se muestran en esta tabla de doble entrada: | |…
Se realizó una encuesta en un grupo de 2° de secundaria sobre el tipo de música preferido según el sexo. Los resultados se muestran en esta tabla de doble entrada:
| Pop | Rock | Trap | Total | |
|---|---|---|---|---|
| Chicas | $8$ | $3$ | $4$ | $15$ |
| Chicos | $5$ | $6$ | $15$ | |
| Total | $9$ | 30 |
- a) Completa los datos que faltan en la tabla.
- b) ¿Qué porcentaje del total del grupo prefiere el Rock?
- c) Si elegimos a un chico al azar, ¿cuál es la probabilidad de que su música preferida sea el Pop? Usa la regla de Laplace.
Gráficas que engañan
Una gráfica puede ser verdadera y aun así confundir. El truco más común es cortar el eje vertical: empezarlo en un valor distinto de cero. Así, una diferencia pequeña parece enorme.
Los precios son los mismos en las dos gráficas, pero en la derecha la segunda barra parece casi el triple de alta. Eso se llama truncar el eje, y es una práctica engañosa porque la altura de las barras deja de ser proporcional a los valores.
Observa las dos gráficas siguientes que representan la evolución del precio de un modelo de tenis en dos tiendas distintas durante el mismo periodo de 4 meses. a)…
Observa las dos gráficas siguientes que representan la evolución del precio de un modelo de tenis en dos tiendas distintas durante el mismo periodo de 4 meses.
- a) Explica por qué la gráfica de la Tienda B parece mostrar un aumento de precio mucho más brusco que la de la Tienda A, a pesar de que los datos reales de precios son idénticos en ambas.
- b) ¿Cómo se denomina este efecto visual en estadística y por qué se considera una práctica engañosa?
- c) Redibuja mentalmente (o describe) cómo debería ser el eje vertical de la Tienda B para que la comparación fuera objetiva.
Vuelve al principio: en el estudio de la ciclovía, la población son todos los jóvenes de la ciudad. La muestra son los jóvenes encuestados al azar, con una parte proporcional de cada escuela. La variable, los días de uso por semana, es cuantitativa discreta. Con una tabla de frecuencias y la media, la mediana y la moda se resume el resultado.