Volver a la portadaEstadística aplicada y bioestadística · Nivelación univ. · Cambiar asignaturaEmpezar gratis
Nivelación · Estadística aplicada y bioestadística
Probabilidad e introducción a la inferencia · Modelos y distribuciones muestrales

Poisson y tasas de sucesos

Un servicio de urgencias recibe de media 3 llamadas al día, pero unos días entran 0 y otros 7. ¿Cuántos días de cada cien puedes esperar sin ninguna llamada? ¿Qué cambia si miras solo medio día, o si fusionas dos servicios? El modelo de Poisson responde a estas preguntas con un único número: la tasa media de sucesos.

El modelo de Poisson

Hay situaciones en las que cuentas sucesos que aparecen de forma aislada en el tiempo, el espacio o la exposición: llamadas por hora, infecciones por cada 1000 días-paciente, errores por página. No hay un máximo natural de sucesos y cada uno ocurre de forma más o menos independiente de los demás.

Diagrama de barras de la distribución de Poisson de media 3, con probabilidades para los valores de 0 a 8. 01234567 Poisson con λ = 3 número de sucesos k
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Las llegadas a un punto de información siguen un proceso de Poisson homogéneo de 2 por hora. Interpreta el parámetro y calcula la probabilidad de cero llegadas en una…

Las llegadas a un punto de información siguen un proceso de Poisson homogéneo de 2 por hora. Interpreta el parámetro y calcula la probabilidad de cero llegadas en una hora usando $P(X=k)=e^{-\lambda}\lambda^k/k!$.

El siguiente esquema representa los datos del ejercicio.

Tasa: 2 por hora Tasa: 2 por hora Tasa: 2 por hora 0,2 0,6 1,4 2,2 2,8 0 1 2 3 Tiempo (horas) Realización ilustrativa
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Si el número diario de incidencias sigue una Poisson de media 3, indica media y varianza.

Si el número diario de incidencias sigue una Poisson de media 3, indica media y varianza.

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Para $X\sim\operatorname{Poisson}(1,5)$, calcula la probabilidad de como máximo una incidencia.

Para $X\sim\operatorname{Poisson}(1,5)$, calcula la probabilidad de como máximo una incidencia.

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Tasas y exposición

El parámetro $\lambda$ depende de cuánto tiempo (o exposición) observes. Si el proceso es homogéneo, con tasa constante $r$ sucesos por unidad, y observas durante una exposición $t$, el número de sucesos es

$$X\sim\operatorname{Poisson}(\lambda=r\cdot t).$$ Eje temporal de dos horas dividido en dos intervalos de una hora, con sucesos marcados, que ilustra que el parámetro de Poisson es proporcional a la longitud del intervalo. 1.ª hora: λ = r 2.ª hora: λ = r 2 horas: λ = 2r
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Un proceso de Poisson homogéneo tiene tasa de 4 eventos por hora. ¿Cuál es el parámetro para un intervalo de media hora?

Un proceso de Poisson homogéneo tiene tasa de 4 eventos por hora. ¿Cuál es el parámetro para un intervalo de media hora?

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En un proceso de Poisson homogéneo de 6 llegadas por hora, calcula la probabilidad de ninguna llegada en diez minutos.

En un proceso de Poisson homogéneo de 6 llegadas por hora, calcula la probabilidad de ninguna llegada en diez minutos.

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Una unidad observa 12 incidencias en 300 días-persona. Estima una tasa constante y el número esperado en 750 días-persona con exposición comparable.

Una unidad observa 12 incidencias en 300 días-persona. Estima una tasa constante y el número esperado en 750 días-persona con exposición comparable.

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Calcular probabilidades de Poisson

Con $\lambda$ conocido, todo se reduce a la fórmula y a dos trucos: sumar casos para «como máximo» y usar el suceso contrario para «al menos».

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Un recuento Poisson tiene media $0,50$. Calcula la probabilidad de al menos un evento. Puedes usar exponenciales.

Un recuento Poisson tiene media $0,50$. Calcula la probabilidad de al menos un evento. Puedes usar exponenciales.

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Practica★★☆Sin empezar
Para un recuento $X\sim\operatorname{Poisson}(2)$, calcula $P(X=3)$ con calculadora.

Para un recuento $X\sim\operatorname{Poisson}(2)$, calcula $P(X=3)$ con calculadora.

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Practica★★☆Sin empezar
En un proceso de Poisson homogéneo, se esperan 3 llamadas por hora. Calcula la probabilidad de una llamada en la primera hora y dos en la segunda.

En un proceso de Poisson homogéneo, se esperan 3 llamadas por hora. Calcula la probabilidad de una llamada en la primera hora y dos en la segunda.

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Sumar, dividir y aproximar

Tres propiedades de la Poisson permiten resolver problemas sin tablas ni cálculos largos.

Esquema de dos flujos de Poisson independientes que se suman en uno solo, y de un flujo que se parte en urgentes y no urgentes. Servicio 1: λ₁ Servicio 2: λ₂ λ₁ + λ₂ partición: pλ suma y partición
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Dos servicios independientes reciben llamadas Poisson con medias diarias 2 y 3. Identifica el modelo del total y calcula la probabilidad de cero llamadas.

Dos servicios independientes reciben llamadas Poisson con medias diarias 2 y 3. Identifica el modelo del total y calcula la probabilidad de cero llamadas.

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Una binomial tiene $n=1000$ y $p=0,002$. Usa la aproximación Poisson para calcular la probabilidad de cero éxitos y especifica el parámetro.

Una binomial tiene $n=1000$ y $p=0,002$. Usa la aproximación Poisson para calcular la probabilidad de cero éxitos y especifica el parámetro.

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En un proceso Poisson homogéneo de tasa 2 por hora, se observan cuatro eventos en dos horas. Sabiendo ese total, calcula la probabilidad de que exactamente dos…

En un proceso Poisson homogéneo de tasa 2 por hora, se observan cuatro eventos en dos horas. Sabiendo ese total, calcula la probabilidad de que exactamente dos ocurrieran en la primera hora. Usa que el reparto condicionado es binomial con probabilidad igual a la fracción temporal.

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Comparar tasas y comprobar el modelo

Un recuento mayor no significa una tasa mayor: depende de cuánta exposición hay detrás. Y antes de usar la Poisson conviene comprobar que los datos se comportan como ella.

Comparación de dos barras de exposición con la misma cantidad esperada de eventos pero tasas distintas, y de la relación entre media y varianza en un recuento Poisson y en uno sobredisperso. 100 días-persona · tasa 0,02 · λ = 2 40 días-persona · tasa 0,05 · λ = 2 Mismo λ, tasas distintas Poisson: varianza = media Sobredispersión: varianza > media media
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Una serie diaria presenta media 4 y varianza empírica 15. Explica qué rasgo cuestiona un modelo Poisson simple y propone dos comprobaciones antes de elegir otro.

Una serie diaria presenta media 4 y varianza empírica 15. Explica qué rasgo cuestiona un modelo Poisson simple y propone dos comprobaciones antes de elegir otro.

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En un proceso Poisson homogéneo, la probabilidad de cero eventos en dos horas es $0,20$. Estima la tasa por hora. Puedes usar logaritmos.

En un proceso Poisson homogéneo, la probabilidad de cero eventos en dos horas es $0,20$. Estima la tasa por hora. Puedes usar logaritmos.

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Dos poblaciones tienen tasas de $0,02$ y $0,05$ eventos por día-persona, y exposiciones 100 y 40 días-persona. Con recuentos Poisson independientes, calcula la…

Dos poblaciones tienen tasas de $0,02$ y $0,05$ eventos por día-persona, y exposiciones 100 y 40 días-persona. Con recuentos Poisson independientes, calcula la probabilidad de que ninguna tenga eventos y explica por qué no basta comparar los recuentos esperados para comparar tasas.

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Vuelve al principio: con 3 llamadas de media al día, $P(\text{ninguna})=e^{-3}\approx0{,}05$, es decir, unos 5 días de cada 100. En medio día la media baja a $1{,}5$, y al fusionar dos servicios los parámetros se suman.

Resumen

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