Volver a la portadaMatemáticas · Mat. Integradas I · Cambiar asignatura
Empezar gratis
Math I · Matemáticas
estadística · Estadística bidimensional

Distribuciones marginales

La Sra. Patel le puso a su clase un examen corto de Álgebra y otro de Ciencias, ambos calificados de 5 a 7. Su tabla de doble entrada muestra cuántos estudiantes obtuvieron cada par de calificaciones. Ahora pregunta: ¿cuántos estudiantes sacaron 6 en Álgebra, sin importar qué sacaron en Ciencias? Para contestar, ignoras una variable y miras solo la otra. Eso es una distribución marginal.

Qué es una distribución marginal

Una tabla de doble entrada mezcla dos tipos de información: cómo se distribuyen $X$ y $Y$ por separado y cómo se relacionan. Si ignoras una de las variables, lo que queda es una distribución ordinaria de una sola variable.

Diagrama que muestra que la distribución marginal de X sale de sumar las filas de la tabla conjunta y la de Y de sumar las columnas. tabla conjunta nij marginal de X marginal de Y sumar filas → X sola · sumar columnas → Y sola
Practica★☆☆Sin empezar
Dada la siguiente tabla de doble entrada para las variables $X$ e $Y$: | $X \setminus Y$ | 3 | 4 | |---|---|---| | 1 | 2 | 5 | | 2 | 4 | 1 | Escriba la tabla de la…

Dada la siguiente tabla de doble entrada para las variables $X$ e $Y$:

$X \setminus Y$ 3 4
1 2 5
2 4 1

Escriba la tabla de la distribución marginal de la variable $X$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Se ha estudiado la relación entre dos variables estadísticas $X$ e $Y$, obteniendo la siguiente tabla de frecuencias conjuntas: | $X \setminus Y$ | 10 | 20 |…

Se ha estudiado la relación entre dos variables estadísticas $X$ e $Y$, obteniendo la siguiente tabla de frecuencias conjuntas:

$X \setminus Y$ 10 20
0 3 2
1 1 6
2 4 0

Determine la distribución marginal de la variable $Y$ y calcule el tamaño total de la población $N$.

Resolver

Totales marginales y notación

Estos totales se llaman marginales porque normalmente se escriben en los márgenes de la tabla: una columna "Total" a la derecha y una fila "Total" abajo. La celda de la esquina es $N$.

Una tabla de doble entrada con sus totales marginales: totales de fila 4 y 7, totales de columna 5 y 6, y total general 11 en la esquina. 3 1 2 5 4 7 5 6 11 totales de fila → X · de columna → Y
Símbolo Significado
$n_{ij}$ frecuencia conjunta: individuos con $X = x_i$ y $Y = y_j$
$n_{i\bullet}$ total de la fila $i$: individuos con $X = x_i$
$n_{\bullet j}$ total de la columna $j$: individuos con $Y = y_j$
$N$ total de todo
Practica★☆☆Sin empezar
En la siguiente tabla de doble entrada faltan los totales marginales (las sumas de las filas y de las columnas). | $X \setminus Y$ | 1 | 2 | 3 | Total $X$ |…

En la siguiente tabla de doble entrada faltan los totales marginales (las sumas de las filas y de las columnas).

$X \setminus Y$ 1 2 3 Total $X$
5 2 0 4 ?
6 1 3 1 ?
Total $Y$ ? ? ? $N = ?$

Copie la tabla y complete los valores marginales que faltan.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Observe la siguiente tabla de frecuencias conjuntas: | $X \setminus Y$ | 100 | 200 | 300 | |---|---|---|---| | 1 | 5 | 8 | 2 | | 2 | 3 | 1 | 7 | Identifique el valor de…

Observe la siguiente tabla de frecuencias conjuntas:

$X \setminus Y$ 100 200 300
1 5 8 2
2 3 1 7

Identifique el valor de la frecuencia marginal $n_{2 \bullet}$ (el total de individuos con $X=2$) y el valor de la frecuencia marginal $n_{\bullet 3}$ (el total de individuos con $Y=300$).

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Se registran la temperatura media $X$ (en °F) y los días de lluvia mensuales $Y$ en varias ciudades: | $X \setminus Y$ | 2 | 4 | 6 | |---|---|---|---| | 15 | 3 | 5 | 2 |…

Se registran la temperatura media $X$ (en °F) y los días de lluvia mensuales $Y$ en varias ciudades:

$X \setminus Y$ 2 4 6
15 3 5 2
20 4 7 3
25 1 4 6

Extraiga las distribuciones marginales de $X$ e $Y$. Compruebe numéricamente que la suma de las frecuencias marginales de $X$ coincide con la suma de las frecuencias marginales de $Y$, y que ambas equivalen al tamaño total de la muestra $N$.

Resolver

De una lista de pares a una distribución marginal

A veces los datos llegan como una lista de pares $(x, y)$, un par por individuo. Tienes dos opciones.

  • Construir primero la tabla de doble entrada, anotando cada par en su celda, y luego sumar filas y columnas.

  • Atajo: para obtener la marginal de $Y$, ignora los valores de $x$ y cuenta cuántas veces aparece cada $y$ (y lo mismo para $X$).

Practica★☆☆Sin empezar
Se han recolectado los siguientes pares de valores $(x_i, y_i)$ al observar a 5 individuos: $(1, 5), (2, 5), (1, 6), (3, 5), (2, 6)$ A partir de estos datos, construya…

Se han recolectado los siguientes pares de valores $(x_i, y_i)$ al observar a 5 individuos:

$(1, 5), (2, 5), (1, 6), (3, 5), (2, 6)$

A partir de estos datos, construya la tabla de la distribución marginal de la variable $Y$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
En un grupo de 10 amigos, se ha preguntado por el número de hermanos ($X$) y el número de mascotas ($Y$). Los resultados $(X, Y)$ son:…

En un grupo de 10 amigos, se ha preguntado por el número de hermanos ($X$) y el número de mascotas ($Y$). Los resultados $(X, Y)$ son:

$(1, 1), (2, 0), (1, 1), (0, 2), (2, 1), (1, 0), (3, 0), (1, 1), (0, 1), (2, 0)$

Escriba la tabla de la distribución marginal del número de mascotas ($Y$).

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Se ha registrado el número de horas de estudio semanales ($X$) y la calificación obtenida en un examen ($Y$) para 10 estudiantes:…

Se ha registrado el número de horas de estudio semanales ($X$) y la calificación obtenida en un examen ($Y$) para 10 estudiantes:

$(5, 6), (7, 8), (4, 5), (8, 9), (5, 5), (6, 7), (7, 7), (9, 10), (4, 6), (6, 8)$

Construya la tabla de doble entrada de frecuencias absolutas. A partir de ella, obtenga la distribución marginal de las calificaciones ($Y$) y determine qué porcentaje de alumnos obtuvo una calificación marginal superior a 6.

Resolver

Media marginal

Una vez que tienes una distribución marginal, trátala como cualquier conjunto de datos de una variable. Multiplica cada valor por su frecuencia, suma y divide entre $N$.

Gráfica de barras de la distribución marginal de la duración de la batería con la media de 8.75 horas marcada con una línea vertical. 8 15 11 6 6 h8 h10 h12 h x̄ = 8.75
Practica★☆☆Sin empezar
La distribución marginal de una variable bidimensional para su componente $X$ viene dada por la siguiente tabla: | $x_i$ | 2 | 4 | 6 | |---|---|---|---| | $n_i$ | 3 | 5…

La distribución marginal de una variable bidimensional para su componente $X$ viene dada por la siguiente tabla:

$x_i$ 2 4 6
$n_i$ 3 5 2

Calcule la media marginal $\bar{x}$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Un biólogo estudia una especie de anfibio, registrando su masa $X$ (en libras) y su longitud $Y$ (en pulgadas). Los resultados se agrupan en la siguiente tabla de doble…

Un biólogo estudia una especie de anfibio, registrando su masa $X$ (en libras) y su longitud $Y$ (en pulgadas). Los resultados se agrupan en la siguiente tabla de doble entrada:

$X \setminus Y$ 15 20 25
0,5 4 2 0
1,0 1 5 3
1,5 0 2 3

Calcule las medias marginales $\bar{x}$ e $\bar{y}$ de ambas variables.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un ecólogo mide la cantidad de luz solar $X$ y el crecimiento de una planta $Y$. Los datos se resumen en la siguiente tabla: | $X \setminus Y$ | 10 | 20 | |---|---|---|…

Un ecólogo mide la cantidad de luz solar $X$ y el crecimiento de una planta $Y$. Los datos se resumen en la siguiente tabla:

$X \setminus Y$ 10 20
5 2 3
8 4 1

Demuestre numéricamente que el cálculo de la media marginal de $X$ utilizando la fórmula completa bidimensional $\bar{x} = \frac{1}{N} \sum_{i} \sum_{j} x_i \cdot n_{ij}$ da exactamente el mismo resultado que si primero se extrae la distribución marginal de $X$ y se aplica la fórmula unidimensional $\bar{x} = \frac{1}{N} \sum_{i} x_i \cdot n_{i \bullet}$. Muestre el desarrollo paso a paso de ambos métodos.

Resolver

Varianza y desviación estándar marginales

La media te dice dónde está el centro. La varianza y la desviación estándar te dicen qué tan dispersos están los valores. Como la tabla enumera a todo el grupo, dividimos entre $N$ (las fórmulas poblacionales).

Practica★☆☆Sin empezar
La distribución marginal de la variable $Y$ en un estudio estadístico es la siguiente: | $y_j$ | 0 | 1 | 2 | |---|---|---|---| | $n_j$ | 4 | 4 | 2 | Sabiendo que su…

La distribución marginal de la variable $Y$ en un estudio estadístico es la siguiente:

$y_j$ 0 1 2
$n_j$ 4 4 2

Sabiendo que su media marginal es $\bar{y} = 0,8$, calcule la varianza marginal $\sigma_Y^2$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Se analiza la duración de la batería $X$ (en horas) y el tamaño de la pantalla $Y$ (en pulgadas) de varios modelos de tabletas: | $X \setminus Y$ | 7 | 8 | 10 |…

Se analiza la duración de la batería $X$ (en horas) y el tamaño de la pantalla $Y$ (en pulgadas) de varios modelos de tabletas:

$X \setminus Y$ 7 8 10
6 2 5 1
8 4 8 3
10 1 4 6
12 0 2 4

Construya la distribución marginal de la duración de la batería ($X$) y calcule su desviación típica marginal.

Resolver

Datos agrupados: marcas de clase

Cuando $X$ o $Y$ se da en intervalos, usa el punto medio de cada intervalo como su valor $x_i$. Los resultados son estimaciones, igual que con datos agrupados de una variable.

$$\text{punto medio de } [a, b) = \frac{a+b}{2}$$
Practica★★☆Sin empezar
En un estudio de mercado sobre el precio de un producto $X$ (agrupado en intervalos de dólares) y el número de ventas diarias $Y$, se obtiene: | $X \setminus Y$ | 10 |…

En un estudio de mercado sobre el precio de un producto $X$ (agrupado en intervalos de dólares) y el número de ventas diarias $Y$, se obtiene:

$X \setminus Y$ 10 20 30
$[10, 20)$ 5 12 3
$[20, 30)$ 8 15 7
$[30, 40)$ 2 6 12

Obtenga la distribución marginal de $X$ utilizando las marcas de clase y calcule su media marginal.

Resolver

Comparar la dispersión de dos variables

Si $X$ y $Y$ tienen las mismas unidades, puedes comparar $\sigma_X$ y $\sigma_Y$ directamente. Si tienen unidades distintas o tamaños muy diferentes, una $\sigma$ mayor no significa "más dispersión en relación con su tamaño". Usa el coeficiente de variación.

Dos variables con unidades distintas; la comparación de su dispersión usa el coeficiente de variación, no la varianza. X: σ² = 3.74(horas) Y: σ² = 1.30(pulgadas) comparar CV: 22.1% vs 13.4% las unidades se cancelan: comparación justa
Practica★★☆Sin empezar
En un ensayo clínico se relaciona la dosis de un medicamento $X$ (en mg) con los días de recuperación $Y$: | $X \setminus Y$ | 3 | 5 | 7 | |---|---|---|---| | 100 | 6 |…

En un ensayo clínico se relaciona la dosis de un medicamento $X$ (en mg) con los días de recuperación $Y$:

$X \setminus Y$ 3 5 7
100 6 4 0
200 2 8 2
300 0 3 5

Calcule el coeficiente de variación marginal de la variable $Y$ para analizar su dispersión relativa.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Se estudia la cantidad de fertilizante $X$ (en lb/acre) y el rendimiento de la cosecha $Y$ (en toneladas/acre) en diferentes parcelas: | $X \setminus Y$ | 2 | 3 | 4 |…

Se estudia la cantidad de fertilizante $X$ (en lb/acre) y el rendimiento de la cosecha $Y$ (en toneladas/acre) en diferentes parcelas:

$X \setminus Y$ 2 3 4
50 5 2 1
100 3 6 2
150 0 4 7

Calcule la varianza marginal de $X$ y la varianza marginal de $Y$. ¿Cuál de las dos variables presenta mayor dispersión absoluta?

Resolver

Frecuencias relativas y gráficas de burbujas

A veces la tabla da frecuencias relativas conjuntas $h_{ij} = \dfrac{n_{ij}}{N}$ en lugar de conteos. Las marginales funcionan igual: suma filas o columnas. El total general es $1$.

Una gráfica de burbujas muestra una tabla de doble entrada como un dibujo: cada burbuja está en un par $(x, y)$ y el número dentro es la frecuencia conjunta $n_{ij}$. Lee los números de las burbujas y luego suma por columna para obtener la marginal de $X$, o por fila para obtener la de $Y$.

Gráfica de burbujas del nivel de riesgo X y el rendimiento Y con la frecuencia conjunta escrita dentro de cada burbuja. 4 1 3 5 2 123 nivel de riesgo X 105rendimiento Y (%)

En la gráfica, la marginal de $X$ es $1 \to 5$, $2 \to 8$, $3 \to 2$ (así que $N = 15$), y la marginal de $Y$ es $5 \to 7$, $10 \to 8$.

Practica★★★Sin empezar
Un estudio relaciona el nivel de ingresos $X$ (en miles de dólares) y el índice de satisfacción $Y$ (del 1 al 3). En lugar de frecuencias absolutas, se proporcionan las…

Un estudio relaciona el nivel de ingresos $X$ (en miles de dólares) y el índice de satisfacción $Y$ (del 1 al 3). En lugar de frecuencias absolutas, se proporcionan las frecuencias relativas conjuntas $h_{ij}$:

$X \setminus Y$ 1 2 3
15 0,10 0,15 0,05
25 0,05 0,25 0,10
35 0,00 0,10 0,20

Calcule las distribuciones marginales relativas y, a partir de ellas, obtenga las medias marginales $\bar{x}$ e $\bar{y}$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
El siguiente gráfico de burbujas representa la distribución bidimensional del Nivel de Riesgo ($X$) y el Retorno esperado ($Y$) de un conjunto de carteras de inversión.…

El siguiente gráfico de burbujas representa la distribución bidimensional del Nivel de Riesgo ($X$) y el Retorno esperado ($Y$) de un conjunto de carteras de inversión. El número dentro de cada burbuja indica la frecuencia conjunta.

X (Riesgo) Y (Retorno) 1 2 3 2 4 6 3 1 2 4 1 2 3

A partir de la gráfica, extraiga las distribuciones marginales de ambas variables y calcule la media marginal del Retorno ($\bar{y}$).

Resolver

Hallar datos faltantes

Los totales marginales son pistas poderosas. Cada total da una ecuación, y una media dada o $N$ da otra. Necesitas tantas ecuaciones como incógnitas.

Practica★★☆Sin empezar
En un equipo de básquetbol se analiza el número de faltas cometidas ($X$) y los puntos anotados ($Y$) por partido. La tabla conjunta tiene una frecuencia desconocida…

En un equipo de básquetbol se analiza el número de faltas cometidas ($X$) y los puntos anotados ($Y$) por partido. La tabla conjunta tiene una frecuencia desconocida $f$:

$X \setminus Y$ 5 10 15
1 2 $f$ 1
2 3 4 2

Sabiendo que la media marginal de los puntos anotados es $\bar{y} = 10$, encuentre el valor de la frecuencia desconocida $f$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
En una fábrica se analiza el número de defectos $X$ y el tiempo de revisión $Y$ (en minutos) de un lote de piezas. La tabla de frecuencias conjuntas contiene dos…

En una fábrica se analiza el número de defectos $X$ y el tiempo de revisión $Y$ (en minutos) de un lote de piezas. La tabla de frecuencias conjuntas contiene dos parámetros $a$ y $b$:

$X \setminus Y$ 2 4 6
0 10 5 2
1 4 $a$ 3
2 1 2 $b$

Se sabe que el tamaño total de la muestra es $N = 40$ y que la media marginal del número de defectos es $\bar{x} = 0,8$. Determine los valores de las frecuencias $a$ y $b$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Se evalúa la resistencia a la tracción $X$ (en MPa) y el porcentaje de carbono $Y$ en aleaciones de acero. La tabla está incompleta, pero se conocen los totales…

Se evalúa la resistencia a la tracción $X$ (en MPa) y el porcentaje de carbono $Y$ en aleaciones de acero. La tabla está incompleta, pero se conocen los totales marginales:

$X \setminus Y$ 0,2 0,4 0,6 Total $X$
400 8 ? 2 15
500 ? 12 ? 25
600 1 ? 5 10
Total $Y$ 12 22 16 $N=50$

Reconstruya la tabla de doble entrada completa. A continuación, calcule la varianza marginal de $Y$.

Resolver

Cambio de origen y de escala

Los precios suben, las edades se registran con un año de retraso, las unidades se convierten. En lugar de transformar cada valor, puedes transformar directamente la media y la varianza. Todo lo que sigue también vale para una marginal, porque una marginal es simplemente una distribución de una variable.

Diagrama que muestra cómo X' = aX + b cambia la media y la varianza. X: media x̄, varianza σ² X' = aX + b x̄' = a·x̄ + bσ'² = a²·σ²
Practica★★★Sin empezar
Se analiza la edad $X$ (en intervalos) y el número de hijos $Y$ de un grupo de familias: | $X \setminus Y$ | 0 | 1 | 2 | 3 | |---|---|---|---|---| | $[20, 30)$ | 15 | 10…

Se analiza la edad $X$ (en intervalos) y el número de hijos $Y$ de un grupo de familias:

$X \setminus Y$ 0 1 2 3
$[20, 30)$ 15 10 2 0
$[30, 40)$ 8 18 12 4
$[40, 50)$ 3 7 15 6

Calcule la media y la varianza marginal de la Edad ($X$) usando las marcas de clase. Si por un error de registro se debe aplicar un factor de corrección sumando 2 años a cada marca de clase, ¿cuáles serán la nueva media y varianza marginales de $X$ sin necesidad de recalcular toda la tabla? Razone su respuesta basándose en las propiedades de la media y la varianza.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Una tienda registra el precio base $X$ (en dólares) y el número de unidades vendidas $Y$ de distintos artículos. La distribución marginal de los precios base $X$…

Una tienda registra el precio base $X$ (en dólares) y el número de unidades vendidas $Y$ de distintos artículos. La distribución marginal de los precios base $X$ obtenida de la tabla bidimensional es:

$x_i$ 10 20 30 40
$n_i$ 25 40 20 15

Sabiendo que el precio final de venta al público ($X'$) se calcula aplicando un impuesto fijo de $\$5$ más un incremento del 20% sobre el precio base (es decir, $X' = 1,20X + 5$), calcule la media y la desviación típica marginal de los precios finales $X'$ sin tener que transformar cada uno de los valores individualmente.

Resolver

Volvamos al principio: la pregunta de la Sra. Patel se contesta con la fila de $X = 6$ en la tabla de Álgebra y Ciencias. Al sumar $1+5+3$ se obtienen 9 estudiantes, sin importar su calificación en Ciencias.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado