unidad I

UNIDAD I:
CONCEPTOS BÁSICOS
1.1. Introducción
1.2. Qué es la estadística
1.3. Importancia de la estadística
1.4. Aplicación y campos de aplicación de la Estadística
1.5. División de la estadística
1.6. La Estadística como ciencia y método de la investigación científica
1.7. Población y Muestra
1.8. Escalas de Medición
1.9. Tipos de variables
1.10. Ejercicios
1.11. Glosario
1.12. Presentación de Datos
1.13. Distribución de Frecuencias
1.14. Distribución de Frecuencias Absolutas y Relativas
1.15. Distribución de Frecuencias Acumuladas
1.16. Gráficas
1.17. Histograma y Polígono de Frecuencias
1.18. Polígono de Frecuencia
1.19. Polígono de Frecuencia Acumulada
1.20. Gráficas circulares, Diagramas de Barras, Pictogramas y Gráfico de líneas.
Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.1. Introducción
La estadística es una de las herramientas más ampliamente utilizadas en la investigación
científica. Su aplicación en instituciones gubernamentales y educativas, en los negocios
y en la industria, en la banca y en otros quehaceres diarios hace de la estadística una
herramienta indispensable.
Actualmente, son de uso cotidiano las diferentes técnicas estadísticas que partiendo de
observaciones muestrales o históricas, crean modelos lógico-matemáticos que permiten
describir o pronosticar un determinado fenómeno con cierto grado de incertidumbre.
El avance tecnológico en la informática ha contribuido enormemente al desarrollo de la
estadística, sobre todo en la manipulación de la información, pues en el mercado existen
paquetes estadísticos de excelente calidad, como por ejemplo el SAS, SPSS, SCA,
STATGRAPHICS, G-STAT STUDENTS, que corren en un ordenador sin mayores
exigencias técnicas, permitiendo el manejo de grandes volúmenes de información y de
variables.
La estadística, es una herramienta imprescindible en todas las ciencias, de donde
proviene la desconcertante des-uniformidad en las definiciones de los diferentes autores,
ya que cada estudioso la define de acuerdo con lo que utiliza de ella.
La estadística hace inferencias sobre una población, partiendo de una muestra
representativa de ella. Es a partir del proceso del diseño y toma de la muestra desde
donde comienzan a definirse las bondades y confiabilidad de nuestras aseveraciones,
hechas, preferentemente, con un mínimo costo y mínimo error posible.
1.2. ¿Qué es la Estadística?
Son muchas las definiciones que se han dado de la Estadística, considerada por algunos
como ciencia y por otros como un método científico utilizado por diversas ciencias.
Entre estas tenemos:
1. Es una ciencia que estudia los fenómenos colectivos, mediante la observación
numérica, el análisis matemático y la interpretación lógica, investigando
especialmente sus causas y sus leyes.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
2. Conjunto de métodos destinados a medir y analizar los hechos por medio de
números investigando las relaciones existentes entre los mismos.
3. Es un método que permite no solo describir el hecho o fenómeno, sino deducir y
evaluar
conclusiones
acerca
de
una
población,
utilizando
resultados
proporcionados por una muestra.
4. Rama de las matemáticas que se ocupa de reunir, organizar y analizar datos
numéricos y que ayuda a resolver problemas como el diseño de experimentos y
la toma de decisiones.
5. Es un conjunto de técnicas que se han desarrollado para la
recolección,
organización, análisis e interpretación de datos numéricos y el uso de tales datos
para la toma de decisiones racionales.
1.3. Importancia de la estadística
Su importancia radica en que hace una simbiosis (unión, fusión) con la vida
contemporánea, porque esta requiere de la Estadística
para indicar en términos
cuantitativos el comportamiento y tendencia de casi todos los fenómenos colectivos,
sean estos: económicos, sociales, educativos, políticos, meteorológicos, físicos,
químicos, médicos, religiosos y demográficos, y por el lado de la Estadística, este uso
frecuente y necesario coadyuva a su desarrollo y a la búsqueda de su perfección como
disciplina científica.
1.4. Aplicación y campos de aplicación de la estadística
La aplicación puede darse en varios niveles, desde lo que requieren técnicas muy
elaboradas hasta los que solo necesitan la organización de un conjunto de datos en
tablas, la construcción de algunas graficas o el cálculo de ciertos promedios.
La compresión y uso de la Estadística nos permite comunicar más exactamente los
descubrimientos de las investigaciones estadísticas; es también un instrumento, que
utilizado con cuidado y precisión, no permite describir nuestros resultados y adoptar
decisiones respecto a lo que nos dicen.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
La teoría general de la Estadística es aplicable a cualquier tamaño científico en el cual
se hacen observaciones.
Las primeras aplicaciones se dieron en los asuntos de
gobierno, luego se utilizaron las compañías de seguros y los empresarios de juegos de
azar, después los comerciantes, los industriales, los educadores, etc. Actualmente es
difícil indicar profesiones que no utilicen la Estadística. Esta puede utilizarse en varios
niveles, desde los que requieren técnicas muy elaboradas hasta los que solo necesitan la
organización de un conjunto de datos en tablas, la construcción de algunas graficas o el
cálculo de ciertos promedios.
La Estadística en los negocios:
a) Es el medio que utilizan los comerciantes para conocer y prever el crecimiento
de sus negocios.
b) Sirve para preparar la campaña de propaganda, conocer las ventas, controlar los
procesos de producción, fluctuaciones de precios, necesidad de compras.
Porque es necesario seguir el movimiento de las mercaderías, la marcha de las
importaciones y de las exportaciones. Todo esto se hace actualmente utilizando
las computadoras.
Investigación descriptiva
a) Los estudios descriptivos son diseñados para describir algo, por ejemplo: las
características de los usuarios de un producto dado; el grado en que el uso del
producto varía con el ingreso, la edad, el sexo u otras características; o el
número de personas que vio un anuncio especifico en televisión. La mayoría de
los estudios de investigación de mercados son de este tipo.
1.5. División de la estadística
En base a lo que se ha dicho se concluye, que la Estadística como disciplina o área de
estudio comprende técnicas descriptivas como inferenciales. Incluye la observación y
tratamiento de datos numéricos y el empleo de los datos estadísticos con fines
inferenciales. Para su estudio se clasifica de la siguiente forma:

Estadística descriptiva y

Estadística Inferencial
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Bioestadística
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1.5.1. Estadística descriptiva
El origen de la Estadística descriptiva puede relacionarse con el interés por mantener
registros gubernamentales hacia fines de la Edad Media. Cuando los estados
nacionalistas empezaron a surgir durante ese período, se volvió necesario obtener
información acerca de los territorios bajo la jurisdicción de cada nación. Esta necesidad
de información numérica acerca de los ciudadanos y recursos lleva al desarrollo de
técnicos para obtener y organizar datos numéricos.
Hacia fines del siglo XVII, ya existían investigaciones semejantes a nuestros censos
modernos. Al mismo tiempo, las compañías de seguros empezaban a recopilar tablas de
mortalidad para determinar las primas de seguros de vida.
En las primeras etapas de desarrollo, la estadística incluía poco más que la obtención,
clasificación y presentación de datos numéricos. Aún hoy en día, estas actividades
siguen siendo una parte importante de la Estadística.
A continuación se da una definición de Estadística Descriptiva.
La Estadística Descriptiva es el estudio que incluye la obtención, organización,
presentación y descripción de información numérica
Ejemplo 1.- Un director de escuela desea conocer las aptitudes de cinco secretarias que
trabajan en dicha institución. Se aplica una prueba de aptitudes a las cinco secretarias y
las calificaciones son 82, 85, 95, 92 y 91. La medida estadística que emplea el Director
es la aptitud promedio o media aritmética, la cual es la suma de los valores obtenidos
dividida por el número de observaciones. Entonces, la calificación promedio es:
82 + 85 + 95 + 92 + 91 445
=
= 89
5
5
El cálculo de la media aritmética, es una parte importante de la estadística descriptiva.
El resultado se limita a los datos obtenidos en este caso particular y no implica ninguna
inferencia o generalización acerca de las aptitudes de otras secretarias.
La descripción de los datos también puede hacerse usando representaciones gráficas
como veremos posteriormente.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.5.1. Estadística Inferencial
Si el interés del Director de la escuela va más allá de la información obtenida, necesitará
otras técnicas distintas a loa métodos descriptivos. Por ejemplo; podría desear conocer
la aptitud promedio de las demás secretarias, pero carece del tiempo o de los recursos
para aplicar una prueba a todas ellas. Podría utilizar la calificación promedio de las
cinco secretarias como base para realizar una inferencia o estimación acerca de la
aptitud promedio de todas las secretarias. Con ese fin, necesitará conocer otra rama de
la Estadística conocida como Estadística Inferencial o Inferencia Estadística.
La inferencia estadística es una técnica mediante la cual se obtienen generalizaciones
o se toman decisiones en base a una información parcial o completa obtenida
mediante técnicas descriptivas
Para concluir diremos que existe otra gran división de las técnicas estadísticas:
a) Estadística Paramétrica.
b) Estadística No Paramétrica.
La Estadística Paramétrica es un conjunto de técnicas desarrolladas para niveles altos de
medición como el de intervalos. Los métodos paramétricos permiten hacer inferencias
acerca de parámetros poblacionales de las distribuciones. Estos métodos fueron los
primeros en ser desarrollados por los investigadores de la Estadística.
La Estadística no paramétrica es un conjunto de técnicas diseñadas para niveles de
mediciones menores, por ejemplo, el nominal y ordinal, para efectuar estimaciones no
habrá parámetros en estricto sentido.
A los procedimientos estadísticos que no
dependen para su validez de la forma funcional de la distribución original de la
población se les denomina procedimientos no paramétricos o libres de distribución.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.6. La estadística como ciencia y método de la investigación científica
1.6.1. La estadística como ciencia
CIENCIA

ESTADÍSTICA
Tienen su propio objeto de estudio. Por


Es
un
conjunto
ordenados
de
conocimiento
sistemáticamente

colectivos
de
los
diversa
precisamente
método
Es
un
conjunto
de
conocimientos
ordenados sistemáticamente que contiene:
que
hipótesis,
teorías,
principios,
leyes,
etc…(ley de probabilidades)
leyes, etc…
Tienen investigadores que contribuyen al
estudio:
estadístico
contiene: hipótesis, teorías, principios,

de
Posee su método de investigación, que se
denomina
Poseen su método de investigación:
inductivo, deductivo, experimental, etc…

propio
naturaleza
las magnitudes; las Ciencias Naturales,

su
fenómenos
ejemplo: la Matemática, los números y
los fenómenos físicos
Tienen

Tiene investigadores estadísticos que
contribuyen a su desarrollo
desarrollo de las ciencias
1.6.2. La estadística como método de investigación científica
MÉTODO DE INVESTIGACIÓN

Conjunto de técnicas y procedimientos
MÉTODO ESTADÍSTICO



Establecer un camino para tratar de llegar
a la verdad
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y
ordenados
datos,
procesamiento,
análisis
e
Tratar de establecer la relación entre causa
y efecto
causa y efecto

técnicas
interpretación de los resultados obtenidos
análisis y obtención de resultados
Orientados a establecer la relación entre
de
Planificación, programación, recopilación
de
realización del experimento, observación,

conjunto
sistemáticamente
Siguen una serie de pasos lógicos y
naturales: planificación, programación,
un
procedimientos
ordenados sistemáticamente

Es

Establecer un camino para tratar de llegar
a la verdad
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.7. Población y muestra
Población (ó universo): es la totalidad de elementos sujetos a un estudio, a partir del
cual se podrán sacar conclusiones.
Muestra: es una porción de la población que es seleccionada para su análisis. Si el
objetivo es aplicar la estadística inferencial, la muestra debe ser representativa de la
población para que las inferencias obtenidas de ésta, sean aplicables a toda la población,
para que sea considerada representativa se debe seguir alguna técnica de muestreo
Existen dos métodos para seleccionar muestras:
Muestreo Aleatorio: en este tipo de muestreo todos los elementos de la población tienen
la misma probabilidad de ser seleccionados. Los métodos de muestreo aleatorio son:

Muestreo Simple: La forma más fácil de escoger a los elementos que
conformarán la muestra es mediante el uso de números aleatorios, lo más simple
es generarlos en la calculadora o en la computadora, éstos determinarán la
posición del elemento del listado de la población que ha de ser seleccionado.

Muestreo Sistemático: los elementos son seleccionados dentro de un intervalo
uniforme que se mide con respecto al tiempo, al orden o al espacio. Por ejemplo,
cada 15 min seleccionar a un estudiante, seleccionar a cada décimo estudiante
que entra a la universidad, etc.

Muestreo Estratificado: se divide a la población en grupos relativamente
homogéneos, llamados estratos, y seleccionamos proporcionalmente de cada
estrato los elementos para formar la muestra.

Muestreo por Conglomerado: se divide la población en grupos, donde
suponemos que cada uno de ellos son representativos de la población como un
todo, es decir los elementos de los grupos son heterogéneos entre sí.
Tanto en el muestreo estratificado como en el de por conglomerado, la población de
divide en grupos bien definidos. Usamos el muestreo estratificado cuando cada grupo
tiene una pequeña variación dentro de sí mismo, pero hay una amplia variación entre los
grupos. Usamos el muestreo por conglomerado en el caso opuesto, cuando hay una
considerable variación dentro de cada grupo, pero los grupos son esencialmente
similares entre sí.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Muestreo No Aleatorio o de Juicio: en este tipo de muestreo el criterio que se toma es
el conocimiento y la opinión personal, basada en la experiencia de alguien con la
población, para identificar aquellos elementos de ésta que deben incluirse en la muestra.
1.8. Escalas de medición
Existen cuatro tipos de escalas: nominal, ordinal, de intervalos y de razones.
Las escalas nominales.- se utilizan como medidas de identidad. Los números sirven
de indicativos para identificar objetos o clases.
Ejemplo: las personas que puede
clasificar según el sexo, por su religión, el color de los ojos, etc…
La escala ordinal.- es donde los números reflejan el orden o la jerarquía de individuos u
objetos. Estas medidas se disponen desde la más alta a la más baja o viceversa. Las
medidas ordinales revelan que persona u objeto es de mayor o menor talla, o si un
objeto es más duro o más suave que otro, etc…
La escala de intervalos.- Proporciona números que reflejan diferencias entre individuos
u objetos. En este tipo las unidades de medición son iguales. Ejemplo: las escalas de los
termómetros Celsius y Fahrenheit, la del tiempo y las puntuaciones obtenidas en
pruebas o test de inteligencia. Los valores estadísticos que utilizan esta escala son: la
media aritmética, la desviación estándar y el coeficiente de correlación.
La escala de razones.- Son números que indican razones o cocientes entre ciertas
magnitudes de los objetos y los datos obtenidos con estas escalas pueden ser sometidos
a tratamientos estadísticos
más elaborados.
La escala de razones más comunes
corresponde a medidas de longitud, peso, capacidad, sonido, etc. Ejemplo: un peso de
80 libras es 4 veces mayor que uno de 20 libras.
1.9. Tipos de variables
Una variable es una característica que puede tener diferentes valores en los distintos
elementos o individuos de un conjunto. Ejemplos: el número de jornadas de trabajo con
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Bioestadística
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que puede funcionar una fabrica, es el que puede ser de 1, 2, o 3; el precio de un
producto, etc.
Los símbolos que se utilizan en las variables son las ultimas letras del alfabeto: , , .
Según el tipo de valores que puede tomar una variable se clasifican en cualitativas y
cuantitativas.
Variables cualitativas.- Son las variables cuyos valores posibles son cualidades o
atributos. Ejemplos: la estatura de un persona que puede ser baja, mediana o alta; el
sexo de una persona, la residencia, el color de los ojos, etc…
Variables cuantitativas.- Son las variables cuyos valores pueden tomar una expresión
numérica. Ejemplos: el precio de un producto, el salario, etc…
Una variable cuantitativa puede ser: continua y discreta.
Variables cuantitativa continua.- Se da cuando los valores numéricos que forman la
variable en un intervalo cualquiera son infinitos. Ejemplos:

Se necesita contratar a una persona para laborar como guardián; un requisito
podría ser que sea con una estatura mínima de 1.65 metros. y una estatura
máxima de 1.70 metros,

El volumen de un cilindro.

La velocidad de un caballo pura sangre.

El tiempo.
Variables cuantitativa discreta.- Es la variable cuyos valores numéricos se pueden
contar o son finitos en un intervalo cualquiera. Ejemplos:

El número de hijos que puede tener una pareja.

El numero
de personas que pueden morir al accidentarse un bus que
lleva adentro 45 personas.
Variables dependientes e independientes
Una variable es dependiente si es el efecto de otra y es independiente si es la causa del
valor de otra.
Variable por atributos
Es la cuantificación de elementos con cualidades.
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Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.10. Ejercicios
I. Identifica el tipo de variable y su escala de medición en cada uno de los siguientes
casos:
a)
El salario de los trabajadores de una empresa
b)
El número de personas que votan por un partido político
c)
La calidad del servicio de una telefonista
d)
El recorrido diario de los autobuses de Macas
e)
El número de familias que asisten al día a un centro de diversiones
f)
Estado civil de un grupo de trabajadores
II. Contesta las preguntas de los siguientes casos prácticos:
1. Se quiere saber el gasto que un estudiante realiza al mes. Uno de los gastos que hace
un estudiante es su alimentación y transporte. Se toma una muestra de 30 alumnos para
realizar el estudio. Sea "x" el gasto mensual en alimentación y transporte que realiza un
estudiante de cierta Universidad. Describa cuidadosamente:
a)
La población.
b)
La muestra
c)
La variable y de qué tipo es
d)
Escala de medición empleada
2. En un estudio realizado a jóvenes de la Ciudad de Quito, se determinó que el 30% del
grupo estudiado realiza un deporte fuera de su actividad escolar. Describe:
a)
La población
b)
La muestra
c)
La variable y de qué tipo es
d)
Escala de medición empleada
e)
Es observación ó experimento
f)
Es un estadístico ó parámetro
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
3. Indica a que escala de medición se refiere cada enunciado:
a)
Calificación de los alumnos de un grupo de probabilidad
b)
Clasificación de los empleados de una universidad (administrativos, de
servicios, docentes).
c)
Edades de mujeres que trabajan en el sector productivo.
d)
La temperatura en °C en los últimos días de cierta ciudad
e)
Servicio de la cajera de una tienda departamental
4. Suponga que se obtiene la siguiente información de Juan Domínguez, a su ingreso a
la enfermería de la escuela:
a)
Sexo: Masculino
b)
Residencia: Santiago
c)
Clase: 2° año
d)
Temperatura: 37°C
e)
Pulso: 70 pulsaciones por minuto
f)
Presión arterial: 130/80 mgs/mm
g)
Tipo de sangre: B positiva
h)
Alergias conocidas a medicamentos: no
i)
Diagnóstico preliminar: gripe
j)
Permanencia estimada de reposo: 3 días
Clasifique cada una de las diez respuestas de acuerdo con el tipo de datos y con la
escala de medición.
5. En una encuesta que realiza Banamex a sus cuenta- habientes, aparecen las siguientes
preguntas entre otras:

¿Cuenta con Tarjeta de crédito?

¿Cuál es su límite de crédito?

¿Cómo es el trato que recibe del ejecutivo de su sucursal?

¿Cuántos son los movimientos que realiza normalmente en el banco?
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
La intención es realizar el estudio a un grupo de 50 clientes para tomar decisiones en
cuanto a la capacitación que debe recibir el personal de las sucursales del estado de
Puebla. Responde las siguientes preguntas:
a)
Describe cada una de las variables consideradas en el estudio y de qué tipo
son.
b)
Que escala de medición emplearías en cada una de las variable y porqué?
c)
Describe la población
d)
Describe la muestra
e)
Los resultados obtenidos del estudio serían estadísticos ó parámetros.
1.11. Glosario
Estadística descriptiva: Consiste esencialmente en la recopilación de datos, su
organización y presentación ( en forma tabular y/o gráfica ) así como el cálculo de
medidas estadísticas representativas con el objeto de poder analizar en forma fácil y
rápida al conjunto de datos.
Estadística inferencial: Consiste en la interpretación y generalización de los resultados
obtenidos del estudio estadístico descriptivo de una muestra para su utilización en la
toma de decisiones de una población.
Estadística: Conjunto de técnicas para la colección, organización, presentación, manejo,
descripción y análisis de información, de manera que las conclusiones obtenidas de ella
tengan un grado de confiabilidad especificado.
Población: Conjunto de todos los elementos (individuos u objetos) que se están
estudiando, acerca de los cuales se intenta sacar conclusiones.
Muestra: Es un subconjunto de elementos de una población, que es considerada como
representativa de la cual pueden obtenerse importantes inferencias de toda la población.
Variable: Característica de interés acerca de cada elemento de una población o una
muestra.
Dato: Valor de la variable asociado a un elemento de una población o una muestra.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Parámetro: Característica que describe a una población.
Estadística: Característica que describe a una muestra.
Dato cualitativo o atributo: Resultado de un proceso que categoriza o describe un
elemento de una población.
Dato cuantitativo o numérico: Resultado de un proceso que cuantifica, que cuenta o
mide.
Datos numéricos discretos: Aquellos que surgen de un conteo.
Datos numéricos continuos: Aquellos que surgen de una medición.
Observación: Observar y Medir características especificas, sin manipular ni modificar a
los sujetos estudiados
Experimento: Aplicación de un tratamiento a los sujetos de estudio, observación y
medición de su efecto sobre los sujetos
Escala de medición nominal: Sólo categorías. Los datos no pueden acomodarse en un
esquema de ordenamiento. No existe una relación de magnitud entre las categorías
Escala de medición ordinal: Las categorías están ordenadas, pero no es posible
determinar diferencias, o éstas carecen de significado. Ordenan los elementos de
acuerdo si poseen más, menos o igual cantidad de la variable medida
Escala de medición intervalo: Se pueden calcular diferencias entre valores, pero no
existe un punto de partida inherente. Los cocientes no tienen significado
Escala de medición de razón o proporción: Con un punto de partida inherente. Los
cocientes tienen significado.
1.12. Presentación de datos
Una vez que se han obtenido los datos y que se ha hecho el estudio de los valores que
pueden tomar las variables, la primera tarea de la Estadística es la de ordenar y presentar
los datos en tablas que permitan ver la tendencia de los mismos. Ordenados los datos se
facilita su representación en diagramas y gráficas de diferentes tipos.
En esta unidad se verá la forma de describir, presentar, ordenar, resumir la información
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
en tablas y su presentación en diferentes tipos de gráficas.
1.13. Distribución de frecuencias
Los datos agrupados en tablas, nos permiten ver con facilidad el número de
observaciones iguales o comprendidos en un intervalo, a este número de repeticiones
iguales de la variable se llama frecuencia y se denota por
. Otros valores relacionados
con la frecuencia son:
La frecuencia relativa que se denota por
.
La frecuencia acumulada que se denota por
.
La frecuencia relativa acumulada que se denota
.
En esta unidad analizaremos, ejemplificaremos y graficaremos los datos de estos
conceptos.
Escalas de Medición.
La clasificación que hemos hecho de las variables, depende del nivel de medición de la
característica deseada. El nivel de medición también denominados escalas de medición,
lo podemos clasificar en:
1. Nominal.
2. Ordinal.
3. Por intervalo.
De acuerdo con esta clasificación podrás notar que dependen del tipo de variable que se
analiza y por lo tanto reciben el mismo nombre de éstas.
Ejemplo 1.1. En una carrera de caballos realizada en el hipódromo de la ciudad de
Quito en septiembre del año 2010 corrieron 10 caballos, los cuales se numeraron de la
siguiente forma:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Al finalizar la carrera, el primer lugar lo obtuvo el 13, el segundo lugar el 19, y el tercer
lugar el 16. El primer lugar hizo un tiempo de 15.3 minutos, el segundo lugar 15.5 y el
tercer lugar 15.8 minutos.
Definición de variables:
a) Número de caballo (variable cualitativa nominal).
b) Lugar que ocupó (variable cualitativa ordinal).
c) Tiempo que hizo (variable cuantitativa continua).
Definición de escalas de medición:
a) Nominal (numeración de los caballos).
b) Ordinal (lugar ocupado en la carrera).
c) Por intervalos (tiempo durante el recorrido).
A partir de este ejemplo podemos establecer las siguientes definiciones:
Escala nominal es la que se usa para asignarle una etiqueta a las categorías que se
construyen de la variable con el único fin de distinguir unas de otras.
Escala ordinal es la que permite ordenar o jerarquizar las categorías que se construyen
de la variable que se evalúa.
Escala de medición por intervalos es la que permite clasificar, ordenar y cuantificar las
categorías que se establecen de la variable.
La escala de medición por intervalos es la de mayor nivel de medición e incluye las dos
anteriores; para poder usarse con la precisión deseada es necesario fijar un patrón de
medida que cuantifique a la variable con la misma exactitud, cuantas veces sea medida.
Algunos de los patrones que se usan son: Años, kilos, litros, pesos, etcétera.
1.14. Distribución de frecuencias absolutas y relativas
Las primeras tareas de la Estadística descriptiva son ordenar, clasificar y resumir los
datos obtenidos en la investigación de campo, para ello se concentran en tablas de
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Bioestadística
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frecuencia y éstas pueden ser:
a) Absoluta.
b) Relativa.
c) Acumulada.
Con el análisis de las frecuencias podemos determinar la tendencia de la variable en
estudio que como ya se dijo, ésta puede ser nominal, ordinal o cuantitativa y sus
respectivas escalas de medición: nominal, ordinal o por intervalos, respectivamente.
Definición 1.1. Frecuencia es el número de veces que se repite la misma observación.
Se simboliza con
Ejemplo 1.2. Un docente de la ESPOCH, extensión Morona Santiago dio una
conferencia a un grupo de estudiantes de nivel medio de la ciudad de Macas sobre las
características y bondades de las carreras de Ecoturismo (E), Sistemas (S), Minas (M) y
Zootecnia (Z). Al final de la conferencia pidió que llenaran un cuestionario donde
especificaron además de los datos personales, la carrera de preferencia. Se obtuvieron
los siguientes resultados:
E, Z, M, S, S, M, Z, E, M, S, Z, S, E, S, M, S, M, M, Z, S, E, S, M, E, E, S, M, M, Z, E,
M, Z, Z, S, E, M, S, S, Z, M, Z, S, M, Z, S,
Con estos datos, se elabora la siguiente tabla de frecuencias:
Carreras que prefieren los estudiantes de nivel medio de la ciudad de Macas
Carreras
Número de estudiantes
Frecuencia
Ecoturismo
8
Sistemas
14
Minas
13
Zootecnia
10
Total
45
El número de columnas de una tabla es variable y depende de la información que se
quiera registrar. En nuestro ejemplo podemos suprimir la columna 2 que representa el
conteo de la variable el cual se puede realizar en otras hojas de trabajo. Mientras que en
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
la tercera columna se registra la frecuencia.
Del ejemplo se deduce la siguiente información:
a) Variable:
Carrera de preferencia.
b) Tipo de variable:
Cualitativa nominal.
c) Tipo de escala:
Nominal.
d) Carrera de mayor aceptación:
Sistemas.
e) Carrera de menor aceptación:
Zootecnia.
Considerando la tabla del ejemplo 1.2 podemos notar que las partes de una tabla de
frecuencias deben contener las siguientes partes:
1. Título. Describe la información más importante del problema como es:
a)
La variable.
b) La muestra o población.
c)
A quién corresponde la muestra.
2. Encabezado. Describe el tipo de información que se describe en cada columna.
3. Cuerpo. Agrupa el contenido de la información.
4. Final. En el final se registran los totales.
5. Fuente. En esta parte se debe especificar: cómo, quién, en dónde y cuándo se
tomaron los datos.
Estas partes son comunes a todas las tablas que se elaboren en un estudio, para que el
que las analice tenga toda la información y pueda hacer deducciones de los resultados.
Ejemplo 1.3. El gerente de una Empresa, Kimberly preocupado por el pago de energía
consumida solicito al jefe de planta, un estudio del consumo diario durante el mes de
/ℎ (Kilowatios por hora) son los siguientes:
agosto. Los resultados obtenidos.
Consumo (
/ℎ)
5
2
6
3
7
4
8
5
9
6
10
5
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Unidad I: Introducción a la Bioestadística
11
3
12
2
Total
30
Contestar las siguientes preguntas:
a) Definir la variable del problema
R. Consumo en
b) ¿Qué tipo de variable es?
R. Cuantitativa
c) ¿Qué valores toma la variable?
R. rango de 5 a 12
d) ¿Qué tipo de escala define la variable?
R. Por intervalos
e) ¿Cuál es la mayor frecuencia de la variable?
R. 6
f) ¿Qué frecuencia tiene la variable cuya categoría es 10?
/ℎ
/ℎ
R. 5
Ya quedó establecido que el número de veces que se repite la misma observación se
llama frecuencia absoluta ( ) y el conocimiento de esta variable nos permite inferir
otro conocimiento. En el ejemplo 3.3 podemos ver en cuántos días hubo el mismo
consumo, en cuántos días hubo el menor consumo o en cuántos días hubo el mayor
consumo. También podemos inferir hacia dónde se carga el mayor o menor consumo.
Otro parámetro importante es la frecuencia relativa que simbolizaremos con
, ésta se
obtiene dividiendo la frecuencia absoluta ( ) entre el número de elementos de la
muestra que simbolizaremos con ( ). La definición matemática es:
=
(ec. 1)
De la ecuación (1) se puede observar que la frecuencia relativa se expresa como una
razón, como una proporción o como un porcentaje (%).
Ejemplo 1.4. La puntuación obtenida en un examen que se aplicó a 100 obreros de la
fábrica de vidrio el Fanal, es la que se muestra en la siguiente tabla de frecuencias:
Puntuación
razón
Frecuencia relativa
proporción
porcentaje
0
1
1/100
0.01
1%
1
2
2/100
0.02
2%
2
3
3/100
0.03
3%
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
3
5
5/100
0.05
5%
4
6
6/100
0.06
6%
5
8
8/100
0.08
8%
6
20
20/100
0.20
20 %
7
25
25/100
0.25
25 %
8
15
15/100
0.15
15 %
9
10
10/100
0.10
10 %
10
5
5/100
0.05
5%
1.00
100 %
Total
100 100/100
Analizar la tabla anterior y contestar las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la variable del problema?
b) ¿Qué escala define a la variable?
c) ¿Qué puntuación tiene la mayor frecuencia?
d) ¿Qué porcentaje de obreros reprobó el examen si la calificación aprobatoria es
de 6 a 10?
e) De este resultado, ¿qué puede inferir el jefe del departamento de capacitación?
Definición 1.2. La frecuencia relativa es la proporción de elementos que pertenecen a
una categoría y ésta se obtiene dividiendo su frecuencia absoluta entre el número total
de elementos de la muestra.
Hasta el momento, en los problemas que se han analizado las muestras son pequeñas (
es pequeño).
Sin embargo cuando la muestra o población se compone de un
considerable número de elementos, la tabla de frecuencias se elabora agrupando los
datos en clases y ahora la tabla se llama Tabla de frecuencias con datos agrupados.
La formación de clases o intervalos de clase que se simboliza con ( ) es muy variado y
depende generalmente del tamaño del rango de la población o muestra.
Definición 1.3. El rango ( ) es el intervalo en que se distribuyen los datos en
observaciones de una muestra y se determina restándole al mayor valor el menor valor.
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Bioestadística
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La definición matemática del rango es:
=
Donde:
−
es el valor mayor y
(ec. 2)
es el valor menor.
No existe alguna ley que defina cómo obtener el número de clases; pero la experiencia
recomienda que no sea menor que 5 ni mayor de 20, esto es:
5≤
Donde
≤ 20
(ec. 3)
corresponde al número de clases. Una vez definido el número de clases ( ),
para obtener la amplitud de clase ( ) se aplica la siguiente ecuación:
=
(ec. 4)
Otra forma de determinar el número de intervalos de clase ( ) es mediante la ecuación
de Sturges y ésta es:
= 1 + 3.322 (
Donde:
)
es el número de intervalos,
(ec. 5)
el tamaño de la muestra y
corresponde a un
logaritmo en base 10.
Ejemplo 1.5. El gerente de una compañía de ventas al mayoreo de diferentes tipos de
mercancías desea conocer el comportamiento de las llamadas telefónicas durante los
meses de marzo y abril del año en curso; por lo que le encomienda a su secretaria que
realice esa investigación. La secretaria obtuvo los siguientes datos, en número de
llamadas por día:
30, 38, 36, 35, 29, 28, 30, 35, 40, 48, 50, 20, 25, 56, 30
27, 29, 46, 41, 31, 31, 31, 39, 28, 36, 37, 52, 44, 49, 52
56, 58, 40, 39, 38, 40, 27, 24, 30, 32, 35, 38, 26, 25, 24
60, 55, 48, 37, 31, 30, 22, 20, 24, 26, 23, 22, 28, 27, 48
Realizar las siguientes operaciones:
1. Ordenar la información en sentido creciente.
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20, 20, 22, 22, 23, 24, 24, 24, 25, 25, 26, 26, 27, 27, 27, 28
28, 29, 29, 30, 30, 30, 30, 30, 31, 31, 31, 32, 35, 35, 35, 36
36, 37, 37, 38, 38, 38, 38, 39, 39, 40, 40, 40, 41, 44, 46, 48
48, 48, 49, 50, 52 ,52, 55, 56, 56, 57, 58, 60
2. Determinar
y
= 20
= 60
y
3. Calcular el rango .
=
4. Calcular
−
= 60 − 20 = 40
mediante la ecuación de Sturges.
= 1 + 3.322 (
) = 1 + 3.322 (
60) = 6.9 ∼ 7
5. Determinar la amplitud de la clase .
=
=
= 5.7
6. Elaboramos la tabla de frecuencias con datos agrupados; para ello colocamos el
primer intervalo en el primer renglón y formamos los siguientes de acuerdo con
la amplitud.
Cada uno de los intervalos de clase debe contener 6 valores en total.
Razón
Clases ( )
Frecuencia relativa
proporción
porcentaje
20 - 25
10 10/60
0.17
17 %
26 – 31
17 17/60
0.28
28 %
32 – 37
8
8/60
0.13
13 %
38 – 43
10 10/60
0.17
17 %
44 – 49
6
6/60
0.10
10 %
50 – 55
4
4/60
0.07
7%
56 – 61
5
5/60
0.08
8%
60 60/60
1.00
100 %
Total
El uso de los intervalos de clase es con la finalidad de condensar la información para
facilitar su manejo. Los valores extremos de cada clase se conocen como límites de
clase. El valor menor se llama límite inferior de la clase y el mayor se llama límite
superior de clase.
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Bioestadística
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Si analizamos los intervalos de clase del ejemplo anterior podemos notar lo siguiente:
De un intervalo a otro hay un salto por ejemplo:
1er. Intervalo
20 – 25
2do. Intervalo
26 – 31
Veamos en la siguiente gráfica lineal.
En la gráfica podemos ver que al formar los intervalos de clase hay un valor entre clase
y clase que se pierde. Como la variable es discreta sabemos que entre estos valores no
hay ninguna información que se pierda; pero ¿qué pasa si la variable es continua?, en
estos casos si hay la posibilidad que entre el 25 y 26 se pierdan los valores
comprendidos como es 25.1, 25.3, 25.6, etcétera.
Para evitar este error, si la variable es continua, entonces después de haber determinado
los límites de clase, se fijan otros límites que inician medio punto antes y medio punto
después; de esta forma no hay posibilidad de perder información. A cada uno de estos
nuevos límites se le llama límite real de clase.
Consideremos el mismo ejemplo
anterior.
Clases ( )
Límites reales
20 - 25
19.5 – 25.5
26 – 31
25.5 – 31.5
32 – 37
31.5 – 37.5
38 – 43
37.5 – 43.5
44 – 49
43.5 – 49.5
50 – 55
49.5 – 55.5
56 – 61
55.5 – 61.5
Si representamos los límites reales de clase en una gráfica lineal podemos observar que
ya no hay saltos entre cada clase:
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Al cambiar los límites reales de clase, el valor del intervalo de clase (A) no cambia y
para determinarlo aplicamos la siguiente ecuación:
=
Donde:
−
(ec. 6)
es el límite superior de cualquier clase y
es el límite inferior de la misma
clase considerada. Por ejemplo para la 4ta. Clase del ejemplo anterior, tendremos:
= 43.5 y
= 37.5, que sustituyendo en (6) obtenemos
= 43.5 – 37.5 = 6.
Apliquemos ahora la misma ecuación para la misma clase si la variable es discreta:
= 43 y
= 38, entonces
= 43 – 38 = 5. De este resultado se infiere que para la
variable discreta debe aplicarse la siguiente ecuación:
=
−
+1
(ec. 7)
Otra característica importante del intervalo de clase o marca de clase es el punto medio
de clase o marca de clase (
)
Definición 1.4. La marca de clase es el valor del punto que se localiza a la mitad del
intervalo de cada clase o intervalo real de clase.
Su definición matemática es:
=
(ec. 8)
Determinemos los puntos medios o marcas de clase para el ejemplo 1.5 anterior en los
dos tipos de intervalos.
Límite de Clases
Límites reales de clase
(variable discreta)
(variable continua)
clases
clases
20 - 25
22.5
19.5 – 25.5
22.5
26 – 31
28.5
25.5 – 31.5
28.5
32 – 37
34.5
31.5 – 37.5
34.5
38 – 43
40.5
37.5 – 43.5
40.5
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44 – 49
46.5
43.5 – 49.5
46.5
50 – 55
52.5
49.5 – 55.5
52.5
56 – 61
58.5
55.5 – 61.5
58.5
De la tabla se deduce que el punto medio de clase (
) o marca de clase es el mismo en
cada clase para ambas variables (discreta o continua).
Hasta el problema anterior hemos mostrado cómo organizar los datos en una tabla de
frecuencia de datos agrupados en clases y también hemos incluido la fracción o
porcentaje de cada clase (
). Esta información nos ha permitido hacer algunas
inferencias.
A continuación veremos otra característica de la muestra que nos permitirá un análisis
más amplio de los resultados.
1.15. Distribución de frecuencias acumuladas
La frecuencia acumulada ( ) es otra característica de la muestra que nos permitirá
determinar la posición de un caso particular que nos interese en comparación con el
total de los elementos.
Definición 1.5. Frecuencia acumulada ( ) de una clase es la que se obtiene sumando
las frecuencias de las clases anteriores con la frecuencia de ésta.
Su definición matemática es:
=∑
+
+
=∑
+
+ ⋯+
(ec. 9)
Al calcular la frecuencia acumulada ( ) podemos determinar su frecuencia relativa
acumulada (
) en la forma ya explicada mediante la ecuación (1), esto es:
=
(ec. 10)
Regresemos al problema de las llamadas telefónicas en el ejemplo 3.5 y calculemos la
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Bioestadística
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frecuencia acumulada ( ) y la frecuencia relativa acumulada (
Marca de Clase (
).
Frecuencia acumulada
Clases
Límites reales
)
20 - 25
19.5 – 25.5
22.5
10 0.17
10
0.17
26 – 31
25.5 – 31.5
28.5
17 0.28
27
0.45
32 – 37
31.5 – 37.5
34.5
8
0.13
35
0.58
38 – 43
37.5 – 43.5
40.5
10 0.17
45
0.75
44 – 49
43.5 – 49.5
46.5
6
0.10
51
0.85
50 – 55
49.5 – 55.5
52.5
4
0.07
55
0.92
56 – 61
55.5 – 61.5
58.5
5
0.08
60
1.00
Total
60 1.00
La frecuencia acumulada para la 4ta. Clase es
= 45; de este valor se infiere que hasta
esta clase corresponden 45 de las 60 observaciones realizadas. También se infiere que a
esta clase corresponden un número menor o igual a 43 llamadas telefónicas.
La frecuencia relativa de esta clase es F = 0.75. este valor significa que hasta esta clase
corresponde el 75% de todas las llamadas.
Cómo se puede observar en la tabla anterior, la frecuencia acumulada nos permite
determinar el número de llamadas menor o igual que el límite superior de la clase
correspondiente, por lo tanto a esta columna la podemos significar con el término menor
que.
Si queremos determinar el número de llamadas mayor que, lo que tenemos que hacer es
des acumular la frecuencia y para ello en lugar de sumar restamos al número de
observaciones ( ) la frecuencia de la clase ( ) correspondiente. Esto es:
Clases
relativa
acumulada
Marca de Clase
( )
menos que
más que
menos
más
20 - 25
22.5
10
0.17
10
50
0.17
0.83
26 – 31
28.5
17
0.28
27
33
0.45
0.55
32 – 37
34.5
8
0.13
35
25
0.58
0.42
38 – 43
40.5
10
0.17
45
15
0.75
0.25
44 – 49
46.5
6
0.10
51
9
0.85
0.15
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
50 – 55
52.5
4
0.07
55
5
0.92
0.08
56 – 61
58.5
5
0.08
60
0
1.00
0.00
60
1.00
Total
La columna 6 correspondiente a más que se interpreta de la siguiente forma: para
=
15 significa que 15 de los 60 días que se analizan, tuvieron un número de llamadas
mayor o igual a 44 y a este número de llamadas equivale al 25% del total.
Con los ejemplos anteriores se puede considerar que la tabla de frecuencias nos permite
inferir ciertos conocimientos de la variable que se analiza. Otra forma de analizar la
información e inferir ciertos conocimientos, es mediante la representación gráfica de los
mismos.
1.16. Gráficos
Al representar en una gráfica la información concentrada en la tabla de frecuencias, ésta
es un recurso visual que nos permite tener una idea clara, precisa, global y rápida acerca
de las observaciones de una muestra o población.
Existen muchos tipos de gráficas en las que se pueden representar la frecuencia absoluta
( ), relativa (
) y acumulada ( ) y con ellas podemos estimar algunos valores con la
simple observación.
Los diferentes tipos de gráfica que podemos usar para representar las observaciones de
un determinado problema y la selección de este tipo, dependen de la variable en estudio.
Si la variable en estudio es del tipo cualitativo, los gráficos pueden ser:
a) De barras; horizontales o verticales.
b) Circulares.
c) Pictogramas, etcétera.
Si la variable en estudio es de tipo cuantitativo, los gráficos que podemos usar para su
representación gráfica son:
a) Histogramas.
b) Polígonos de frecuencias que a continuación analizaremos.
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Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
1.17. Histograma y polígono de frecuencia
El histograma es la forma más usual para analizar las características observables de una
variable continua.
Definición 1.6. Histograma es la representación gráfica en el plano coordenado de las
características concentradas en la tabla de frecuencias de una variable continua.
Para trazar el histograma, la secuencia de operaciones es:
1. En los ejes coordenados del plano cartesiano representamos los datos de la
siguiente forma:
a) En el eje de las abscisas (horizontal) se representan las clases con sus límites
reales de clase y las marcas de clase (Mi) de cada intervalo.
b) En el eje de las ordenadas (vertical) representamos las frecuencias absolutas
en que ocurre la variable.
2. Por los límites reales superior e inferior de cada clase se trazan barras verticales
que se cortan mediante una horizontal que se traza a la altura del punto
correspondiente a la frecuencia de cada clase.
3. Por la naturaleza continua de la variable, los rectángulos se trazan adyacentes,
toda vez que en esta forma se debe dividir el eje horizontal.
4. El área representada por cada barra es equivalente a la proporción de la
frecuencia del intervalo de clase correspondiente con respecto al total.
Ejemplo 1.6. Al gerente general de la empresa “Conductores Monterrey” le interesa
conocer la antigüedad de sus trabajadores, por lo que le indica al gerente de personal
que realice un análisis del problema. El gerente de personal recabó de los expedientes
la siguiente información sobre los años de antigüedad:
13, 19, 22, 14, 13, 16, 19, 21, 23, 11, 27, 25, 17, 17, 13, 20
23, 17, 26, 20, 24, 15, 20, 21, 23, 17, 29, 17, 19, 14, 20, 20
10, 22, 18, 25, 16, 23, 19, 20, 21, 17, 18, 24, 21, 20, 19, 26
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Página 33
Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Con esta información hacer una gráfica (histograma).
Para graficar la información en un histograma, consideremos la siguiente secuencia de
operaciones:
1.
Ordenamos los datos en sentido creciente:
10, 11, 13, 13, 13, 14, 14, 15, 16, 16, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 18,
18, 19, 19, 19, 19, 19, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 20, 21, 21, 21, 21,
22, 22, 23, 23, 23, 23, 24, 24, 25, 25, 26, 26, 27, 29.
2.
Calculamos el rango
, para ello determinamos los valores mayor y menor de las
puntuaciones.
= 29
=
y
–
= 10
→
3.
Calculamos
4.
Calculamos el número de clases ( ), para ello determinamos ( )
= 48;
5.
= 29 – 10 = 19
= 1 + 3.322
= 19
48 = 1 + 5.58 = 6.58 ~ 7
Determinamos la amplitud de cada clase ( )
=
=
= 2.7 ~ 3
Se han redondeado los valores de
y
porque el número de clases y la amplitud
de la clase nunca serán fraccionarios.
6.
Determinamos cada intervalo de clase y para ello calculamos los límites de clase y
los registramos en la primera columna de la tabla. Luego se construye la misma.
Clases
Límites reales
Punto medio
Frecuencia acumulada
de la clase
menor que
mayor que
10-12
9.5-12.5
11
2
0.042
2
46
0.042
13-15
12.5-15.5
14
6
0.125
8
40
0.167
16-18
15.5-18.5
17
10 0.208
18
30
0.375
19-21
18.5-21.5
20
16 0.333
34
14
0.708
22-24
21.5-24.5
23
8
0.167
42
6
0.875
25-27
24.5-27.5
26
5
0.104
47
1
0.979
28-30
27.5-30.5
29
1
0.021
48
0
1.00
Total
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48 1.000
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Bioestadística
7.
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Trazamos los ejes del plano coordenado, fijamos una escala para cada eje y
representamos en el eje vertical las frecuencias y en el eje horizontal las clases. La
mayor frecuencia es
= 16 por lo que con la escala establecida en
. Marcamos
16 divisiones en el eje vertical. En el eje horizontal no es necesario iniciar por el
cero, en nuestro ejemplo podemos iniciar a partir de 9, indicando que se trunca una
parte del eje horizontal.
Figura 3.1.- Gráfica del histograma que representa la información planteada en el ejemplo 3.6.
Las líneas verticales punteadas corresponden al punto medio o marca de clase, el cual
indica el promedio de las puntuaciones en cada clase. En el ejemplo 3.6 para la tercera
barra, el promedio en años cumplidos de los obreros de la empresa ubicados en esa clase
es de
= 17 años y como la frecuencia es
= 10 obreros con la misma antigüedad.
Otra gráfica que permite describir los datos de una distribución de frecuencias es el
polígono de frecuencias.
1.18. Polígono de frecuencia
El polígono de frecuencia se construye a partir de los datos de la tabla de frecuencias.
Sobre el eje horizontal se levanta por el punto medio segmentos verticales punteados
que terminan a la altura de su frecuencia de clase, se unen los puntos superiores con un
segmento de recta que empieza medio punto antes del límite superior de la última clase.
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Página 35
Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Del ejemplo 1.6 obtenemos:
Figura 1.2.- Gráfica del polígono de frecuencia que representa la información planteada en el ejemplo
1.6.
Otra forma de trazar el polígono de frecuencias es:
a) Sobre el histograma se trazan segmentos punteados que inician en el punto
medio de clase y terminan a la altura del rectángulo.
b) Se unen los puntos finales de éstos segmentos con una línea continua que inicia
medio punto antes del límite inferior de la primera clase y termina medio punto
después del límite superior de la última clase (ver figura 1.1).
Si en la escala vertical en lugar de representar las frecuencias absolutas, representamos
la frecuencia relativa, obtenemos un polígono de frecuencia acumulada.
Para el ejemplo 1.6 tendremos:
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Página 36
Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Figura 1.3.- Gráfica del polígono de frecuencia acumulada que representa la información planteada en
el ejemplo 1.6.
Si observamos las gráficas 1.2 y 1.3 se nota que son muy parecidas y que su tamaño
depende, únicamente de la escala que se utilice.
Si los intervalos de clase se toman cada vez más pequeños, entonces los puntos se unen
con segmentos curvos que van suavizando la forma del polígono de frecuencias.
1.19. Polígono de frecuencia acumulada
La gráfica de la frecuencia acumulada es muy útil porque en ella se determina cuántas
observaciones hay por arriba o por debajo de algún valor que nos interese. La gráfica
que se obtiene de la frecuencia acumulada también se conoce con el nombre de ojiva.
Para trazar dicha gráfica se procede como en los gráficos anteriores, es decir, en el eje
horizontal se trazan los intervalos de clase y marcas de clase y en el vertical las
frecuencias acumuladas.
Del ejemplo 1.6 tomando los datos de las columnas 6 y 7 de la tabla, obtenemos:
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Página 37
Bioestadística
Unidad I: Introducción a la Bioestadística
Figura 1.4.- Gráfica del polígono de frecuencia acumulada u ojiva menos que, que representa la
información planteada en el ejemplo 1.6.
Figura 1.5.- Gráfica del polígono de frecuencia acumulada u ojiva menos que, que representa la
información planteada en el ejemplo 3.6.
La variable del problema analizado es de tipo cuantitativa continua, si la variable en
análisis es cuantitativa discreta, se da el mismo tratamiento para el trazo de las gráficas
o a su vez se puede prescindir de la columna número 2 y trazar el histograma con los
saltos que da la variable de un intervalo a otro.
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1.20. Gráficas circulares, Diagramas de Barras, Pictogramas y Gráfico de líneas.
1.20.1. Gráficas Circulares.
Una forma de representar datos u observaciones de una variable cualitativa es mediante
un diagrama circular. Para trazar la gráfica, se hace una distribución proporcional de las
frecuencias del problema con respecto a la circunferencia determinando sectores
circulares para cada categoría.
Ejemplo 1.7. El gobierno municipal de Riobamba promocionó cursos dominicales para
todas las personas que quieran aprender alguna habilidad artesanal o artística; los cursos
se realizarán de 8:00 a 12:00 ℎ. Las inscripciones quedan abiertas todo el mes de
marzo. Al final del mes, la inscripción fue la que se muestra en la siguiente tabla:
Cursos
Número de participantes
Música
250
Pintura
350
Danza
200
Tejido
400
Bordado
100
Ajedrez
500
Total
1800
Para distribuir cada clase en la circunferencia se aplica una regla de tres simple
relacionando el total de inscritos (1800) a 360º que tiene la circunferencia y de esta
relación determinamos la parte que le corresponde a cada curso.
El planteamiento de cada distribución es: 1800 es a 360º como 250 es a
para el caso
de música. Es decir:
=
×
°
= 50°
Se debe hacer lo mismo en todos los casos. Los resultados que se obtienen son los
siguientes:
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Cursos
Número de participantes
grados
Música
250
50º
Pintura
350
70º
Danza
200
40º
Tejido
400
80º
Bordado
100
20º
Ajedrez
500
100º
Total
1800
360º
Para representarlos en el círculo, medimos los sectores con un transportador y trazamos
las divisiones. La gráfica que se obtiene es:
Figura 1.6.- Gráfica circular en grados, que representa la información planteada en el ejemplo 1.7.
Una forma más útil de representar las regiones de cada categoría es distribuyéndolos en
un porcentaje y para ello la regla de tres que se plantea, se relaciona 360º representa el
100% y en base a ésta se determina el porcentaje que le corresponde a los grados de
cada categoría.
Los resultados que se obtienen al realizar este planteamiento son los siguientes:
Cursos
Música
Número de participantes
250
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grados
Porcentaje %
50º
13.9
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Pintura
350
70º
19.4
Danza
200
40º
11.1
Tejido
400
80º
22.2
Bordado
100
20º
5.6
Ajedrez
500
100º
27.8
Total
1800
360º
100.0
Para la representación gráfica se divide el círculo con un transportador de acuerdo a los
grados que le corresponde a cada categoría, pero ahora se registra el porcentaje. La
gráfica que se obtiene es la siguiente:
Figura 1.7.- Gráfica circular en porcentaje, que representa la información planteada en el ejemplo 1.7.
1.20.2. Gráficas de Barras
Para construir la gráfica de barras se trazan ejes coordenados; en el eje horizontal se
representan los valores de la variable y se traza un segmento perpendicular por cada
valor. Si se usan barras, éstas deberán tener el mismo ancho de la base. En el eje
vertical se representa la frecuencia de cada clase usando una escala conveniente para
cada puntuación. La frecuencia marca la altura de cada segmento perpendicular o barra.
Ejemplo 1.8. El docente de estadística en la carrera de Biotecnología Ambiental de la
ESPOCH utiliza una escala de clasificación del 5 al 10, aprobatoria a partir de 6.
Cualquier calificación reprobatoria se refleja en un 5.
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Las calificaciones obtenidas por el grupo son las que se muestran en la tabla siguiente:
Calificación
Número de estudiantes
5 6
7
8 9 10
3 8 12 8 5
4
Representamos la información en una gráfica de segmentos y barras. Es decir:
Figura 1.8.- Diagrama de segmentos verticales, que representa la información planteada en el ejemplo
1.8.
Figura 1.9.- Diagrama de barras, que representa la información planteada en el ejemplo 1.8.
Otra forma de representar la información es mediante barras horizontales, en este caso
se invierten las escalas, es decir, en el eje horizontal se representan las frecuencias y en
el vertical los valores de la variable. Es decir:
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Figura 1.10.- Diagrama de barras horizontales, que representa la información planteada en el ejemplo
1.8.
1.20.3. Pictograma
Es otra forma de representación gráfica de la información de un determinado problema.
En este tipo de gráfica se usa la imagen de la variable, por ejemplo:
a) Árboles:
si la variable representa árboles.
b) Libros:
si la variable representa libros.
c) Casas:
si la variable representa casas.
d) Figuras de personas: si la variable son personas, etcétera.
Ejemplo 1.9. El delegado de la subsecretaría de turismo en la ciudad de Macas envió a
5 delegaciones el siguiente número de árboles para reforestar su zona: Sucúa 5000
árboles, Huamboya 3000 árboles, Proaño 4000 árboles, Sevilla 6000 árboles y Zuñac
7000 árboles.
La representación gráfica de la variable mediante un pictograma es la que se muestra a
continuación:
Delegación
Número de árboles
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(en miles)
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Sucúa
Huamboya
Proaño
Sevilla
Zuñac
Para poder determinar la cantidad de elementos que representa el pictograma, se le
asigna un valor a la figura representativa. En nuestro ejemplo cada árbol representa a
mil de éstos.
1.20.4. Gráfico de Líneas
Una forma de representar gráficamente los valores de la variable de un problema en
estudio, es mediante un gráfico de líneas. Para trazar la gráfica de líneas se usa el plano
coordenado; en el eje horizontal se representa a la variable y en el eje vertical la
frecuencia. Se determinan los puntos de corte del valor de la variable con su frecuencia
y se unen estos puntos obteniéndose la gráfica de línea que nos muestra con claridad los
cambios que experimentó la variable.
Ejemplo 1.10. La producción en la segunda semana de febrero de 2011 obtenida por un
obrero calificado que opera un torno revólver, con el que produce tornillos de cuerda
milimétrica, es la siguiente:
Día
Cantidad
Lunes (L)
4000
Martes (Ma)
5500
Miércoles (M)
6000
Jueves (J)
6500
Viernes (V)
5500
El gráfico de líneas que corresponde a los datos de la tabla es el siguiente:
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Figura 1.11.- Gráfico de líneas, que representa la información planteada en el ejemplo 1.10.
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1.21. Ejercicios.
1.
Se tiene una urna con 50 esferas numeradas progresivamente. El experimento
consiste en sacar una esfera, anotar su número y devolverla a la urna.
a)
¿Cuál es la variable?
______________________________________
b) ¿La variable es cualitativa o cuantitativa?
c)
____________________
Si podemos sacar una esfera por tiempo indefinido, entonces ¿cómo es la
población?
___________________________________________________________
d) Si únicamente podemos hacer 100 extracciones, entonces, ¿cómo es la
población?
____________________________________________________________
2.
En la ESPOCH ingresaron 8000 estudiantes. De estos se seleccionaron 500 para
estudiar las características que indican. Escribe en la línea si la variable asociada
está definida por una expresión o un número; determina si es cualitativa o
cuantitativa e indica el tipo de escala.
a)
3.
Estado de salud de cada estudiante.
_________________________
b) Estatura de cada uno
_________________________
c)
_________________________
Número de estudiantes que ingresan
d) Sexo de cada estudiante
_________________________
e)
¿Cuál es y cómo es la población?
_________________________
f)
¿Cuál es la muestra?
_________________________
Analiza el siguiente problema y establece todas las variables que consideres
importantes, clasifícalas y determina el tipo de escala que se usaría en cada una.
Problema: El 23 de diciembre del año pasado, se llevó a cabo el maratón de la
libertad; en él participaron 15 mil maratonistas, quienes por su esfuerzo todos
recibieron una medalla de participación y los premios que se repartieron fueron
los siguientes: 1er lugar: $ 100 000, 2do lugar: una casa, 3er lugar: una camioneta,
4to lugar: un automóvil, 5to lugar: una motocicleta
4.
En el siguiente problema, elabora una tabla de frecuencia de datos agrupados con
5 columnas con el siguiente encabezado:
1.
Clases
2.
Límites reales de clase
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3.
Punto medio de clase o marca de clase.
4.
Frecuencia absoluta ( )
5.
Frecuencia relativa (
).
Problema: En una cadena de tiendas, la venta de líquido anticongelante para
automóviles, (en número de litros) en un determinado día de diciembre fue el que
se indica:
216, 269, 235, 235, 224, 249, 244, 240, 252, 210, 256
228, 233, 239, 253, 237, 221, 273, 229, 236, 215, 260
230, 228, 230, 255, 245, 244, 230, 231, 240, 222, 223
5.
En el siguiente problema elaborar la tabla de frecuencias y explicar lo que se
deduce de las clases 3 y 5.
Problema: En la caseta de cobro de la autopista a Riobamba ingresaron durante
las 48 horas del 19 de septiembre, después del puente, el número de vehículos por
hora que a continuación se indica:
13 19 22 14 13 16 19 21 23 11 27 25 17 17 13 20
23 17 26 20 24 15 20 21 10 22 18 25 16 23 19 20
21 17 18 24 21 20 19 26
6.
En la Fuerza Aérea Ecuatoriana, los aviadores toman un examen médico general
en cada 150 horas de vuelo, por lo que se analizan los expedientes de cada piloto
para citarlos a su examen. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente
tabla correspondiente a las horas de vuelo.
222, 220, 199, 212, 201, 217, 214, 213, 212, 215, 214,
196, 192, 208, 207, 212, 214, 209, 202, 206, 196, 202,
219, 194, 206, 204, 194, 211, 216, 209, 212, 216, 206,
201, 201, 210, 200, 206, 201, 205, 217, 219, 212, 207,
211, 204, 212, 212, 205, 207, 214, 211, 220, 205, 201,
218, 193, 199, 206, 209, 205, 205, 221, 216, 211, 204,
215, 203, 213, 207, 209, 197, 197, 199, 208, 209, 218,
204, 207, 202, 209, 195, 207, 209, 205, 210, 197, 209,
211, 208, 211, 198, 217, 209, 199, 192, 218, 193, 208,
209, 194, 211,
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a) Ordena los datos en una tabla de frecuencias.
b) Calcula el rango de los datos.
c) Calcula el número de clase mediante la aplicación de la fórmula de Sturges
d) Calcula la amplitud del intervalo
e) Determina los límites de clase.
f) Determina los límites reales de clase.
g) Determina los puntos medios de clase
h) Determina la frecuencia
i) Determina la frecuencia relativa
j) Determina la frecuencia acumulada
k) Determina la frecuencia acumulada relativa
l) Traza el histograma y el polígono de frecuencia.
m) Traza el polígono de frecuencia acumulada relativa (ojiva).
n) Traza el polígono de frecuencia acumulada menos que.
o) Traza el polígono de frecuencia acumulada más que.
p) Traza un gráfico circular.
7.
En el siguiente problema representa los datos de la variable mediante un
pictograma.
Problema: Se hizo una investigación del crecimiento poblacional del municipio
de Puyo, la información obtenida de los archivos son:
8.
Año
Número de habitantes
2001
8000
2002
9000
2003
10000
2004
11000
2005
12000
2006
13000
El consumo en miles de litros de agua de una industria durante los primeros 10
meses del año 2009 son los que se muestran en la siguiente tabla.
Mes
Ene
Feb
mar
Abr
May
Jun
Jul
ago
sep
oct
Número de litros (en miles)
50
58
62
70
80
85
80
70
65
60
Representa los datos de la tabla en un diagrama lineal.
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