Medidas de Tendencia Central

Transcripción

1 Medidas de Tendencia Central Trabajo a realizar de este tema: En Excel 2003 hoja 1, prepara un(os) cuadro(s) sinópticos o mapas conceptuales o mapas mentales que sinteticen éste capítulo. En la hoja 2 y en la hoja 3 del mismo libro de Excel resuelve los problemas 11 y 13 que están al final de este tema. Los ejercicio 3 y 7 los realizarás a mano y los entregarás en sobre conforme al protocolo indicado. Anota las fórmulas empleadas en ambos trabajos. El nombre del archivo deberá ser: 04 MEDIDAS TENDENCIA CENTRAL APELLIDO NOMBRE Se calificará de la siguiente manera: + Ortografía (2 puntos) Protocolo de envío: + Asunto: mal anotado el 100% del trabajo + Nombre (1 punto) + Comentario (2 punto) + Nombre del archivo (1 punto) + Versión diferente a 2003 (7 puntos) En el trabajo solución, tanto en Excel como el trabajo escrito: Comentario o conclusión del trabajo (2 punto) Ortografía: (1 punto) Nombre Universidad Carrera Materia Tema Fecha (La ausencia total o de alguna parte restará 1 punto) A continuación, y sin dejar hoja en blanco, el desarrollo del trabajo (1 punto menos de no cumplirlo). Se calificará la realización de las síntesis. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 1

2 Medidas de Tendencia Central Que es un promedio? La Media Aritmética La mediana La moda Comparación entre medidas de tendencia central Problemas Que es un promedio? Otra forma de describir datos numéricos, las medidas de tendencia central, comúnmente conocidas como promedios. Estos promedios son la media aritmética, la mediana, y la moda. A menudo necesitamos un solo número para representar una serie de datos. Este único número puede ser considerado como típico de todos los datos. La palabra promedio es usada frecuentemente en nuestro lenguaje diario, normalmente nos referimos a la media aritmética, pero podría referirse a cualquiera de los otros promedios. Un término mas preciso que promedio es una medida de tendencia central. Hay tres diferentes medidas de tendencia central: la media aritmética, la mediana, y la moda. La Media Aritmética La medida de tendencia central mas ampliamente usada es la media aritmética, usualmente abreviada como media. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 2

3 La media aritmética de un conjunto de n valores es el resultado de la suma de todos ellos dividido entre n. MEDIA ARITMETICA = X = n X i i=1 n [ =PROMEDIO(rango)] Propiedades de la media aritmética 1. Puede ser calculada en distribuciones con escala relativa e intervalar. 2. Todos los valores son incluidos en el cómputo de la media. 3. Una serie de datos solo tiene una media. 4. Es una medida muy útil para comparar dos o más poblaciones. 5. Es la única medida de tendencia central donde la suma de las desviaciones de cada valor respecto a la media es igual a cero. Por lo tanto podemos considerar a la media como el punto de balance de una serie de datos. Desventajas de la media aritmética 1. Si alguno de los valores es extremadamente grande o extremadamente pequeño, la media no es el promedio apropiado para representar la serie de datos. 8 7 Media Media No se puede determinar si en una distribución de frecuencias hay intervalos de clase abiertos. La media para datos agrupados Frecuentemente los datos estás agrupados y presentados en forma de distribución de frecuencias. Si esto sucede es normalmente imposible recuperar los datos crudos originales. Por consiguiente si queremos calcular la media u otro estadístico es necesario estimarlo en base a la distribución de frecuencias. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 3

4 La media aritmética de una muestra de datos organizados en una distribución de frecuencias se calcula de la siguiente manera: = Σ f x n Donde: simboliza la media de la muestra x f Σ f x n es la marca de clase es la frecuencia de clase es la suma de los productos de f por X es la suma de las frecuencias de clase Ejemplo: Calcular la media aritmética de la siguiente distribución de frecuencia del número de meses de duración de una muestra de 40 baterías para coche. Como vemos es la distribución de frecuencia que elaboramos en la sección anterior. duración de las baterías (meses) Número de baterías Damos como un hecho que ya sabemos elaborar una distribución de frecuencias, si se quiere ver como se elaboró vaya a la lección anterior. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 4

5 Primeramente, de la distribución de frecuencias que ya tenemos, utilizaremos la marca de clase y la frecuencia de clase, para después calcular el producto f X y proceder finalmente a calcular la sumatoria ΣfX y aplicar la fórmula. LI LS X F FX n =40 ΣfX = 1365 = Σfx 1365 = n 40 = La media para datos no agrupados Para datos crudos, es decir datos no agrupados, la media es la suma de todos los valores dividida entre el número total de valores. Para encontrar la media de una muestra se usa la siguiente fórmula: = Σx n Donde: es la media de la muestra Σ x n es la suma de todos los valores de la muestra es el número de elementos de la muestra MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 5

6 Ejemplo: El contenido de cinco botellas de perfume seleccionadas de forma aleatoria de la línea de producción son (en ml): 85.4, 85.3, 84.9, 85.4, y Cuál es la media aritmética de estas observaciones? = Σx = n 5 = 85.0 La media de la muestra y la media de la población (La Muestra es: subconjunto que seleccionamos de la población. y la Población: conjunto de todos los individuos que porten información sobre el fenómeno que se estudia.) Las medidas características de una muestra son llamadas estadísticos y las medidas características de una población se denominan parámetros. La media de la población se calculan de la misma manera que la media de la muestra, que calculamos arriba, pero tiene diferente notación: Donde: µ = Σx n µ es la media de la población (se lee miú) Σ x es la suma de todos los valores de la población n es el número de elementos de la población MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 6

7 La mediana [ =MEDIANA(rango)] Cuando una serie de datos contiene uno o dos valores muy grandes o muy pequeños, la media aritmética no es representativa. El valor central en tales problemas puede ser mejor descrito usando una medida de tendencia central llamada mediana. La mediana es el punto medio de los valores de una serie de datos después de haber sido ordenados de acuerdo a su magnitud. Hay tantos valores antes que la mediana como posteriores en el arreglo de datos. Ejemplo: El contenido de cinco botellas de perfume seleccionadas de forma aleatoria de la línea de producción son (en ml): 85.4, 85.3, 84.9, 85.4, y Cuál es la mediana de las observaciones muestreadas? En este caso la mediana es 85.3, que es el dato que se encuentra al centro de la muestra. (n es impar) Ejemplo: Una muestra de los honorarios de paramédicos cargados por la clínica Baltimore reveló estas cantidades: $35, $29, $30, $25, $32, $35. Cuál es la mediana? En este caso la mediana se calcula obteniendo la media de las dos observaciones centrales. (n es par) MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 7

8 = = 31 Propiedades de la mediana 1. Hay solo una mediana en una serie de datos. 2. No es afectada por los valores extremos (altos o bajos) 3. Puede ser calculada en distribuciones de frecuencia con intervalos abiertos, si no se encuentra en el intervalo abierto. 4. Puede ser calculada en distribuciones con escala relativa, intervalar, y ordinal. La mediana para datos agrupados Cuando los datos se encuentran agrupados en una distribución de frecuencia no conocemos los datos originales, por lo tanto es necesario estimar la mediana mediante los siguientes pasos: 1. Calcular el valor medio: n / 2 2. Localizar el intervalo de clase donde se encuentra la mediana (intervalo mediano). Esto se hace encontrando el primer intervalo de clase donde la frecuencia acumulada es igual o mayor que n / Aplicando la siguiente fórmula con los valores del intervalo mediano: = LSR + ( n/2 - FA ) TIC F MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 8

9 Ejemplo: Calcular la mediana de la siguiente distribución de frecuencia del número de meses de duración de una muestra de 40 baterías para coche. duración de las baterías (meses) Número de baterías Para calcular la mediana de una distribución de frecuencias necesitamos que tenga las columnas de límite superior real (LSR), frecuencia acumulada (FA), frecuencia (F). 1. El valor de ( n / 2 ) = 40 / 2 = El intervalo mediano es: LI LS LSR X F FA intervalo mediano (frecuencia acumula da es => n/2) n = 40 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 9

10 3. Aplicar la fórmula con los datos del intervalo mediano: = LSR + ( n/2 - FA ) tic ( )( 5 ) = F 15 = La moda [ =MODA(rango)] La moda es la medida de tendencia central especialmente útil para describir mediciones de tipo ordinal y nominal. La moda. Es el valor de la observación que aparece más frecuentemente. Propiedades de la moda 1. La moda se puede determinar en todos los tipos de mediciones (nominal, ordinal, intervalar, y relativa). 2. La moda tiene la ventaja de no ser afectada por valores extremos. 3. Al igual que la mediana, puede ser calculada en distribuciones con intervalos abiertos. Desventajas de la moda En muchas series de datos no hay moda porque ningún valor aparece más de una vez. En algunas series de datos hay más de una moda, en este caso uno podría preguntarse cual es el valor representativo de la serie de datos? Ejemplo El contenido de cinco botellas de perfume seleccionadas de forma aleatoria de la línea de producción son (en ml): 85.4, 85.3, 84.9, 85.4, y Cuál es la moda de las observaciones muestreadas? = 85.4 MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 10

11 La moda para datos agrupados Para datos agrupados en una distribución de frecuencia, la moda puede ser estimada por la marca de clase (X) del intervalo que contenga la frecuencia de clase (F) más grande. Si hay dos intervalos contiguos con frecuencia máxima la moda será la media aritmética de las dos marcas de clase. Si hay dos o más intervalos no contiguos con frecuencia de clase máxima habrá dos o más modas que serán las marcas de clase de dichos intervalos. Ejemplo: Calcular las modas de las siguientes distribuciones de frecuencia: X F X F hay dos modas: X F no hay moda 5 4 Frecuencia 5 4 Frecuencia más grande Más grande 10 8 = = Frecuencia más grande = (25+30) / 2 = Comparación entre medidas de tendencia central Si no hay ningún argumento de peso en contra, se preferirá siempre la media. Hay dos razones para apoyar esta norma general. La primera es que en ella se basan otros estadísticos y la segunda es que es mejor estimador de su parámetro que la mediana y la moda. Hay al menos 3 situaciones en las que se preferirá la mediana a la media: 1. Cuando la variable esté medida en escala ordinal 2. Cuando haya valores extremos que distorsionen la interpretación de la media 3. Cuando haya intervalos abiertos, situaciones en las que el intervalo superior carece de límite superior, el intervalo inferior carece de límite inferior o ambos. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 11

12 La media es extremadamente sensible a las puntuaciones y un cambio en sólo una de ellas supone un cambio en la media aritmética, mientras que la mediana sólo se vería alterada por cambios en los valores centrales. La mediana será la segunda candidata para representar la tendencia central y se preferirá la mediana a la moda, a menos de que: 1. Se trate de una variable medida en escala nominal 2. Haya intervalos abiertos y la mediana pertenezca a uno de ellos. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 12

13 Problemas Para cada uno de los siguientes problemas: (a) determine la media moda y mediana sin agrupar los datos; (b) elabore la distribución de frecuencia y calcule la media, moda y mediana para datos agrupados. Compare los resultados no agrupados contra resultados agrupados. Comparar los resultados no agrupados con los agrupados. 1. Los resultados siguientes representan las calificaciones del examen final de un curso de estadística elemental El gerente de una firma especializada en renta de condominios para vacacionistas, quiere saber como están distribuidas los montos de las rentas mensuales de los departamentos de la firma. Seleccionó una muestra de departamentos cuyas muestras son mostradas abajo. Rentas mensuales de los condominios MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 13

14 3. Los siguientes datos representan la duración de la vida en meses de 30 bombas de combustible similares Los siguientes datos representan la duración de la vida, en segundos, de 50 moscas sometidas a un nuevo atomizador en un experimento de laboratorio controlado Se aplicó una encuesta donde se les pide indicar el número de amigos o parientes que visitan cuando menos una vez al mes. Los resultados son los siguientes: MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 14

15 6. Una compañía de cambio de aceite tiene varias sucursales en la zona metropolitana. El número de cambios de aceite en la sucursal de la calle Roble en los pasados 20 días son: El gerente un negocio de comida rápida esta interesado en el número de veces que un cliente compra en su tienda durante un periodo de dos semanas. Las respuestas de los 51 clientes fueron: El presidente de una agencia de viajes, quiere información sobre las edades de la gente que toma cruceros por el Caribe. Una muestra de 40 clientes que tomaron un crucero el año pasado reveló estas edades: Una cadena de tiendas de artículos deportivos al servicio de esquiadores principiantes, planea hacer un estudio de cuanto gasta un esquiador principiante en su primera compra de equipo. Una muestra de recibos de sus cajas registradoras reveló esas compras iniciales MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 15

16 10.- Se conduce un estudio de los efectos de fumar sobre los patrones de sueño. La medición que se observa es el tiempo, en minutos, que toma quedar dormido. Se obtienen estos datos: Un banco seleccionó una muestra de 40 cuentas de cheques de estudiantes. Abajo aparecen sus saldos de fin de mes Una muestra de suscriptores de una compañía telefónica reveló los siguientes números de llamadas recibidas en la última semana MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL 0400 MEDIDAS D TENDENCIA CENTRAL.doc 16