Probabilidad y Estadística · Tema 31

Estadísticos descriptivos en simulaciones

Media y dispersión de las corridas: qué resumir de cientos de réplicas, cuándo la mediana gana y cómo no mentir con un promedio.

01 · Punto de partida

Cientos de corridas, 5 números

Mil réplicas no se informan una por una: se resumen en centro (media, mediana), dispersión (s, IQR, rango) y colas (mín, máx, percentiles). El trío mínimo de cada escenario es x̄ ± s con n; en asimetrías se agrega mediana e IQR.

La media es sensible (un extremo la arrastra); la mediana es robusta (aguanta). Elegir cuál informar es decidir qué historia contar… con honestidad.

  • ¿La distribución es simétrica o sesgada?
  • ¿Hay atípicos que arrastran la media?
  • ¿Qué dispersión acompaña al centro (s o IQR)?
  • ¿Qué percentil define el compromiso (90, 95)?

02 · Definición

El kit de 7

x̄ ~

Centro

Media (promedio), mediana (mitad debajo), moda (pico). En simétricas coinciden; en sesgadas se separan.

s IQR

Dispersión

s (desvío), IQR = Q3−Q1 (50 % central), rango = máx−mín. s sensible, IQR robusto.

%

Colas

Percentiles P90, P95, P99: valores que dejan tal % debajo. Definen SLA y stock.

Normal N(10,2) vs exponencial Exp(0,5): mismo centro distinto.
MediaMedianasIQR
N(10,2)101022,7
Exp media 2 +687,422,2

03 · Robusto vs sensible

Cuándo la media miente

Simétrica sin atípicos

Media + s

Campana limpia: x̄ resume el centro y s el riesgo. Eficiente y comparable.

Sesgada o con atípicos

Mediana + IQR

Cola larga o valores rotos: la mediana no se mueve y el IQR no explota. Informar ambos pares.

Punto de ruptura
Media: 1 atípico la rompe. Mediana: aguanta 50 % contaminado.
Asimetría
Media mayor a mediana = cola derecha (esperas). Al revés, cola izquierda.
CV = s/x̄
Riesgo relativo: compara dispersiones entre escalas distintas.
n
Todo estadístico lleva n: x̄ con n = 10 no es x̄ con n = 5000.

04 · Ejemplos

Resúmenes que deciden

Réplicas→Centro + riesgo→Decisión
  1. 1
    Espera.

    Media 4, mediana 3, P95 = 9: la cola manda dotación, no la media.

  2. 2
    Ventas.

    x̄ = 120, s = 15: stock 150 ≈ +2s cubre ~97 %.

  3. 3
    Servidor.

    Latencia mediana 200 ms pero P99 = 3 s: el 1 % arruina la experiencia.

  4. 4
    Proyecto.

    Media 30 días, IQR 10: plan con P80 = 36, no con 30.

  5. 5
    Juego.

    Daño medio 10, máx 40: balance con percentiles, no con media.

05 · Representación en Python

statistics hace el resumen

Python en tu navegador. Compará media vs mediana en sesgada.

import random, statistics
random.seed(311)
xs = [random.expovariate(0.5)+6 for _ in range(2000)]  # sesgada
print("media:", round(statistics.mean(xs), 2))
print("mediana:", round(statistics.median(xs), 2))
print("s:", round(statistics.stdev(xs), 2))
print("P95:", round(sorted(xs)[int(0.95*len(xs))], 2))

Consejo: media mayor a mediana = cola derecha. El signo avisa la asimetría.

Cuartiles e IQR

import statistics
xs = sorted([4,5,6,6,7,8,9,12,20])
q = statistics.quantiles(xs, n=4)
print("Q1,Q2,Q3:", [round(v,2) for v in q], "| IQR:", round(q[2]-q[0],2))

06 · Exploración

Laboratorio: centro y cajas sobre el histograma

Tres poblaciones: campana, sesgada y bimodal. Barras = histograma; líneas: blanca media, lima mediana, teal Q1/Q3. Mirá cómo media y mediana coinciden en campana y se separan en sesgada.

EXPERIMENTO 31

Resumen visual

x̄ · mediana · Q1–Q3

Los resultados numéricos aparecen debajo.
Media | mediana—
s | IQR—
P90 | P95—
Asimetría (media−med)—

En campana coinciden; en sesgada la media supera a la mediana.

Eje x 4 a 16. La caja teal (Q1–Q3) cubre el 50 % central; las colas se leen en P90/P95.

Preguntas para explorar

  1. En sesgada, ¿media o mediana es mayor? ¿Cuánto? ¿Qué informa?
  2. En bimodal, ¿media y mediana describen? ¿Qué número pedirías?
  3. Con n = 60, ¿los percentiles saltan? ¿Qué n da P95 estable?
Ver respuestas sugeridas
  1. Media ~8 vs mediana ~7,4: cola derecha tira la media. Informar ambas + P95.
  2. No: caen en el valle (~10,5). Pedir modas (8 y 13) o segmentar mañana/tarde.
  3. Sí, ±1 o más. P95 estable pide cientos (tema 42).

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Media y mediana son intercambiables»

Solo en simétricas. En sesgadas responden preguntas distintas: promedio contable vs caso típico.

«s e IQR dicen lo mismo»

s pesa colas al cuadrado; IQR las ignora. Con atípicos difieren muchísimo.

«P95 es un atípico»

No: es el 5 % superior real. Atípico es error o rareza aislada; P95 es cola sistemática.

«Resumir es promediar»

Resumir es centro + dispersión + colas + n. Promediar solo es la mitad.

08 · Práctica guiada

Ejercicios con Python

Ejercicio 1: resumen completo

Con 1500 N(10,2), calculá n, media, mediana, s, IQR y P95 en una función.

import random, statistics
random.seed(311)
xs = [random.gauss(10,2) for _ in range(1500)]
q = statistics.quantiles(sorted(xs), n=4)
print("n:", len(xs), "| media:", round(statistics.mean(xs),2), "| med:", round(statistics.median(xs),2))
print("s:", round(statistics.stdev(xs),2), "| IQR:", round(q[2]-q[0],2))
Ver solución razonada

Media ≈ mediana ≈ 10, s ≈ 2, IQR ≈ 2,7. Firma campana: centro único y dispersión pareja.

Ejercicio 2: un atípico rompe x̄

Agregá un 100 a [4..9] y mirá media vs mediana.

import statistics
xs = [4,5,6,6,7,8,9,100]
print("media:", round(statistics.mean(xs),2), "| mediana:", statistics.median(xs))
Ver solución

Media 18, mediana 6,5: un dato mueve 12 puntos la media y 0 la mediana. Robustez en una línea.

Ejercicio 3: CV compara

Producto A: 100 ± 10; B: 10 ± 2. ¿Cuál es relativamente más variable?

Ver una posible respuesta
print("CV A:", 10/100, "| CV B:", 2/10)

B (0,2 vs 0,1): duplica el riesgo relativo aunque su s sea menor. CV compara escalas.

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Resumir = centro + dispersión + colas + n.
  • Simétrica: media + s. Sesgada: mediana + IQR (+ media para comparar).
  • Media − mediana avisa asimetría y dirección de cola.
  • P90/P95 definen SLA, stock y planes (no la media).
  • En Python: statistics + percentiles ordenados.

En el próximo tema estimaremos parámetros: estimación de parámetros.