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Distribución Binomial
Modela el número de éxitos en $n$ ensayos independientes, cada uno con probabilidad de éxito $p$.
$$X \sim \text{Bin}(n, p)$$
$$P(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k}, \quad k = 0, 1, \ldots, n$$
Parámetros:- $E[X] = np$
- $\text{Var}(X) = np(1-p)$
Cuándo usarla
- Número fijo de ensayos $n$
- Cada ensayo es independiente
- Solo dos resultados posibles (éxito / fracaso)
- $p$ constante en todos los ensayos
from scipy.stats import binom
n, p = 10, 0.3
X = binom(n, p)
print(X.pmf(3)) # P(X = 3)
print(X.cdf(4)) # P(X <= 4)
print(X.mean()) # np = 3.0
print(X.std()) # sqrt(np(1-p))
Distribución de Poisson
Modela el número de eventos que ocurren en un intervalo fijo de tiempo o espacio, con tasa promedio $\lambda$.
$$X \sim \text{Pois}(\lambda)$$
$$P(X = k) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^k}{k!}, \quad k = 0, 1, 2, \ldots$$
Parámetros:- $E[X] = \lambda$
- $\text{Var}(X) = \lambda$
La media y la varianza son iguales — una forma rápida de verificar si Poisson es adecuada.
Aproximación Binomial → Poisson
Cuando $n$ es grande y $p$ es pequeña, $\text{Bin}(n, p) \approx \text{Pois}(\lambda)$ con $\lambda = np$.
from scipy.stats import poisson
lam = 4.5
X = poisson(lam)
print(X.pmf(3)) # P(X = 3)
print(X.cdf(6)) # P(X <= 6)
print(X.mean()) # 4.5
Distribución Exponencial
Modela el tiempo entre eventos de un proceso de Poisson. Si los eventos ocurren a tasa $\lambda$, el tiempo entre eventos es $\text{Exp}(\lambda)$.
$$f(x) = \lambda e^{-\lambda x}, \quad x \geq 0$$
$$F(x) = 1 - e^{-\lambda x}$$
Parámetros:- $E[X] = \frac{1}{\lambda}$
- $\text{Var}(X) = \frac{1}{\lambda^2}$
Propiedad de falta de memoria
$$P(X > s + t \mid X > s) = P(X > t)$$
El tiempo restante no depende del tiempo ya transcurrido — la distribución exponencial es la única continua con esta propiedad.
from scipy.stats import expon
# tasa lambda = 2 (media = 1/2)
X = expon(scale=1/2)
print(X.pdf(1)) # densidad en x=1
print(X.cdf(1)) # P(X <= 1)
print(X.ppf(0.9)) # percentil 90
Resumen comparativo
| Distribución | Soporte | $E[X]$ | $\text{Var}(X)$ | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| Binomial$(n,p)$ | $\{0,\ldots,n\}$ | $np$ | $np(1-p)$ | Conteo de éxitos en $n$ ensayos |
| Poisson$(\lambda)$ | $\{0,1,2,\ldots\}$ | $\lambda$ | $\lambda$ | Eventos raros en tiempo/espacio |
| Exponencial$(\lambda)$ | $[0,\infty)$ | $1/\lambda$ | $1/\lambda^2$ | Tiempo entre eventos |