Estadística ICAP. 2
Mayo 2025

Distribuciones de Probabilidad

Binomial, Poisson y exponencial — las distribuciones más usadas y cuándo aplicar cada una.

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

DistribuciónSoporte$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
CompartirTwitter / XLinkedIn