Suma+sigue

Muestreo y distribución de la media

Matemáticas · Matemáticas Aplicadas a las CCSS II · 2.º Bachillerato · Muestreo e intervalos de confianza

Nadie encuesta a 47 millones de personas: se pregunta a mil y se estima el resto. Esta lección explica por qué eso funciona y con qué margen de error.

El resultado clave

Si se toman muestras de tamaño n de una población de media μ y desviación σ, las medias muestrales se reparten así:

x̄ ~ N(μ, σ : √n)

Dos consecuencias, y en ellas está toda la inferencia: las medias muestrales se agrupan alrededor de la media real, y su dispersión se encoge al crecer n. Por eso una muestra grande estima mejor.

Se llama teorema central del límite, y lo notable es que vale aunque la población original no sea normal, con tal de que la muestra sea grande.

El error típico

σ = σ : √n

Aquí está el detalle que decide el presupuesto de una encuesta: como divide entre la raíz de n, para reducir el error a la mitad hay que cuadruplicar la muestra. Pasar de 1 000 a 2 000 encuestados apenas mejora nada; hay que llegar a 4 000.

Población con σ = 10, muestras de n = 100

  1. σ = 10 : √100 = 10 : 10 = 1.
  2. Las medias muestrales se agrupan con desviación 1 alrededor de la media real.
  3. Con n = 400: 10 : 20 = 0,5. Cuadruplicando la muestra el error se ha reducido a la mitad.

Qué muestra vale

Todo esto exige que la muestra sea aleatoria y representativa. Una muestra grande pero sesgada —preguntar solo por teléfono fijo, o solo a quien contesta— no se arregla con más tamaño: el sesgo no se diluye.

Dónde se lía todo el mundo

Creer que doblar la muestra reduce el error a la mitad. Divide entre √n, así que doblar la muestra reduce el error solo un 29 %.

De 1 000 a 2 000 encuestados, la mitad de errorPara la mitad de error hacen falta 4 000

Es la raíz de n, no n.

En una frase: las medias muestrales se distribuyen normalmente alrededor de la media real con desviación σ partido por raíz de n, así que para la mitad de error hace falta cuadruplicar la muestra.

Ahora practícalo

La teoría se entiende leyendo; se aprende fallando y entendiendo por qué. Dentro de Suma y sigue, cada fallo te dice el error concreto que has cometido.

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