Métodos Estadísticos I · Tema 4 · Variables continuas

Densidad y área

En una variable continua la probabilidad no está en los puntos. Está repartida a lo largo de la recta, y la densidad f(x) dice cómo de concentrada está en cada zona. La probabilidad es el área bajo la curva. Todo lo demás del tema sale de esta idea.

De lo discreto a lo continuo

Un histograma con barras cada vez más finas

Medimos el tiempo de carga de una página web, en segundos. Cada dato es un número real, así que ya no tiene sentido preguntar por la probabilidad de un valor concreto. Lo que sí podemos hacer es agrupar en barras y mirar qué pasa cuando las hacemos más estrechas.

Elige cómo medir la altura

Empieza con frecuencia relativa y estrecha las barras. Luego cambia a densidad y repite.
Barra más alta
Área total de las barras (alto × ancho)
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La idea resumida

La altura de una barra en escala de densidad es probabilidad por unidad de x. Cuando el ancho tiende a cero y hay muchos datos, esa altura se convierte en f(x).
f(x)\;\approx\;\frac{P(x\lt X\le x+h)}{h}P(a\lt X\le b)=\int_a^b f(x)\,dx
Probabilidad de un valor exacto

Un punto no tiene área

Si la probabilidad es área, un solo punto es un rectángulo de ancho cero. Encoge el intervalo y mira cómo se queda la probabilidad y cómo se queda el cociente entre probabilidad y ancho.

Probabilidad del intervalo
Probabilidad dividida entre el ancho
=

La probabilidad se va a cero, pero el cociente se acerca a la altura f(x_0). Por eso P(X=x)=0 y en una continua da igual poner < que ≤. En la binomial sí importaba, porque cada valor tenía su propio trozo de probabilidad.

\underbrace{P(X\le 3)=P(X\lt 3)}_{\text{continua}}\qquad\qquad \underbrace{P(X\le 3)=P(X\lt 3)+P(X=3)}_{\text{discreta}}

¿Una densidad mayor que 1?

La densidad de una \exp(\lambda) en el cero vale \lambda. Sube \lambda por encima de 1 y fíjate en que el área sigue siendo 1. La altura no es una probabilidad, así que puede pasar de 1 sin problema.
Altura en el cero
Área total