Estadística desde cero · Lección 24 de 25

La distribución de Poisson: ¿cuántos clientes en la próxima hora?

En una frase: Cuando los sucesos ocurren de forma independiente a un ritmo medio constante, la distribución de Poisson te dice qué probabilidad tiene cada recuento en un tramo fijo de tiempo o espacio, y cuánto amontonamiento aleatorio esperar.

La idea

La distribución binomial (lección 20) cuenta éxitos en un número fijo de intentos. Pero muchos recuentos no tienen «intentos»: clientes que llegan en una hora, correos en un día, goles en un partido, erratas en una página. Las cosas simplemente pasan, de vez en cuando, a un ritmo medio. La distribución de estos recuentos es la distribución de Poisson, que lleva el nombre de un matemático francés y se pronuncia más o menos «puasón».

Solo necesita un número: el recuento medio, que se suele escribir λ (lambda).

El puesto de limonada

El cuñado monta un puesto de limonada los sábados por la tarde. Durante el verano ha tenido de media 4 clientes por hora.

Un sábado, entre las 2 y las 3, llegan 9. Ya está pensando en contratar a su hermana pequeña, abrir un segundo puesto y quizá montar una franquicia. A la hora siguiente llegan 2 y le echa la culpa al segundo puesto, que todavía no existe.

La probabilidad de cada recuento

Si los clientes llegan de forma independiente, 4 por hora de media, la distribución de Poisson da:

Clientes en una hora012345678 o más
Probabilidad1,8%7,3%14,7%19,5%19,5%15,6%10,4%6,0%5,1%

El recuento más probable es 4, pero solo más o menos una hora de cada cinco tiene exactamente 4. Las horas con 2 o con 6 son completamente normales. Nueve o más pasa alrededor del 2,1% de las veces: raro, más o menos una hora de cada cincuenta, pero en un verano de sábados por la tarde el cuñado debería esperar unas cuantas horas así aunque no haya cambiado nada. Una hora con mucho jaleo no es un plan de negocio.

Para los curiosos, la fórmula detrás de la tabla: la probabilidad de exactamente k sucesos es λᵏ × e^-λ ÷ k!. Casi nunca se calcula a mano; lo hace cualquier calculadora u hoja de cálculo.

El truco: media y dispersión son el mismo número

En un recuento de Poisson, la varianza es igual a la media. Con λ = 4, la varianza es 4 y la desviación típica √4 = 2. Así que una hora normal son 4 clientes, 2 arriba o abajo. Es una comprobación rápida con datos reales: si la dispersión es mucho mayor de lo que sugiere la media, está pasando algo distinto de llegadas independientes.

El azar se amontona

La gente espera que los sucesos aleatorios se repartan de forma regular. No lo hacen. Con una media de 4 por hora, las horas tranquilas y los aluviones vienen incluidos. Lo mismo pasa con los días en que ocurren tres cosas malas seguidas, o con una racha de goles en cinco minutos: los sucesos independientes a ritmo constante forman grupos por sí solos. Antes de buscar el motivo de un amontonamiento, pregúntate si un recuento de Poisson lo produciría de todos modos.

Dónde te la encuentras

Dónde falla

Pruébalo tú

La tía Mari Carmen recibe de media 1,5 llamadas comerciales al día, que llegan de forma independiente.

1. ¿Con qué frecuencia tiene un día sin ninguna llamada de este tipo? 2. ¿Con qué frecuencia recibe 3 o más en un día? 3. Dice que los días con 3 llamadas «la tienen fichada». ¿Qué le dirías?

Ver la respuesta

1. e^-1,5 = alrededor del 22% de los días, más o menos uno o dos días tranquilos por semana.

2. Las probabilidades de 0, 1 y 2 llamadas son de un 22,3%, un 33,5% y un 25,1%, que suman un 80,9%. Así que 3 o más pasa alrededor del 19% de los días: unos 1,3 días cada semana.

3. Un día con 3 llamadas es justo lo que una media constante de 1,5 produce más o menos una vez por semana. Parece que la tienen fichada porque nos fijamos en los montones y olvidamos los días tranquilos. Si los días con 3 llamadas empezaran a ser uno sí y otro no, el propio ritmo habría subido, y eso sí merecería mirarlo.

Las palabras que usa tu profesor

El profesor diceSignifica
Distribución de Poisson, Po(λ)Las probabilidades de cada recuento de sucesos independientes en un intervalo fijo, dado el ritmo medio λ
Parámetro λ (lambda, tasa)El número medio de sucesos por intervalo (por hora, por página, por partido)
Proceso de PoissonSucesos que llegan de forma independiente, de uno en uno, a un ritmo medio constante
Media = varianzaLa propiedad que la define: la dispersión del recuento coincide con su media
SobredispersiónMás dispersión de la que predice la Poisson, señal de grupos o de un ritmo que cambia
Aproximación de Poisson a la binomialUsar una Poisson con λ = n × p cuando n es grande y p pequeña

Tres cosas para recordar

Forma parte de Estadística desde cero, un curso gratuito para principiantes de WrongStat. No sustituye a tu profesor, pero esperamos que sea un buen traductor.