Diferencias clave
- • PMF: (discreta)
- • PDF: no es probabilidad, es densidad
- • es posible (si el soporte es pequeño)
Capítulo 3
PDF, CDF, esperanza, y las distribuciones continuas fundamentales: uniforme, exponencial y Gaussiana.
Probabilidad como área
Para variables continuas, la probabilidad en un punto es cero. En su lugar, usamos la PDF:
Propiedades:
Selecciona una distribución y ajusta parámetros. Activa "Mostrar CDF" para ver la acumulada.
Si , entonces en [0, 0.5]. La densidad es 2 pero el área bajo la curva es 1.
Unificando discreto y continuo
La CDF unifica variables discretas y continuas — siempre existe y tiene las mismas propiedades fundamentales en ambos casos.
Generalización al caso continuo
Todo intervalo de igual longitud tiene igual probabilidad.
Tiempo entre eventos de Poisson (sin memoria).
La distribución más importante. Teorema Central del Límite.
Regla 68-95-99.7: los datos caen a 1σ, 2σ, 3σ de la media.
¿Qué pasa si Y = g(X)?
Si conocemos la distribución de X y , podemos encontrar . Para transformaciones monótonas:
# Simular transformación: Y = X^2 con X ~ Uniforme(0,1)
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
X = np.random.uniform(0, 1, 100000)
Y = X**2
# Y sigue una distribución Beta
print(f"Media de Y: {Y.mean():.3f}")
print(f"Esperanza teórica E[X^2] en Uniforme(0,1): {1/3:.3f}")De uniforme a cualquier distribución
Inverse Transform Sampling: si , entonces tiene distribución .
# Inverse Transform: Exponencial
# F(x) = 1 - e^{-λx} → F^{-1}(u) = -ln(1-u)/λ
import numpy as np
lam = 2.0
N = 10000
U = np.random.uniform(0, 1, N)
X = -np.log(1 - U) / lam
print(f"Media empírica: {X.mean():.3f}")
print(f"Media teórica (1/λ): {1/lam:.3f}")
# scipy hace todo esto automáticamente
from scipy.stats import expon
Y = expon.rvs(scale=1/lam, size=N)from scipy.stats import uniform, expon, norm
import numpy as np
# PDF en un punto
print(uniform.pdf(0.5, loc=0, scale=1)) # 1.0
print(expon.pdf(1, scale=1)) # 0.3679
print(norm.pdf(0, loc=0, scale=1)) # 0.3989
# CDF
print(norm.cdf(1.96, loc=0, scale=1)) # 0.975
# Percentil (inversa de CDF)
print(norm.ppf(0.975, loc=0, scale=1)) # 1.96
# Esperanza y varianza
print(norm.mean(loc=0, scale=1)) # 0.0
print(norm.var(loc=0, scale=1)) # 1.0
# Muestras
muestras = norm.rvs(loc=0, scale=1, size=1000)
print(muestras.mean()) # ~0
print(muestras.std()) # ~1