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Distribuciones de frecuencias

Tesis del tema: Antes de calcular una media o una desviacion, hay que organizar los datos. La distribucion de frecuencias es el primer paso del analisis descriptivo: convierte una lista caotica de puntuaciones en una tabla y un grafico que ya cuentan una historia. Sin distribucion, no hay descripcion posible.

En una frase: ordena los datos, mira su forma, despues calcula.

1. Que es una distribucion de frecuencias

Una distribucion de frecuencias es una tabla (o su representacion grafica) que muestra cuantas veces aparece cada valor, o cada intervalo de valores, en un conjunto de datos. Su funcion es sencilla y poderosa: hacer visible la dispersion y la concentracion de las puntuaciones.

Por ejemplo, si aplicas un test a 30 personas y obtienes 30 puntuaciones sueltas, tienes una lista poco legible. Si las agrupas y cuentas cuantas cayeron en cada rango, de repente ves donde se concentra la mayoria, si hay valores extremos, y si la forma se aproxima a la campana de Gauss o se desvia de ella.

Definicion clave: Frecuencia (fi) es el numero de veces que se repite un valor o que caen observaciones dentro de un intervalo. La suma de todas las frecuencias es igual al total de datos (N).

1.1. Tipos de frecuencias en la tabla

La tabla de frecuencias clasica no se queda con el simple conteo. Incluye cuatro columnas que se construyen una a partir de la anterior:

  1. Frecuencia absoluta (fi): cuantas veces aparece cada valor o intervalo.
  2. Frecuencia absoluta acumulada (Fi): suma de las frecuencias absolutas hasta ese valor o intervalo. Indica cuantos casos hay por debajo de ese punto.
  3. Frecuencia relativa (hi): la frecuencia absoluta dividida entre el total de datos (fi / N). Se suele expresar en porcentaje.
  4. Frecuencia relativa acumulada (Hi): suma de las frecuencias relativas hasta ese valor o intervalo. Indica que proporcion del total queda por debajo de ese punto.
ColumnaSimboloQue responde
Frecuencia absolutafiCuantos casos hay en este valor o intervalo?
Frecuencia absoluta acumuladaFiCuantos casos hay hasta aqui?
Frecuencia relativahiQue proporcion del total representa?
Frecuencia relativa acumuladaHiQue proporcion del total hay hasta aqui?

1.2. Ejemplo: puntuaciones de un test en 20 personas

Supongamos que aplicas un test de atencion a 20 personas y obtienes estas puntuaciones directas: 12, 14, 14, 15, 15, 15, 16, 16, 16, 16, 17, 17, 17, 17, 17, 18, 18, 18, 19, 20. La tabla de frecuencias (sin agrupar, porque hay pocos valores distintos) seria asi:

Puntuacion (xi)fiFihiHi
12110.050.05
14230.100.15
15360.150.30
164100.200.50
175150.250.75
183180.150.90
191190.050.95
201200.051.00

Observa dos cosas: la columna Fi termina en 20 (el total de datos), y la columna Hi termina en 1.00 (el 100% de los casos). Esas son dos comprobaciones rapidas de que la tabla esta bien construida.

Truco de memoria: para recordar el orden de las cuatro columnas, piensa "4F": Frecuencia, Frecuencia acumulada, Frecuencia relativa, Frecuencia relativa acumulada. El orden es fijo: simple, despues acumulada; despues en porcentaje, despues en porcentaje acumulado.
fiFihiHi

2. Agrupacion de datos en intervalos

Cuando hay muchas puntuaciones distintas (o cuando la variable es continua), la tabla sin agrupar se vuelve ilegible. En ese caso se agrupan los datos en intervalos de clase: rangos de valores que se tratan como una sola fila de la tabla.

2.1. Cuantos intervalos conviene? La regla de Sturges

Herbert Sturges (1926) propuso una formula empirica para estimar cuantos intervalos usar en funcion del numero de datos. La idea es que con pocos datos basta con pocos intervalos, y que a medida que crece la muestra, conviene afinar con mas intervalos.

Numero de intervalos (k) = 1 + 3.322 * log10(N)

Donde N es el numero total de datos y log10 es el logaritmo en base 10. Para N = 30, la regla da unos 5 o 6 intervalos. Para N = 100, da unos 7 u 8. Para N = 1000, unos 10. Es una guia, no una ley: se puede redondear y ajustar segun la legibilidad.

2.2. Amplitud del intervalo

Una vez decidido el numero de intervalos (k), se calcula la amplitud (A) de cada uno:

Amplitud (A) = (Valor maximo - Valor minimo) / k

Si el resultado no es entero, se redondea al alza para que los intervalos cubran el rango completo. Lo habitual es que cada intervalo tenga la misma amplitud, para que la tabla y el grafico sean comparables.

2.3. Marca de clase

El marca de clase (xi) es el punto central de cada intervalo. Se calcula sumando los limites inferior y superior del intervalo y dividiendo entre dos. La marca de clase representa al intervalo entero cuando hay que calcular medias, varianzas u otros estadisticos a partir de datos agrupados.

Marca de clase (xi) = (Limite inferior + Limite superior) / 2

2.4. Pasos para construir una tabla de frecuencias agrupada

  1. Identificar el rango: valor maximo menos valor minimo.
  2. Aplicar Sturges: calcular k = 1 + 3.322 * log10(N).
  3. Calcular la amplitud: A = rango / k (redondear al alza si hace falta).
  4. Definir los intervalos: desde el valor minimo, ir sumando A hasta cubrir el maximo.
  5. Calcular la marca de clase de cada intervalo.
  6. Contar las frecuencias (fi) de cada intervalo.
  7. Construir Fi, hi y Hi como en la tabla simple.
  8. Verificar: que la ultima Fi sea igual a N y la ultima Hi sea 1.00.
Trampa de parcial: confundir la marca de clase con el limite inferior del intervalo. La marca de clase es el punto medio, no el extremo. Si la usas mal en el calculo de la media agrupada, el resultado se desplaza sistematicamente.

3. Representaciones graficas

La tabla organiza los datos; el grafico los hace hablar. Hay tres representaciones clasicas de una distribucion de frecuencias, cada una con su proposito.

3.1. Histograma

El histograma es un grafico de barras contiguas (sin espacio entre ellas) donde cada barra representa un intervalo y su altura corresponde a la frecuencia. Es la representacion mas habitual de una distribucion agrupada.

1
2
3
4
5
3
1

Observa como las barras dibujan ya la forma de la distribucion: en este caso, una campana simetrica centrada en el intervalo 16-17.

3.2. Poligono de frecuencias

El poligono de frecuencias se construye uniendo con lineas los puntos medios (marcas de clase) de cada intervalo, a la altura de su frecuencia. Suele cerrarse conectando los extremos con el eje horizontal. Es util para comparar dos distribuciones en el mismo grafico, porque las lineas se superponen con facilidad sobre las barras.

3.3. Ojiva

La ojiva (o poligono de frecuencias acumuladas) representa la frecuencia acumulada (Fi o Hi) en el eje vertical. Su forma es creciente de izquierda a derecha, porque cada punto suma los casos anteriores. La ojiva permite leer rapidamente percentiles y medianas: basta con buscar el valor 50% en el eje vertical y proyectar sobre la curva.

GraficoQue muestraCuando usarlo
HistogramaFrecuencia por intervaloPara ver la forma de la distribucion
Poligono de frecuenciasTendencia de la frecuenciaPara comparar varias distribuciones
OjivaFrecuencia acumuladaPara leer percentiles y medianas

4. Formas de la distribucion: sesgo

Una vez dibujada la distribucion, su forma ya cuenta cosas. La primera caracteristica que conviene observar es la simetria: la distribucion es simetrica cuando las dos mitades (a izquierda y derecha del centro) son espejo una de la otra. Cuando no lo son, la distribucion esta sesgada.

4.1. Distribucion normal (simetrica)

La distribucion normal tiene forma de campana: la mayoria de casos se concentran en el centro y la frecuencia decrece hacia los extremos de forma simetrica. En psicologia, muchas variables (puntuaciones de CI, tiempos de reaccion promediados) se aproximan a esta forma cuando la muestra es grande. En una distribucion normal, media, mediana y moda coinciden en el mismo punto.

4.2. Sesgo positivo (a la derecha)

La distribucion tiene sesgo positivo cuando la cola mas larga se extiende hacia la derecha (hacia los valores altos). La mayoria de casos se agrupan en los valores bajos, y hay pocos casos con valores muy altos que "estiran" la distribucion. En este caso, la media es mayor que la mediana, y la mediana mayor que la moda.

Tipo de sesgoCola larga haciaOrden de medidasEjemplo psicologico
Sin sesgo (normal)SimetricaMedia = Mediana = ModaCI en muestra grande
Sesgo positivoDerecha (valores altos)Media mayor que Mediana mayor que ModaTiempos de reaccion en tarea dificil
Sesgo negativoIzquierda (valores bajos)Media menor que Mediana menor que ModaPuntuaciones en test muy facil

4.3. Sesgo negativo (a la izquierda)

El sesgo negativo es el espejo del anterior: la cola larga se extiende hacia la izquierda (hacia los valores bajos), mientras la mayoria de casos se concentra en los valores altos. Ocurre, por ejemplo, en un test muy facil donde casi todas las personas aciertan casi todo y solo unas pocas obtienen puntuaciones bajas. Aqui la media es menor que la mediana, y la mediana menor que la moda.

Trampa de parcial: confundir hacia donde apunta el sesgo. El sesgo positivo tiene la cola hacia la derecha (valores altos), aunque la mayoria de datos este en la izquierda. La trampa viene de que "la joroba" esta a la izquierda, pero el nombre del sesgo lo da la cola, no la joroba.
Truco de memoria: para no equivocarte con el sesgo, piensa en "la cola es la que manda". Si la cola apunta a la derecha (valores altos), es sesgo positivo. Si apunta a la izquierda (valores bajos), es sesgo negativo. Otro truco: en sesgo positivo, la media (que es sensible a los valores extremos) se desplaza hacia la derecha, en direccion a la cola.

5. Curtosis: la altura de la campana

La curtosis describe lo apuntada o achatada que es la distribucion respecto de la normal. No mira la simetria (eso lo hace el sesgo), sino la concentracion de casos alrededor del centro y en las colas.

Tipo de curtosisFormaCaracteristicaEjemplo
LeptocurticaMas apuntada que la normalMuchos casos en el centro y en los extremos; pocos en la zona intermediaDistribucion muy concentrada en torno a la media
MesocurticaIgual que la normalDistribucion normal de referenciaLa campana de Gauss clasica
PlaticurticaMas achatada que la normalCasos mas repartidos; colas cortasDistribucion con poca concentracion central
Truco de memoria: para recordar los tres tipos, fiate del prefijo griego. Lepto significa "delgado, fino" (piensa en leptosomorfo): campana alta y estrecha. Meso significa "medio": la normal. Plati significa "ancho, plano" (piensa en plataforma): campana baja y extendida.

6. Ejemplo aplicado: tiempos de reaccion

Imagina que mides el tiempo de reaccion (en milisegundos) de 50 personas en una tarea de atencion. Los valores oscilan entre 250 y 650 milisegundos. Sigues los pasos:

  1. Rango: 650 - 250 = 400.
  2. Sturges: k = 1 + 3.322 * log10(50), aproximadamente 6.6, redondeado a 7 intervalos.
  3. Amplitud: A = 400 / 7, aproximadamente 57; redondeado a 60 para que los intervalos sean legibles.
  4. Intervalos: 250-309, 310-369, 370-429, 430-489, 490-549, 550-609, 610-669.
  5. Marcas de clase: 279.5, 339.5, 399.5, 459.5, 519.5, 579.5, 639.5.
  6. Cuentas la frecuencia de cada intervalo, calculas Fi, hi y Hi, verificas que la ultima Fi sea 50 y la ultima Hi sea 1.00.
  7. Dibujas el histograma: probablemente veras sesgo positivo, porque la mayoria responde rapido y unos pocos tardan mucho.

Este ejemplo muestra el recorrido completo: de una lista de numeros sueltos a una tabla y un grafico que ya sugieren una interpretacion (la mayoria rapida, cola de personas lentas). Eso es lo que aporta una buena distribucion de frecuencias.

7. Errores frecuentes en el parcial

1. Olvidar verificar la ultima Fi y la ultima Hi. Si la ultima Fi no es igual a N, o la ultima Hi no es 1.00, la tabla tiene un error. Es la primera comprobacion que hay que hacer.
2. Confundir sesgo positivo con negativo. La cola manda: cola a la derecha es sesgo positivo, cola a la izquierda es sesgo negativo. No te fies de la joroba.
3. Usar la marca de clase como si fuera el limite inferior. La marca de clase es el punto medio del intervalo. Confundirla sesga el calculo de la media agrupada.
4. Aplicar Sturges como si fuera una ley. Es una guia. Si el resultado es 6.6 intervalos, puedes usar 6 o 7 segun cual sea mas legible. Lo importante es que los intervalos sean claros y comparables.

8. Para el parcial

Lo que con probabilidad te van a preguntar:
  • Definir y distinguir fi, Fi, hi y Hi, y construir una tabla completa.
  • Aplicar la regla de Sturges y calcular la amplitud del intervalo.
  • Que es la marca de clase y para que sirve.
  • Diferenciar histograma, poligono de frecuencias y ojiva.
  • Identificar sesgo positivo, negativo y simetria a partir de un grafico o del orden media-mediana-moda.
  • Diferenciar leptocurtica, mesocurtica y platicurtica.
Repaso en 30 segundos:
  • Cuatro columnas: 4F (fi, Fi, hi, Hi). La ultima Fi vale N y la ultima Hi vale 1.00.
  • Sturges: k = 1 + 3.322 * log10(N). Amplitud: rango / k.
  • Marca de clase = punto medio del intervalo.
  • Tres graficos: histograma (forma), poligono (comparar), ojiva (percentiles).
  • Sesgo: la cola manda. Positivo = cola a la derecha.
  • Curtosis: lepto (alta), meso (normal), plati (baja).

9. Preguntas de autoevaluacion

1. Que diferencia hay entre fi y Fi?

fi es la frecuencia absoluta simple: cuantas veces aparece un valor o intervalo. Fi es la frecuencia absoluta acumulada: la suma de las fi hasta ese punto. Fi responde a "cuantos casos hay hasta aqui".

2. Como se calcula el numero de intervalos segun la regla de Sturges?

Con la formula k = 1 + 3.322 * log10(N), donde N es el numero total de datos y log10 es el logaritmo decimal. El resultado se redondea al numero entero mas cercano.

3. Que es la marca de clase y como se calcula?

Es el punto central de cada intervalo. Se calcula sumando el limite inferior y el limite superior del intervalo y dividiendo entre dos. Representa al intervalo en los calculos con datos agrupados.

4. En que se diferencia un histograma de un poligono de frecuencias?

El histograma usa barras contiguas para representar la frecuencia de cada intervalo. El poligono de frecuencias une con lineas las marcas de clase a la altura de cada frecuencia. El poligono es mas util para comparar distribuciones.

5. Si la media es mayor que la mediana y esta mayor que la moda, que tipo de sesgo tiene la distribucion?

Sesgo positivo. La cola larga se extiende hacia la derecha (valores altos), y la media, al ser sensible a los valores extremos, se desplaza en esa direccion.

6. Que es una distribucion platicurtica?

Una distribucion mas achatada que la normal, con casos mas repartidos y colas cortas. El prefijo "plati" significa ancho o plano.

10. Linea de tiempo: de Sturges a la campana de Gauss

1835 Quetelet describe la curva normal aplicada a caracteristicas humanas, extendiendo el trabajo previo de Gauss y Laplace.
1926 Herbert Sturges publica su formula para determinar el numero de intervalos en una distribucion de frecuencias.
1946 Stanley Stevens propone los cuatro niveles de medicion, que condicionan como se construye y se interpreta una distribucion de frecuencias.
2001 APA publica la sexta edicion de su manual de publicacion, que estandariza el reporte de tablas y graficos de frecuencias.

PsiqueAcademica - Cuaderno de Estadistica Descriptiva

Fuentes verificadas: Sturges, H. A. (1926). The choice of a class interval. Journal of the American Statistical Association, 21(153), 65-66. - Stevens, S. S. (1946). On the theory of scales of measurement. Science, 103(2684), 677-680. - APA (2020). Publication Manual of the American Psychological Association (7th ed.). - Pardo, A. y Ruiz, M. A. (2012). Analisis de datos con SPSS 21. Piramide.

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