Probabilidad y Estadística · Tema 40

Variabilidad entre ejecuciones

Por qué dos corridas no dan igual: de dónde viene la dispersión, cómo medirla y por qué una sola corrida no decide.

01 · Punto de partida

Correr una vez es anécdota

Mismo código, misma configuración, distinta semilla → distinto total. Esa variabilidad entre ejecuciones no es bug: es el azar del modelo (temas 1 y 14) propagado al resultado. Informar una corrida esconde el rango donde vive la verdad.

La solución es medir la dispersión entre réplicas (s, rango, percentiles) y decidir con el conjunto, no con el caso.

  • ¿Cuánto varía el resultado entre semillas?
  • ¿La diferencia A/B es señal o ruido de una corrida?
  • ¿Qué dispersión acompaña a cada promedio que informo?
  • ¿Cuántas réplicas para que el ruido no tape?

02 · Definición

Fuentes y medidas del salto

🎲

Fuentes

Entradas sorteadas, tiempos, fallas: todo U y muestreo distinto por semilla. Más azar interno, más salto externo.

s

Medidas

s entre réplicas, rango máx−mín, P10–P90. Dicen el terreno donde se mueve cada escenario.

1

Regla de oro

Jamás comparar escenarios con 1 corrida cada uno. Comparar distribuciones de R (tema 43).

Total 12 días U(6,14): E = 120, σ ≈ 8.
R15100
Qué vesun número (100–140)rango ±15campana en 120 ± 8
Decidenadaorientasí

03 · Ruido vs señal

Cuándo la diferencia es real

Ruido

Diferencia menor a s

A = 121, B = 124 con s = 8 y R = 5: el salto entre semillas tapa. Pedir más R o muestras comunes.

Señal

Diferencia mayor a 2·SE

Con R = 200, SE ≈ 0,6: 3 puntos ya son señal. El N convierte ruido en veredicto (temas 41–43).

Semilla
Fija una corrida para depurar; variar para medir. Ambas se usan, en su momento.
Rango
Máx−mín de R: honesto y directo. Con R chico subestima el verdadero.
s entre réplicas
Dispersión del resultado, no de los datos diarios. Es la que manda el N.
Muestras comunes
Mismas semillas para A y B: el ruido compartido se cancela y la diferencia aflora.

04 · Ejemplos

Saltos que hay que mostrar

R corridas→s, rango→¿Señal?
  1. 1
    Ventas 12 días.

    120 ± 8: una corrida 105 no es crisis, es cola.

  2. 2
    Espera.

    Día 3 min, día 7 min con igual dotación: variar día, no personal.

  3. 3
    A/B.

    A gana 1 corrida de 3: ruido. Gana 180 de 200: señal.

  4. 4
    Juego.

    Balance con 20 peleas salta; con 5000 define.

  5. 5
    Stock.

    Quiebre 1 de 5 corridas ≠ 20 %: con 5 el intervalo es enorme (tema 33).

05 · Representación en Python

R corridas, un resumen

Python en tu navegador. Una corrida vs cien: el rango aparece.

import random, statistics
random.seed(401)
def corrida():
    return sum(random.uniform(6,14) for _ in range(12))

una = corrida()
R = [corrida() for _ in range(200)]
print("una:", round(una,1), "| x̄:", round(statistics.mean(R),1), "| s:", round(statistics.stdev(R),1))

Consejo: ejecutá dos veces: «una» salta ±15, x̄ se queda en ~120.

Muestras comunes para A/B

import random
random.seed(11)
# A stock 115 vs B 125, mismas demandas: ruido compartido
Ds = [[random.uniform(80,140) for _ in range(30)] for _ in range(100)]
dif = [sum(min(125,d) for d in fila)-sum(min(115,d) for d in fila) for fila in Ds]
print("dif media:", round(sum(dif)/len(dif),1))

06 · Exploración

Laboratorio: 12 días, R totales

Cada total = 12 × U(6,14) (E = 120, σ ≈ 8). Con R réplicas dibujamos su histograma + campana teórica. Con R = 5 ves puntos; con 1000 ves la distribución.

EXPERIMENTO 40

Totales de R corridas

E = 120 · σ ≈ 8

Los resultados numéricos aparecen debajo.
Media (teo 120)0,0
s (teo 8)0,0
Rango0,0
Mín–Máx—

Con R = 5 el rango engaña; con 1000 la campana aparece.

Eje x 90 a 150. La curva blanca es N(120, 8): con R grande el histograma la calca.

Preguntas para explorar

  1. Con R = 5, ¿qué rango ves? Repetí con otra semilla: ¿se parece?
  2. Con R = 1000, ¿media y s cuánto dan? ¿Qué fracción cae en 120 ± 16?
  3. Si A da 124 y B 127 en 1 corrida cada uno, ¿hay ganador?
Ver respuestas sugeridas
  1. Rangos de 15–30 que cambian por semilla: con 5 no se estima dispersión.
  2. 120 y 8; ~95 % en ±16 (±2σ). La teoría anticipa lo que la sim confirma.
  3. No: dif 3 menor a s = 8 con R = 1. Ruido puro; pedir R e intervalos (temas 41–43).

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Variabilidad es error del programa»

No: es el azar modelado. Error es bug o sesgo; variabilidad es dispersión legítima entre semillas.

«Con semilla fija no hay variabilidad»

Hay una sola muestra del resultado. Fijar sirve para depurar, no para concluir.

«Rango de 5 estima»

Subestima: con 5 casi nunca ves colas. Rango honesto pide cientos.

«s chica siempre es buena»

s chica con R chico es ilusión: el intervalo de s también tiene error (tema 42).

08 · Práctica guiada

Ejercicios con Python

Ejercicio 1: una vs cien

Compará 1 corrida contra x̄ y s de 300. ¿Qué cambia?

import random, statistics
random.seed(401)
tot = lambda: sum(random.uniform(6,14) for _ in range(12))
print("una:", round(tot(),1))
R = [tot() for _ in range(300)]
print("x̄:", round(statistics.mean(R),1), "| s:", round(statistics.stdev(R),1))
Ver solución razonada

«Una» cae 105–135; x̄ ≈ 120 ± 0,5 y s ≈ 8. Una orienta mal; 300 definen.

Ejercicio 2: señal o ruido

A y B difieren 3 con s = 8 y R = 10. ¿SE de la diferencia? ¿Señal?

import math
print("SE dif:", round((8**2/10+8**2/10)**0.5,2))
Ver solución

SE ≈ 3,58: dif 3 menor a 1 SE. Ruido; pedir R ~ 100 o muestras comunes.

Ejercicio 3: campeón vs promedio

Elegí el mejor de 3 por escenario vs promedio de 100. ¿Cuál decide?

Ver una posible respuesta
import random
random.seed(7)
tot = lambda: sum(random.uniform(6,14) for _ in range(12))
print("campeón 3:", round(max(tot() for _ in range(3)),1))
print("promedio 100:", round(sum(tot() for _ in range(100))/100,1))

El campeón infla ~+1σ (≈128); el promedio centra en 120. Comparar campeones premia suerte, no escenario.

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Una corrida es un sorteo; R réplicas son la distribución.
  • Informar x̄ + s + rango + n, nunca un número solo.
  • Diferencia menor a s con R chico = ruido.
  • Semilla fija depura; variada mide.
  • Muestras comunes afinan A/B sin más R.

En el próximo tema decidiremos cuántas: replicaciones de una simulación.