cómo funciona la covarianza

169
¿Cómo saber si un conjunto de observaciones representa un fenómeno lineal?

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Una explicación gráfica del funcionamiento de la covarianza.

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Page 1: Cómo funciona la Covarianza

¿Cómo saber si un conjuntode observaciones representa

un fenómeno lineal?

Page 2: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

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Dato x y

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

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4 4 4

5 5 5

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8 8 8

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

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Page 6: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

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Page 7: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

Page 8: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

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Page 9: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

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Page 11: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

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2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

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9 9 9

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Page 12: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

¿A una mejor calificación en matemáticas le corresponde

una mejor calificación en física?

Page 13: Cómo funciona la Covarianza

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10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Al graficar las observacionesen un diagrama de dispersión

se ven así

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1

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6

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9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Los puntos se alineanformando una recta perfecta

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

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6 6 6

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Page 16: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

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x=0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10

11=5

Page 17: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

x=0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10

11=5

La media delos valores de x

Page 18: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Se sitúa aquí

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CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

Page 20: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

y=0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10

11=5

Page 21: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 0 0

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

10 10 10

y=0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10

11=5

La media delos valores de y

Page 22: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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2

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4

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10

calificación matemáticas

calif

ica

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n fí

sica

Se sitúa aquí

Page 23: Cómo funciona la Covarianza

¿Qué tan separados de la mediaestán cada uno de los puntos?

Movamos nuestro punto de origenhacia la media para averiguarlo.

Page 24: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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2

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calificación matemáticas

calif

ica

ció

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sica

Ahora las coordenadasnos dicen qué tanalejados estamos

de la media

Page 25: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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calificación matemáticas

calif

ica

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-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

+ * + = +¡positivo!

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calificación matemáticas

calif

ica

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n fí

sica

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-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

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-1

0

1

2

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4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

- * + = -¡negativo!

Page 29: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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calificación matemáticas

calif

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2

3

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calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

- * - = +¡positivo!

Page 31: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Page 32: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

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0

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2

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4

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calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

+ * - = -¡negativo!

Page 33: Cómo funciona la Covarianza

Estamos en condiciones demedir la separación de cada punto

respecto a la media, representando talseparación como el área de un rectángulo

Page 34: Cómo funciona la Covarianza

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calificación matemáticas

calif

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Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (6,6)

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SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 36: Cómo funciona la Covarianza

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calificación matemáticas

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ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (7,7)

Page 37: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 38: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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-3

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2

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calificación matemáticas

calif

ica

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sica

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (8,8)

Page 39: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 40: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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-2

-1

0

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2

3

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calificación matemáticas

calif

ica

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n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (9,9)

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SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 42: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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0

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3

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calificación matemáticas

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ica

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sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (10,10)

Page 43: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 44: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (4,4)

Page 45: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 46: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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-2

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0

1

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3

4

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calificación matemáticas

calif

ica

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n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (3,3)

Page 47: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 48: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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calificación matemáticas

calif

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n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (2,2)

Page 49: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 50: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

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-2

-1

0

1

2

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calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (1,1)

Page 51: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 52: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separación entre la media (5,5) y el punto (0,0)

Page 53: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 54: Cómo funciona la Covarianza

En total tenemos110 unidadespositivas dede superficie

Page 55: Cómo funciona la Covarianza

Que dividido entre11 observaciones

resulta en +10

Page 56: Cómo funciona la Covarianza

Pero...¿qué pasaría si los puntos

no formasen una recta perfecta?

Page 57: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

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1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

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6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 58: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Se percibemenos regularidad

que antes

Page 59: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 60: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 61: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 62: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

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calificación matemáticas

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Page 63: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

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10

calificación matemáticas

calif

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n fí

sica

Y también se observamenos regularidad en el diagrama de dispersión

Page 64: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

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2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

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ica

ció

n fí

sica

Ya no dibuja una línea recta perfecta

Page 65: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 66: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

x=2+ 3+ 4+ 4+ 5+ 6+ 6+ 7+ 7+ 8+ 10+ 10

12=6

La media delos valores de x

Page 67: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

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5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

se sitúa aquí

Page 68: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

Page 69: Cómo funciona la Covarianza

CalificaciónMatemáticas

CalificaciónFísica

Dato x y

0 2 1

1 3 3

2 4 2

3 4 4

4 5 4

5 6 4

6 6 6

7 7 4

8 7 6

9 8 7

10 10 9

11 10 10

y=1+ 3+ 2+ 4+ 4+ 4+ 6+ 4+ 6+ 7+ 9+ 10

12=5

La media delos valores de y

Page 70: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

se sitúa aquí

Page 71: Cómo funciona la Covarianza

¿Qué tan separados de la mediaestán ahora cada uno de los puntos?

Movamos de nuevo el punto de origenhasta la media para averiguarlo.

Page 72: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

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-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

De nuevo las coordenadas nos dicen

qué tan alejados estamos de la media

Page 73: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Y nuevamente haycuadrantes con

superficie positiva y otros con

superficie negativa

Page 74: Cómo funciona la Covarianza

Podemos ahora medir la separaciónde cada punto respecto a la media,

representada como la superficiede un rectángulo

Page 75: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (7,6)

Page 76: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 77: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Entre la media (6,5)y el punto (6,6)¡no hay área!

Page 78: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

Y por tantono se acumula

Page 79: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (8,7)

Page 80: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 81: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (10,9)

Page 82: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 83: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)y el punto (10,10)

Page 84: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 85: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (7,4)

Page 86: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 87: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Entre la media (6,5)y el punto (6,4)¡no hay área!

Page 88: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

Y por tantono se acumula

Page 89: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (5,4)

Page 90: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 91: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (3,4)

Page 92: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 93: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (3,3)

Page 94: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 95: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (4,2)

Page 96: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 97: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Área de separaciónentre la media (6,5)

y el punto (1,1)

Page 98: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

positivas

Page 99: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

Restamos lasáreas negativas

a las áreas positivas

Page 100: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

Page 101: Cómo funciona la Covarianza

En total tenemos71 unidades

positivasde superficie

Page 102: Cómo funciona la Covarianza

Que dividido entre12 mediciones

resulta en +5.916

Page 103: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Cuando formabauna recta perfecta

el resultado fue +10

Page 104: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sicaAl alejarse de

una recta perfectael resultado es +5.916

Page 105: Cómo funciona la Covarianza

¿Funcionará igual de bien,si los valores de una variabledecrecen respecto a la otra?

Page 106: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 107: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 108: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 109: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 110: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

¿A más horas de estudiole corresponderá

un menor número dereprobados?

Page 111: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Graficando los puntosen un diagrama de dispersión

se ven así

Page 112: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Los puntos se alineanformando una recta perfecta

de pendiente negativa

Page 113: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 114: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

x=0+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7+ 8+ 9+ 10

11=5

La media delos valores de x

Page 115: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Se sitúa aquí

Page 116: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

Page 117: Cómo funciona la Covarianza

Horasde Estudio

Número deReprobados

Dato x y

0 0 10

1 1 9

2 2 8

3 3 7

4 4 6

5 5 5

6 6 4

7 7 3

8 8 2

9 9 1

10 10 0

x=10+ 9+ 8+ 7+ 6+ 5+ 4+ 3+ 2+ 1

11=5

La media delos valores de y

Page 118: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Se sitúa aquí

Page 119: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

De nuevo las coordenadas nos dicen

qué tan alejados estamos de la media

Page 120: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Y nuevamente haycuadrantes con

superficie positiva ysuperficie negativa

Page 121: Cómo funciona la Covarianza

Podemos ahora medir la separaciónde cada punto respecto a la media,

representada como la superficiede un rectángulo

Page 122: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (4,6)

Page 123: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 124: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (3,7)

Page 125: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 126: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (2,8)

Page 127: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 128: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (1,9)

Page 129: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 130: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (0,10)

Page 131: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 132: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (6,4)

Page 133: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 134: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (7,3)

Page 135: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 136: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (8,2)

Page 137: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 138: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (9,1)

Page 139: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 140: Cómo funciona la Covarianza

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Área de separaciónentre la media (5,5)

y el punto (10,0)

Page 141: Cómo funciona la Covarianza

SUPERFICIESPOSITIVAS

SUPERFICIESNEGATIVAS

La acumulamosen las superficies

negativas

Page 142: Cómo funciona la Covarianza

En total tenemos110 unidades

negativasde superficie

Page 143: Cómo funciona la Covarianza

Que dividido entre11 observaciones

resulta en -10

Page 144: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Cuando formabauna recta perfecta

de pendiente positivael resultado fue +10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Page 145: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

Ahora que supendiente se hace negativa

el resultado es -100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

Page 146: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

+10 +5.166

-10Así que la magnitud

indica la fuerzade la dependencia

Page 147: Cómo funciona la Covarianza

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

horas de estudio

me

ro d

e r

ep

rob

ad

os

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

calificación matemáticas

calif

ica

ció

n fí

sica

+10 +5.166

-10Y el signo

indica el tipo deproporcionalidad:directa o inversa

Page 148: Cómo funciona la Covarianza

Ahora revisemos los pasosseguidos para obtener el resultado

Page 149: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y

1 2 1

2 3 3

3 4 2

4 4 4

5 5 4

6 6 4

7 6 6

8 7 4

9 7 6

10 8 7

11 10 9

12 10 10

Page 150: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y

1 2 1

2 3 3

3 4 2

4 4 4

5 5 4

6 6 4

7 6 6

8 7 4

9 7 6

10 8 7

11 10 9

12 10 10

m= 6 Calculamosx, la media de x

Page 151: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y

1 2 1

2 3 3

3 4 2

4 4 4

5 5 4

6 6 4

7 6 6

8 7 4

9 7 6

10 8 7

11 10 9

12 10 10

m= 6 5Calculamos

y, la media de y

Page 152: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y

1 2 1

2 3 3

3 4 2

4 4 4

5 5 4

6 6 4

7 6 6

8 7 4

9 7 6

10 8 7

11 10 9

12 10 10

m= 6 5

Page 153: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x

1 2 1 -4

2 3 3 -3

3 4 2 -2

4 4 4 -2

5 5 4 -1

6 6 4 0

7 6 6 0

8 7 4 +1

9 7 6 +1

10 8 7 +2

11 10 9 +4

12 10 10 +4

m= 6 5

Calculamosla anchurade cada

rectángulo:la diferencia

x - x

Page 154: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y

1 2 1

2 3 3

3 4 2

4 4 4

5 5 4

6 6 4

7 6 6

8 7 4

9 7 6

10 8 7

11 10 9

12 10 10

m= 6 5

Page 155: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y

1 2 1 -4 -4

2 3 3 -3 -2

3 4 2 -2 -3

4 4 4 -2 -1

5 5 4 -1 -1

6 6 4 0 -1

7 6 6 0 +1

8 7 4 +1 -1

9 7 6 +1 +1

10 8 7 +2 +2

11 10 9 +4 +4

12 10 10 +4 +5

m= 6 5

Calculamosla alturade cada

rectángulo:la diferencia

y - y

Page 156: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y

1 2 1 -4 -4

2 3 3 -3 -2

3 4 2 -2 -3

4 4 4 -2 -1

5 5 4 -1 -1

6 6 4 0 -1

7 6 6 0 +1

8 7 4 +1 -1

9 7 6 +1 +1

10 8 7 +2 +2

11 10 9 +4 +4

12 10 10 +4 +5

m= 6 5

Page 157: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y (x – x)(y - y)

1 2 1 -4 -4 +16

2 3 3 -3 -2 +6

3 4 2 -2 -3 +6

4 4 4 -2 -1 +2

5 5 4 -1 -1 +1

6 6 4 0 -1 0

7 6 6 0 +1 0

8 7 4 +1 -1 -1

9 7 6 +1 +1 +1

10 8 7 +2 +2 +4

11 10 9 +4 +4 +16

12 10 10 +4 +5 +20

m= 6 5

Calculamos la superficiede cada rectángulo:

anchura * altura

Page 158: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y (x – x)(y - y)

1 2 1 -4 -4 +16

2 3 3 -3 -2 +6

3 4 2 -2 -3 +6

4 4 4 -2 -1 +2

5 5 4 -1 -1 +1

6 6 4 0 -1 0

7 6 6 0 +1 0

8 7 4 +1 -1 -1

9 7 6 +1 +1 +1

10 8 7 +2 +2 +4

11 10 9 +4 +4 +16

12 10 10 +4 +5 +20

m= 6 5 Suma: 71

Calculamos la superficie total:la suma de las superficies de todos los rectángulos

Page 159: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y (x – x)(y - y)

1 2 1 -4 -4 +16

2 3 3 -3 -2 +6

3 4 2 -2 -3 +6

4 4 4 -2 -1 +2

5 5 4 -1 -1 +1

6 6 4 0 -1 0

7 6 6 0 +1 0

8 7 4 +1 -1 -1

9 7 6 +1 +1 +1

10 8 7 +2 +2 +4

11 10 9 +4 +4 +16

12 10 10 +4 +5 +20

m= 6 5 Suma: 71

Sxy= 5.916

La dividimos entre el número

total de observaciones

Page 160: Cómo funciona la Covarianza

Dato x y x - x y - y (x – x)(y - y)

1 2 1 -4 -4 +16

2 3 3 -3 -2 +6

3 4 2 -2 -3 +6

4 4 4 -2 -1 +2

5 5 4 -1 -1 +1

6 6 4 0 -1 0

7 6 6 0 +1 0

8 7 4 +1 -1 -1

9 7 6 +1 +1 +1

10 8 7 +2 +2 +4

11 10 9 +4 +4 +16

12 10 10 +4 +5 +20

m= 6 5 Suma: 71

Sxy= 5.916

Llamamos a esteresultado:

la covarianza

Page 161: Cómo funciona la Covarianza

Expresado en forma algebraica:

Page 162: Cómo funciona la Covarianza

S XY=(x1− x)( y1− y)+ (x2− x)( y2− y)+ ...+ (xn− x)( yn− y)

n

Page 163: Cómo funciona la Covarianza

Podemos abreviar esta expresiónmediante la notación de sumatoria:

Page 164: Cómo funciona la Covarianza

S XY=∑i=1

n

(x i− x)( y i− y )

n

Page 165: Cómo funciona la Covarianza

Y podemos simplificarsu cálculo como sigue:

Page 166: Cómo funciona la Covarianza

S XY=∑i=1

n

(x i y i)

n−( x y)

Page 167: Cómo funciona la Covarianza

Podemos programar nuestra computadora para que calcule

el valor de la covarianza de dos variables

Page 168: Cómo funciona la Covarianza

def media(x):        acum = 0        l = len(x)        for i in range(0,l):                acum = acum + x[i]        return float(acum) / l

def Covarianza(x, y):local acum, i, n, xm, ym, covarxm = media(x)ym = media(y)n = len(x)acum = 0for i in range(0, n):

acum = acum + (x[i] ­ xm) * (y[i] ­ ym)covar = float(acum) / nreturn covar

Page 169: Cómo funciona la Covarianza

x = [2,3,4,4,5,6,6,7,7,8,10,10]Y = [1,3,2,4,4,4,6,4,6,7, 9,10]

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