Objetivo

Determinar y simular muestreos

Descripción

Con un conjunto de datos utilizar mecanismos de programación para determinar muestreos mediante técnicas de aleatorio simple, aleatorio sistemático, aleatorio estratificado y por conglomerados.

Sustento teórico

El propósito de la estadística inferencial consiste en determinar y conocer el comportamiento sobre una población a partir de una muestra.

Una muestra es una porción, una proporción o parte de la población de interés. En muchos casos, el muestreo resulta más accesible y sencillo que el estudio de toda la población. [@lind_estadistica_2015].

Por otra parte la importancia del muestreo como lo menciona [@anderson_estadistica_2008] es cuestión de minimizar costo de trabajo, recopilar información de una muestra es sustancialmente menor, que hacerlo de una población completa; especialmente cuando se deben realizar entrevistas personales para recopilar la información.

Finamente, los métodos de muestreo aleatorio y sin sesgos son muy importantes para realizar inferencias estadísticas válidas [@lind_estadistica_2015].

Muestreo aleatorio simple

Una muestra aleatoria simple de tamaño \(n\) de una población finita de tamaño \(N\) es una muestra seleccionada de manera que cada posible muestra de tamaño \(n\) tenga la misma probabilidad de ser seleccionada [@anderson_estadistica_2008].

De un cojunto de \(N\) elementos de una población, un muestreo aleatorio simple sería una especíe de rifa o tómbola para elegir de de entre los \(N\) total de población una cantidad de \(n\) número de la muestra.

Muestreo aleatorio sistemático

Se selecciona un punto aleatorio de inicio y posteriormente se elige cada k-ésimo miembro de la población [@lind_estadistica_2015].

Suele emplearse como alternativa al muestreo aleatorio simple, en especial cuando las poblaciones son grandes se lleva mucho tiempo tomar una muestra aleatoria simple en la que primero hay que hallar un número aleatorio y después contar o buscar en el marco el elemento correspondiente [@anderson_estadistica_2008].

El primer elemento se elige aleatoriamente, lo que permite suponer que una muestra sistemática tiene las propiedades de una muestra aleatoria simple. Esta suposición suele ser correcta cuando el marco es un ordenamiento aleatorio de los elementos de la población [@anderson_estadistica_2008]

Muestreo aleatorio estratificado

Cuando una población se divide en grupos a partir de ciertas características, el muestreo aleatorio estratificado garantiza que cada grupo o estrato se encuentre representado en la muestra [@lind_estadistica_2015].

[@anderson_estadistica_2008] describe el muestreo aleatorio estratificado en donde los elementos de la población primero se dividen en grupos, a los que se les llama estratos, de manera que cada elemento pertenezca a uno y sólo un estrato. La base para la formación de los estratos, que puede ser departamento, edad, tipo de industria, enre otros, está a discreción de la persona que diseña la muestra.

Por otra parte, para asegurar que la muestra sea una representación imparcial de las \(N\) observaciones, se debe determinar la frecuencia relativa y a partir de ahí generar las cantidad de muestra de cada estrato. [@lind_estadistica_2015].

Muestreo por conglomerados

La población se divide en conglomerados a partir de los límites naturales geográficos u otra clase. A continuación, estos se seleccionan al azar y se toma una muestra de forma aleatoria con elementos de cada grupo [@lind_estadistica_2015].

Desarrollo

Cargar librerías

library(dplyr)
library(mosaic)
library(readr)
library(ggplot2)  # Para gráficos
library(knitr)    # Para formateo de datos
library(fdth)     # Para tablas de frecuencias
library(leaflet)  # Para hacer mapas

Cargar datos

Cargar datos de nombres de personas

  • Se carga un conjunto de 100 nombres de personas con sus atributo de género y la actividad deportiva o cultura que practican,
  • Cargando un datos llamando a una función que construye los datos.
  • El argumento encoding significa que acepte acentos en los datos.
source("https://raw.githubusercontent.com/rpizarrog/Trabajos-en-R-AD2021/main/funciones/construir%20datos%20y%20funciones.r", encoding = "UTF-8")
kable(head(personas, 10), caption = "Los primeros diez registros de nombres en el conjunto dedatos")
Los primeros diez registros de nombres en el conjunto dedatos
nombres generos ajedrez beisbol tiro.arco pesas futbol softbol atletismo folklorico tahitiano teatro rondalla pantomima
JUAN M NO NO NO SI NO SI NO NO NO NO NO SI
JOSÉ LUIS M NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO
JOSÉ M NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO SI SI
MARÍA GUADALUPE F NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO SI SI
FRANCISCO M NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO
GUADALUPE F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
MARÍA F NO SI NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO
JUANA F NO NO NO NO SI NO NO SI NO NO NO NO
ANTONIO M NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
JESÚS M NO NO SI NO NO SI NO NO SI NO NO NO
kable(tail(personas, 10), caption = "Las útimos diez registros de nombres en el conjunto de datos")
Las útimos diez registros de nombres en el conjunto de datos
nombres generos ajedrez beisbol tiro.arco pesas futbol softbol atletismo folklorico tahitiano teatro rondalla pantomima
91 ANDREA F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI
92 ISABEL F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
93 MARÍA TERESA F NO SI NO NO SI NO NO SI NO NO NO NO
94 IRMA F SI SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
95 CARMEN F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
96 LUCÍA F NO SI NO SI NO NO NO SI NO NO SI SI
97 ADRIANA F NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO
98 AGUSTÍN M NO SI NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO
99 MARÍA DE LA LUZ F NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO
100 GUSTAVO M NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO

Cargar datos de alumnos

  • Se cargan os datos de alumnos inscritos en una Institución de educación superior en el semetre septiembre 2020 a enero 2021, con los atributos siguientes:

    • No de control (modificado y no real),
    • Número Consecutivo de alumno
    • Semestre que cursa
    • Créditos aprobados
    • Carga académica que cursa
    • Promedio aritmético
    • Carrera
alumnos <- read.csv("https://raw.githubusercontent.com/rpizarrog/Trabajos-en-R-AD2021/main/datos/datos%20alumnos.csv")

Simular muestreos

Muestreo aleatorio simple

  • Hay que encuestar a diez personas de 100 para hacerles alguna entrevista, ¿a quienes?
  • Con el conjunto de datos seleccionar 10 personas aleatoriamente con la función sample()
N <- nrow(personas)
n <- 10
muestra <- sample(personas$nombres, n)
kable(muestra, caption = "La muestra de personas")
La muestra de personas
x
DANIEL
JUAN MANUEL
MIGUEL
GUSTAVO
FRANCISCA
RAÚL
JUAN
LUCÍA
MARÍA TERESA
JORGE
  • Con el conjunto de datos alumnos, hay que encontrar a 100 alumnos, ¿A cuáles?
N <- nrow(alumnos)
n <- 100
registros <- sample(N, n) # Genera los números
muestra <- alumnos[registros, ]
kable(muestra, caption = "La muestra de alumnos")
La muestra de alumnos
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera
2700 2700 9 202 19 82.26 INDUSTRIAL
1164 1164 9 129 18 83.79 BIOQUIMICA
1469 1469 7 150 36 80.81 BIOQUIMICA
5645 5645 3 55 29 97.67 ADMINISTRACION
3227 3227 7 163 30 86.30 INDUSTRIAL
4973 4973 6 133 33 85.54 GESTION EMPRESARIAL
5866 5866 1 NA 27 0.00 ADMINISTRACION
1513 1513 6 67 34 78.60 BIOQUIMICA
4076 4076 7 144 32 88.52 MECATRONICA
2521 2521 9 222 23 86.40 ELECTRONICA
5624 5624 3 55 29 96.67 ADMINISTRACION
4985 4985 4 55 29 80.42 GESTION EMPRESARIAL
5075 5075 5 116 32 87.71 GESTION EMPRESARIAL
5041 5041 7 140 35 82.27 GESTION EMPRESARIAL
395 395 1 NA 27 0.00 SISTEMAS
3795 3795 4 66 29 86.47 MECATRONICA
5683 5683 1 NA 27 0.00 ADMINISTRACION
1577 1577 9 165 16 78.86 CIVIL
2306 2306 5 89 27 86.33 ELECTRICA
3510 3510 3 41 24 76.80 MECANICA
1415 1415 6 123 29 82.48 BIOQUIMICA
830 830 5 97 26 93.50 ARQUITECTURA
200 200 7 107 17 79.26 SISTEMAS
5484 5484 11 257 5 87.44 ADMINISTRACION
25 25 11 230 15 84.02 SISTEMAS
2596 2596 3 52 25 92.67 ELECTRONICA
3863 3863 1 NA 25 0.00 MECATRONICA
74 74 10 230 15 83.94 SISTEMAS
1933 1933 1 NA 27 0.00 CIVIL
1691 1691 4 75 32 84.19 CIVIL
2587 2587 5 90 20 83.50 ELECTRONICA
886 886 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
4827 4827 7 150 25 88.75 GESTION EMPRESARIAL
4756 4756 9 230 15 91.77 GESTION EMPRESARIAL
663 663 7 151 23 85.22 ARQUITECTURA
2503 2503 10 202 23 81.25 ELECTRONICA
4892 4892 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL
4549 4549 6 133 23 83.25 QUIMICA
308 308 4 83 29 91.00 SISTEMAS
2139 2139 6 143 30 84.77 CIVIL
1319 1319 7 124 34 83.15 BIOQUIMICA
5755 5755 4 84 29 87.44 ADMINISTRACION
5920 5920 7 169 23 89.14 ADMINISTRACION
3632 3632 1 NA 26 0.00 MECANICA
3546 3546 3 48 22 78.64 MECANICA
1619 1619 9 225 10 84.85 CIVIL
1632 1632 9 159 15 80.15 CIVIL
4890 4890 7 170 35 87.44 GESTION EMPRESARIAL
2090 2090 4 78 33 83.59 CIVIL
1764 1764 1 NA 27 0.00 CIVIL
612 612 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
1097 1097 7 139 24 84.62 ARQUITECTURA
796 796 7 116 34 81.12 ARQUITECTURA
240 240 2 27 28 92.33 SISTEMAS
1202 1202 1 NA 23 0.00 BIOQUIMICA
4673 4673 12 219 16 89.93 GESTION EMPRESARIAL
5370 5370 5 41 4 81.44 INFORMATICA
1901 1901 5 117 31 87.08 CIVIL
3696 3696 11 231 4 83.33 MECATRONICA
3370 3370 11 225 10 81.86 MECANICA
1197 1197 3 57 27 82.54 BIOQUIMICA
3032 3032 3 55 29 89.00 INDUSTRIAL
4867 4867 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL
1967 1967 1 NA 27 0.00 CIVIL
3638 3638 7 170 27 86.59 MECANICA
934 934 7 170 28 88.58 ARQUITECTURA
4100 4100 9 225 5 87.96 QUIMICA
5193 5193 6 138 33 86.21 GESTION EMPRESARIAL
5450 5450 10 262 10 88.60 ADMINISTRACION
1067 1067 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
3404 3404 10 172 18 81.13 MECANICA
4217 4217 12 225 10 78.46 QUIMICA
1449 1449 1 NA 23 0.00 BIOQUIMICA
2720 2720 9 202 24 82.28 INDUSTRIAL
5151 5151 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL
3110 3110 1 NA 27 0.00 INDUSTRIAL
1051 1051 6 127 24 88.19 ARQUITECTURA
4783 4783 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL
5643 5643 2 27 28 92.67 ADMINISTRACION
4482 4482 2 25 30 82.00 QUIMICA
4046 4046 1 NA 25 0.00 MECATRONICA
2183 2183 2 27 30 83.50 CIVIL
659 659 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
5318 5318 1 NA 26 0.00 TIC
2101 2101 2 23 25 80.80 CIVIL
1758 1758 4 80 34 85.94 CIVIL
2297 2297 5 94 33 84.77 ELECTRICA
3793 3793 7 128 31 84.46 MECATRONICA
822 822 3 48 32 90.45 ARQUITECTURA
352 352 8 176 32 80.47 SISTEMAS
3467 3467 3 42 32 82.30 MECANICA
443 443 7 160 34 90.34 SISTEMAS
241 241 5 112 25 91.63 SISTEMAS
4569 4569 3 51 30 88.64 QUIMICA
3456 3456 6 89 32 78.30 MECANICA
5534 5534 8 177 34 86.89 ADMINISTRACION
3666 3666 12 190 5 78.35 MECATRONICA
2155 2155 2 22 26 93.40 CIVIL
3527 3527 1 NA 26 0.00 MECANICA
1607 1607 10 231 4 83.15 CIVIL

3.2. Muestreo aleatorio sistemático

  • Con el conjunto de datos personas, iniciar en un valor aletorio e identificar los siguientes de 10 en 10 hasta tener diez personas.
N <- nrow(personas)
n = 10
saltos <- round(N / n, 0)
inicio <- round(sample(N, 1) / n, 0)
#inicio
cuales <- seq(from = inicio, to =N, by= saltos)
kable(personas[cuales, ], caption = "La muestra sistematizada de personas")
La muestra sistematizada de personas
nombres generos ajedrez beisbol tiro.arco pesas futbol softbol atletismo folklorico tahitiano teatro rondalla pantomima
6 GUADALUPE F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO
16 MARÍA DEL CARMEN F NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO
26 JAVIER F NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO SI NO
36 FRANCISCO JAVIER F SI NO NO NO NO NO NO SI NO NO SI NO
46 TERESA F NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO
56 YOLANDA F SI NO NO NO SI NO NO NO NO NO NO NO
66 VÍCTOR MANUEL M NO SI SI SI NO NO NO NO NO NO NO NO
76 MARÍA ISABEL F NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI
86 JOSÉ GUADALUPE M NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO NO SI
96 LUCÍA F NO SI NO SI NO NO NO SI NO NO SI SI
  • Con el conjunto de datos alumnos, hay que encontrar a 100 alumnos, ¿A cuáles?, bajo el muetreo sistematizado
N <- nrow(alumnos)
n = 100
saltos <- round(N / n, 0)
inicio <- round(sample(N, 1) / n, 0)
cuales <- seq(from = inicio, to =N, by= saltos)
kable(alumnos[cuales, ], caption = "La muestra de alumnos")
La muestra de alumnos
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera
40 40 9 217 18 92.00 SISTEMAS
99 99 1 NA 27 0.00 SISTEMAS
158 158 1 NA 27 0.00 SISTEMAS
217 217 1 NA 27 0.00 SISTEMAS
276 276 3 8 22 80.00 SISTEMAS
335 335 3 50 28 92.00 SISTEMAS
394 394 3 50 28 88.55 SISTEMAS
453 453 9 219 16 89.98 ARQUITECTURA
512 512 9 223 4 90.24 ARQUITECTURA
571 571 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
630 630 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
689 689 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA
748 748 6 117 33 86.38 ARQUITECTURA
807 807 3 48 32 89.82 ARQUITECTURA
866 866 6 142 28 88.53 ARQUITECTURA
925 925 4 80 30 93.39 ARQUITECTURA
984 984 6 120 28 85.59 ARQUITECTURA
1043 1043 2 26 26 88.33 ARQUITECTURA
1102 1102 3 52 28 88.33 ARQUITECTURA
1161 1161 9 247 11 90.62 BIOQUIMICA
1220 1220 5 81 34 85.44 BIOQUIMICA
1279 1279 3 52 30 97.92 BIOQUIMICA
1338 1338 4 77 22 80.47 BIOQUIMICA
1397 1397 4 77 28 85.71 BIOQUIMICA
1456 1456 6 118 34 84.35 BIOQUIMICA
1515 1515 5 99 26 86.86 BIOQUIMICA
1574 1574 12 230 5 79.42 CIVIL
1633 1633 11 206 29 79.65 CIVIL
1692 1692 8 193 27 80.38 CIVIL
1751 1751 7 175 24 87.25 CIVIL
1810 1810 5 109 30 82.48 CIVIL
1869 1869 3 57 24 90.83 CIVIL
1928 1928 5 100 19 80.00 CIVIL
1987 1987 5 101 28 83.71 CIVIL
2046 2046 8 150 33 81.77 CIVIL
2105 2105 8 178 30 79.41 CIVIL
2164 2164 1 NA 27 0.00 CIVIL
2223 2223 9 220 15 83.30 ELECTRICA
2282 2282 5 94 26 84.09 ELECTRICA
2341 2341 3 46 28 91.55 ELECTRICA
2400 2400 1 NA 24 0.00 ELECTRICA
2459 2459 1 NA 24 0.00 ELECTRICA
2518 2518 11 192 23 83.88 ELECTRONICA
2577 2577 3 52 25 87.67 ELECTRONICA
2636 2636 5 105 28 92.65 ELECTRONICA
2695 2695 9 226 4 85.18 INDUSTRIAL
2754 2754 5 93 34 83.29 INDUSTRIAL
2813 2813 5 98 32 83.41 INDUSTRIAL
2872 2872 7 156 36 84.71 INDUSTRIAL
2931 2931 2 27 24 82.83 INDUSTRIAL
2990 2990 9 235 10 84.96 INDUSTRIAL
3049 3049 2 27 24 81.50 INDUSTRIAL
3108 3108 8 123 34 82.50 INDUSTRIAL
3167 3167 2 27 28 88.33 INDUSTRIAL
3226 3226 1 NA 27 0.00 INDUSTRIAL
3285 3285 2 27 24 81.00 INDUSTRIAL
3344 3344 5 55 27 86.69 INDUSTRIAL
3403 3403 9 175 28 83.45 MECANICA
3462 3462 7 83 30 78.05 MECANICA
3521 3521 7 137 34 86.20 MECANICA
3580 3580 8 175 21 85.34 MECANICA
3639 3639 3 30 22 83.00 MECANICA
3698 3698 9 219 16 89.63 MECATRONICA
3757 3757 1 NA 25 0.00 MECATRONICA
3816 3816 5 108 30 86.71 MECATRONICA
3875 3875 4 67 23 79.07 MECATRONICA
3934 3934 3 53 27 86.50 MECATRONICA
3993 3993 8 151 27 79.53 MECATRONICA
4052 4052 5 110 24 85.17 MECATRONICA
4111 4111 9 224 6 91.26 QUIMICA
4170 4170 10 211 24 80.44 QUIMICA
4229 4229 3 36 30 89.25 QUIMICA
4288 4288 13 235 10 78.98 QUIMICA
4347 4347 7 138 24 85.07 QUIMICA
4406 4406 4 86 28 81.44 QUIMICA
4465 4465 9 214 21 89.05 QUIMICA
4524 4524 10 127 13 78.89 QUIMICA
4583 4583 7 150 22 86.16 QUIMICA
4642 4642 2 25 31 89.17 QUIMICA
4701 4701 9 230 5 94.75 GESTION EMPRESARIAL
4760 4760 9 215 20 87.38 GESTION EMPRESARIAL
4819 4819 3 54 28 87.08 GESTION EMPRESARIAL
4878 4878 3 54 28 87.42 GESTION EMPRESARIAL
4937 4937 7 167 33 88.00 GESTION EMPRESARIAL
4996 4996 3 54 28 95.33 GESTION EMPRESARIAL
5055 5055 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL
5114 5114 7 185 25 95.74 GESTION EMPRESARIAL
5173 5173 2 37 30 93.25 GESTION EMPRESARIAL
5232 5232 3 54 28 89.08 GESTION EMPRESARIAL
5291 5291 5 101 28 81.27 TIC
5350 5350 9 215 16 84.57 INFORMATICA
5409 5409 3 55 27 87.92 INFORMATICA
5468 5468 11 240 22 84.88 ADMINISTRACION
5527 5527 1 NA 27 0.00 ADMINISTRACION
5586 5586 1 NA 27 0.00 ADMINISTRACION
5645 5645 3 55 29 97.67 ADMINISTRACION
5704 5704 5 79 29 86.06 ADMINISTRACION
5763 5763 5 113 27 92.83 ADMINISTRACION
5822 5822 5 113 27 95.63 ADMINISTRACION
5881 5881 7 135 34 83.90 ADMINISTRACION

Muestreo aleatorio estratificado

  • Con el conjunto de datos de personas se trata de encontrar 10 , pero que sea representativa de acuerdo y conforme al género femenino y masculino.
  • ¿Cuál es la frecuencia relativa del género femenino?
  • ¿Cuál es la frecuencia relativa del género masculino?
  • Ambas frecuencias multiplicar por el tamaño de la muestra para garantizar imparcialidad en la muestra.
N <- nrow(personas)
n <- 10
femeninos  <- filter(personas, generos=='F')
masculinos <- filter(personas, generos=='M')
frfem <- nrow(femeninos) / N
frmas <- nrow(masculinos) / N
frfem 
## [1] 0.43
frmas 
## [1] 0.57
muestraFem <- sample(femeninos, n * frfem)
kable(muestraFem, caption = "La muestra de personas Femenino")
La muestra de personas Femenino
nombres generos ajedrez beisbol tiro.arco pesas futbol softbol atletismo folklorico tahitiano teatro rondalla pantomima orig.id
26 GLORIA F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO 26
36 ANDREA F NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO SI 36
39 IRMA F SI SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO 39
10 FRANCISCO JAVIER F SI NO NO NO NO NO NO SI NO NO SI NO 10
muestraMas <- sample(masculinos, n * frmas)
kable(muestraMas, caption = "La muestra de personas Masculino")
La muestra de personas Masculino
nombres generos ajedrez beisbol tiro.arco pesas futbol softbol atletismo folklorico tahitiano teatro rondalla pantomima orig.id
20 RAFAEL M NO NO NO NO NO NO NO SI NO NO NO NO 20
3 JOSÉ M NO SI NO SI NO NO NO NO NO NO SI SI 3
31 SERGIO M SI NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO 31
47 LUIS ÁNGEL M NO NO NO NO NO NO SI NO SI NO NO NO 47
46 RUBEN M NO SI NO NO NO NO NO NO NO NO SI NO 46
  • Simular muestreo estratificado por carreas de alumnos determinando las frecuencias relativas por medio de la función fdt_cat()
N <- nrow(alumnos)
n <- 100
tabla_frec <- data.frame(fdt_cat(alumnos$Carrera))
tabla_frec$muestra <-  round(tabla_frec$rf * n, 0)
kable(tabla_frec, caption = "Tabla de frecuencia de alumnos")
Tabla de frecuencia de alumnos
Category f rf rf... cf cf... muestra
INDUSTRIAL 707 0.1192444 11.924439 707 11.92444 12
ARQUITECTURA 675 0.1138472 11.384719 1382 23.30916 11
CIVIL 648 0.1092933 10.929330 2030 34.23849 11
GESTION EMPRESARIAL 585 0.0986676 9.866757 2615 44.10525 10
QUIMICA 568 0.0958003 9.580030 3183 53.68528 10
ADMINISTRACION 497 0.0838253 8.382527 3680 62.06780 8
SISTEMAS 452 0.0762355 7.623545 4132 69.69135 8
BIOQUIMICA 441 0.0743802 7.438016 4573 77.12936 7
MECATRONICA 432 0.0728622 7.286220 5005 84.41558 7
MECANICA 301 0.0507674 5.076741 5306 89.49233 5
ELECTRICA 280 0.0472255 4.722550 5586 94.21488 5
ELECTRONICA 161 0.0271547 2.715466 5747 96.93034 3
INFORMATICA 101 0.0170349 1.703491 5848 98.63383 2
TIC 81 0.0136617 1.366166 5929 100.00000 1
  • ¿Cuáles alumnos?
  • Sólo simular carreras de SISTEMAS Y CIVIL
N <- nrow(alumnos)
n <- 100
sistemas  <- filter(alumnos, Carrera =='SISTEMAS')
civil <- filter(alumnos, Carrera == 'CIVIL')
frsistemas <- nrow(sistemas) / N
frcivil <- nrow(civil) / N
frsistemas
## [1] 0.07623545
frcivil 
## [1] 0.1092933
muestrasistemas <- sample(sistemas, round(n * frsistemas, 0))
kable(muestrasistemas, caption = "La muestra de alumnos de Sistemas")
La muestra de alumnos de Sistemas
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera orig.id
130 130 4 87 33 87.89 SISTEMAS 130
335 335 3 50 28 92.00 SISTEMAS 335
142 142 3 36 23 89.13 SISTEMAS 142
199 199 1 NA 27 0.00 SISTEMAS 199
30 30 11 226 9 81.78 SISTEMAS 30
52 52 10 138 31 79.33 SISTEMAS 52
449 449 1 NA 27 0.00 SISTEMAS 449
414 414 6 137 28 84.87 SISTEMAS 414
muestracivil <- sample(civil, round(n * frcivil, 0))
kable(muestracivil, caption = "La muestra de alumnos de Civil")
La muestra de alumnos de Civil
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera orig.id
279 1847 5 122 30 86.00 CIVIL 279
639 2207 6 38 35 77.38 CIVIL 639
560 2128 6 118 34 78.44 CIVIL 560
616 2184 1 NA 27 0.00 CIVIL 616
226 1794 6 137 34 87.66 CIVIL 226
172 1740 5 113 30 88.63 CIVIL 172
441 2009 4 82 31 82.71 CIVIL 441
10 1578 10 205 25 81.95 CIVIL 10
337 1905 7 154 32 82.64 CIVIL 337
416 1984 6 133 30 86.79 CIVIL 416
163 1731 8 187 25 86.03 CIVIL 163

Muestreo por conglomerados

  • En un proceso de simulación, al conjunto de datos alumnos agregar tres columnas: la localidad, latitud y longitud
  • Primero cargar datos de localidades de Durango
N <- nrow(alumnos)
n <- 100
locdurangomx <- read.csv("https://raw.githubusercontent.com/rpizarrog/probabilidad-y-estad-stica/master/datos/locdurangomx.csv", encoding = "UTF-8")

Segundo por medio de función sample() generar cinco registros aleatorios de localidades y agregar un sexto registro de Victoria de Durango.

set.seed(1000)
localidades6 <- locdurangomx[sample(nrow(locdurangomx), 5), ]
localidades6 <- rbind(localidades6, locdurangomx[1,])
  • Tercero agregar las columnas: nombre de localidad, latitud y longitud al conjunto de datos alumnos con una probabilidad de que sean de Victoria de Durango del 60%.
  • Mostrar los primeros diez y últimos diez alumnos verificando las tres nuevas columnas.
registros <- locdurangomx[sample(localidades6$X, N, replace = TRUE, prob = c(.10, 0.12, 0.05, 0.07, 0.06, 0.60)),c("Nom_Loc", "Lat_Decimal", "Lon_Decimal")]
alumnos$localidad <- registros$Nom_Loc
alumnos$latitud <- registros$Lat_Decimal
alumnos$longitud <- registros$Lon_Decimal
kable(head(alumnos, 10), caption = "Los primeros diez registros de alumnos")
Los primeros diez registros de alumnos
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud
1 11 198 19 80.21 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715
2 11 235 10 84.33 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
3 9 235 10 95.25 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
4 9 226 19 95.00 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5 10 231 14 82.32 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
6 9 212 23 95.02 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715
7 12 221 10 79.06 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
8 9 226 9 92.47 SISTEMAS Los Fresnos 24.08339 -104.6095
9 9 231 4 91.08 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715
10 11 222 13 80.42 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
kable(tail(alumnos, 10), caption = "Las útimos diez registros de alumnos")
Las útimos diez registros de alumnos
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud
5920 5920 7 169 23 89.14 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5921 5921 5 109 26 87.83 ADMINISTRACION Los Fresnos 24.08339 -104.6095
5922 5922 3 55 29 92.83 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5923 5923 2 23 23 88.60 ADMINISTRACION Michel [Granja] 24.00545 -104.7152
5924 5924 2 27 28 92.83 ADMINISTRACION Las Brisas 23.97352 -104.5800
5925 5925 7 94 13 80.95 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5926 5926 5 103 32 92.68 ADMINISTRACION Las Aves 23.94883 -104.5715
5927 5927 4 79 34 86.18 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5928 5928 5 108 32 90.48 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702
5929 5929 7 169 32 92.33 ADMINISTRACION Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519
  • Cuarto encontrar frecuencias por localidad
N <- nrow(alumnos)
n <- 100
tabla_frec <- data.frame(fdt_cat(alumnos$localidad))
tabla_frec$muestra <-  round(tabla_frec$rf * n, 0)
kable(tabla_frec, caption = "Tabla de frecuencia de alumnos por localidad")
Tabla de frecuencia de alumnos por localidad
Category f rf rf... cf cf... muestra
Victoria de Durango 3564 0.6011132 60.111317 3564 60.11132 60
Las Brisas 691 0.1165458 11.654579 4255 71.76590 12
Las Aves 626 0.1055827 10.558273 4881 82.32417 11
Los Fresnos 431 0.0726935 7.269354 5312 89.59352 7
Microondas el Tecolote 329 0.0554900 5.548997 5641 95.14252 6
Michel [Granja] 288 0.0485748 4.857480 5929 100.00000 5
  • Quinto Determinar el porcentaje que le corresponde a cada conglomerado conforme a la frecuencia relativa.

  • ¿Cuáles alumnos?, de acuerdo al conglomerado o la localidad

  • Simular por las seis localidades

N <- nrow(alumnos)
n <- 100
loc1 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[1])
loc2 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[2])
loc3 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[3])
loc4 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[4])
loc5 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[5])
loc6 <- filter(alumnos, localidad == tabla_frec$Category[6])
frloc1 <- nrow(loc1) / N
frloc2 <- nrow(loc2) / N
frloc3 <- nrow(loc3) / N
frloc4 <- nrow(loc4) / N
frloc5 <- nrow(loc5) / N
frloc6 <- nrow(loc6) / N
muestraloc1 <- sample(loc1, round(n * frloc1, 0))
kable(muestraloc1, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[1] ))
La muestra de alumnos de Localidad Victoria de Durango
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
3462 5752 3 55 29 95.67 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3462
809 1354 7 167 34 86.40 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 809
3142 5197 8 195 25 87.88 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3142
2835 4694 9 230 15 92.17 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2835
995 1656 12 179 33 77.27 CIVIL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 995
2155 3520 1 NA 26 0.00 MECANICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2155
728 1220 5 81 34 85.44 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 728
818 1366 2 23 29 90.17 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 818
331 579 4 80 30 89.11 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 331
1484 2440 1 NA 24 0.00 ELECTRICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1484
3132 5184 3 60 29 84.85 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3132
798 1337 8 186 24 84.36 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 798
563 945 6 134 24 87.86 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 563
2751 4561 1 NA 25 0.00 QUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2751
565 949 2 26 26 87.67 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 565
511 853 2 24 22 87.00 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 511
2423 4009 2 25 28 80.67 MECATRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2423
587 981 5 110 32 89.50 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 587
2093 3423 7 102 30 80.91 MECANICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2093
3369 5597 8 207 27 93.09 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3369
1496 2461 7 150 28 82.79 ELECTRICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1496
807 1351 3 52 30 85.75 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 807
201 343 8 165 28 81.31 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 201
2947 4890 7 170 35 87.44 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2947
806 1348 7 164 32 91.03 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 806
433 739 1 NA 26 0.00 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 433
723 1212 7 165 36 86.37 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 723
1848 3020 3 55 29 92.15 INDUSTRIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1848
836 1394 2 23 29 86.83 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 836
2434 4023 1 NA 25 0.00 MECATRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2434
1435 2358 7 98 9 81.04 ELECTRICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1435
2522 4165 4 53 20 77.91 QUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2522
2978 4937 7 167 33 88.00 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2978
1518 2500 9 197 20 84.05 ELECTRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1518
518 866 6 142 28 88.53 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 518
180 307 2 27 28 77.00 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 180
3304 5480 9 228 24 86.23 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3304
3267 5413 1 NA 27 0.00 INFORMATICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3267
3521 5861 7 169 32 93.89 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3521
384 661 3 52 28 83.42 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 384
994 1654 10 171 32 78.42 CIVIL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 994
2699 4474 8 205 20 83.76 QUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2699
2453 4055 3 43 14 81.10 MECATRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2453
436 746 4 76 28 89.29 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 436
2038 3336 7 179 26 89.12 INDUSTRIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2038
3266 5409 3 55 27 87.92 INFORMATICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3266
3034 5033 3 50 28 94.45 GESTION EMPRESARIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3034
313 549 9 218 17 88.69 ARQUITECTURA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 313
1591 2620 3 47 23 86.91 ELECTRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1591
110 186 3 41 28 83.89 SISTEMAS Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 110
775 1297 3 52 30 87.00 BIOQUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 775
1858 3034 5 85 31 88.21 INDUSTRIAL Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1858
2421 4007 7 115 27 82.96 MECATRONICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2421
3421 5690 4 79 29 88.53 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3421
2561 4231 7 172 32 88.94 QUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2561
2165 3544 3 48 27 82.82 MECANICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2165
1345 2218 11 235 10 84.19 ELECTRICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 1345
3341 5545 7 145 29 85.77 ADMINISTRACION Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 3341
2500 4135 7 172 26 85.39 QUIMICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2500
2207 3613 3 52 24 85.50 MECANICA Victoria de Durango 24.02399 -104.6702 2207
muestraloc2 <- sample(loc2, round(n * frloc2, 0))
kable(muestraloc2, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[2] ))
La muestra de alumnos de Localidad Las Brisas
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
262 2268 10 216 14 83.80 ELECTRICA Las Brisas 23.97352 -104.58 262
631 5323 1 NA 26 0.00 TIC Las Brisas 23.97352 -104.58 631
344 2994 7 172 33 86.44 INDUSTRIAL Las Brisas 23.97352 -104.58 344
515 4348 5 114 30 89.92 QUIMICA Las Brisas 23.97352 -104.58 515
375 3182 2 27 24 83.00 INDUSTRIAL Las Brisas 23.97352 -104.58 375
271 2346 5 99 28 84.35 ELECTRICA Las Brisas 23.97352 -104.58 271
326 2814 7 163 35 84.35 INDUSTRIAL Las Brisas 23.97352 -104.58 326
678 5766 1 NA 27 0.00 ADMINISTRACION Las Brisas 23.97352 -104.58 678
321 2753 6 158 26 88.00 INDUSTRIAL Las Brisas 23.97352 -104.58 321
577 4882 3 32 31 84.43 GESTION EMPRESARIAL Las Brisas 23.97352 -104.58 577
391 3378 10 225 10 82.12 MECANICA Las Brisas 23.97352 -104.58 391
161 1305 1 NA 23 0.00 BIOQUIMICA Las Brisas 23.97352 -104.58 161
muestraloc3 <- sample(loc3, round(n * frloc3, 0))
kable(muestraloc3, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[3] ))
La muestra de alumnos de Localidad Las Aves
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
320 3085 5 NA 26 0.00 INDUSTRIAL Las Aves 23.94883 -104.5715 320
23 244 5 112 25 87.54 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715 23
121 1061 8 168 32 82.86 ARQUITECTURA Las Aves 23.94883 -104.5715 121
6 39 9 222 13 92.21 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715 6
439 4015 4 62 26 85.00 MECATRONICA Las Aves 23.94883 -104.5715 439
165 1448 7 174 27 87.08 BIOQUIMICA Las Aves 23.94883 -104.5715 165
462 4301 6 129 26 84.96 QUIMICA Las Aves 23.94883 -104.5715 462
41 390 5 107 30 80.26 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715 41
387 3641 5 57 23 78.85 MECANICA Las Aves 23.94883 -104.5715 387
366 3522 1 NA 26 0.00 MECANICA Las Aves 23.94883 -104.5715 366
34 306 4 87 33 93.26 SISTEMAS Las Aves 23.94883 -104.5715 34
muestraloc4 <- sample(loc4, round(n * frloc4, 0))
kable(muestraloc4, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[4] ))
La muestra de alumnos de Localidad Los Fresnos
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
310 4732 12 225 10 86.83 GESTION EMPRESARIAL Los Fresnos 24.08339 -104.6095 310
332 4974 8 205 30 88.56 GESTION EMPRESARIAL Los Fresnos 24.08339 -104.6095 332
356 5248 1 NA 27 0.00 GESTION EMPRESARIAL Los Fresnos 24.08339 -104.6095 356
325 4853 2 32 27 94.57 GESTION EMPRESARIAL Los Fresnos 24.08339 -104.6095 325
154 2243 10 226 9 82.25 ELECTRICA Los Fresnos 24.08339 -104.6095 154
388 5503 10 262 10 93.87 ADMINISTRACION Los Fresnos 24.08339 -104.6095 388
72 1152 11 108 17 78.00 BIOQUIMICA Los Fresnos 24.08339 -104.6095 72
muestraloc5 <- sample(loc5, round(n * frloc5, 0))
kable(muestraloc5, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[5] ))
La muestra de alumnos de Localidad Microondas el Tecolote
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
168 2935 5 104 34 86.39 INDUSTRIAL Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 168
133 2340 1 NA 24 0.00 ELECTRICA Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 133
62 1209 5 104 30 82.91 BIOQUIMICA Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 62
15 236 1 NA 27 0.00 SISTEMAS Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 15
294 5268 5 101 28 82.55 TIC Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 294
116 2138 5 99 33 84.43 CIVIL Microondas el Tecolote 24.05248 -104.8519 116
muestraloc6 <- sample(loc6, round(n * frloc6, 0))
kable(muestraloc6, caption = paste("La muestra de alumnos de Localidad ",tabla_frec$Category[6] ))
La muestra de alumnos de Localidad Michel [Granja]
Alumno Semestre Cr..Apr. Carga Promedio Carrera localidad latitud longitud orig.id
175 3554 3 52 31 86.33 MECANICA Michel [Granja] 24.00545 -104.7152 175
223 4555 6 133 23 83.14 QUIMICA Michel [Granja] 24.00545 -104.7152 223
119 2499 11 205 15 79.93 ELECTRONICA Michel [Granja] 24.00545 -104.7152 119
118 2495 3 51 28 92.50 ELECTRICA Michel [Granja] 24.00545 -104.7152 118
143 2977 8 201 28 83.67 INDUSTRIAL Michel [Granja] 24.00545 -104.7152 143
Visualizar con mapas
  • Cargar la librerías para mapas previamente
  • Usando los valores de latitud y longitud
map<-leaflet() %>%
  addTiles() %>%
  addMarkers(lat=localidades6$Lat_Decimal[1],lng=localidades6$Lon_Decimal[1] ,popup=localidades6$Nom_Loc[1]) %>%
   addMarkers(lat=localidades6$Lat_Decimal[2],lng=localidades6$Lon_Decimal[2] ,popup=localidades6$Nom_Loc[2]) %>%
   addMarkers(lat=localidades6$Lat_Decimal[3],lng=localidades6$Lon_Decimal[3] ,popup=localidades6$Nom_Loc[3]) %>%
   addMarkers(lat=localidades6$Lat_Decimal[4],lng=localidades6$Lon_Decimal[4] ,popup=localidades6$Nom_Loc[4]) %>%
   addMarkers  (lat=localidades6$Lat_Decimal[5],lng=localidades6$Lon_Decimal[5] ,popup=localidades6$Nom_Loc[5]) %>%
   addMarkers  (lat=localidades6$Lat_Decimal[6],lng=localidades6$Lon_Decimal[6] ,popup=localidades6$Nom_Loc[6])
# Mostrar el mapa 
map

Interpretación de tipos de muestreo

Existen dos tipos de muestreo que son el muestreo aleatorio o probabil