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Calculadora de covarianza

Pega valores pareados de x e y y obtén la covarianza muestral (dividiendo entre n − 1) y la covarianza poblacional (dividiendo entre n), con una tabla de cada desviación y cada producto. La calculadora explica qué indica el signo, por qué el tamaño de una covarianza es difícil de interpretar por sí solo, y da también la r de Pearson. Gratis, sin registro.

Introducción de datos

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Introduce al menos dos pares (x, y) para calcular la covarianza.

Cómo usar la calculadora de covarianza

  1. 1. Introduce los pares. Escribe los valores de x y los de y como dos listas en el mismo orden, o cambia a una línea por par con el formato "x, y", cómodo para pegar dos columnas de una hoja de cálculo.
  2. 2. Comprueba el número. Ambas listas deben tener el mismo número de valores; cada x se empareja con la y que ocupa la misma posición.
  3. 3. Lee las dos covarianzas. Usa la covarianza muestral cuando tus datos son una muestra de una población más grande, que es el caso habitual en la investigación, y la covarianza poblacional cuando tus pares son toda la población.
  4. 4. Sigue la tabla. Cada fila muestra las dos desviaciones respecto de las medias y su producto; los productos suman el numerador de la fórmula.

La fórmula de la covarianza

La covarianza mide si dos variables se mueven juntas. Para cada par, toma cuánto se aleja x de su media y cuánto se aleja y de la suya, y multiplícalas. El producto es positivo cuando ambas están por encima de sus medias o ambas por debajo, y negativo cuando una está por encima y la otra por debajo. Promediar los productos da la covarianza:

Muestral

sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ÷ (n − 1)

Poblacional

σxy = Σ(x − μx)(y − μy) ÷ N

La versión muestral divide entre n − 1 por la misma razón que lo hace la varianza muestral: las desviaciones respecto de las medias muestrales resultan algo pequeñas, y n − 1 corrige ese sesgo. De hecho, la covarianza de una variable consigo misma es su varianza.

Ejemplo desarrollado

Cinco estudiantes indican sus horas de repaso (x) y sus notas de examen (y). Las medias son x̄ = 6 horas e ȳ = 75 puntos:

x (horas)y (nota)x − x̄y − ȳ(x − x̄)(y − ȳ)
265−4−1040
470−2−510
6720−30
8812612
108741248

Suma de los productos: 110.

Covarianza muestral = 110 ÷ (5 − 1) = 27,5; covarianza poblacional = 110 ÷ 5 = 22. Todos los productos son cero o positivos, así que el signo es claramente positivo: los estudiantes que repasaron más obtuvieron mejores notas. Si divides la covarianza entre la varianza de x, 10, obtienes también la pendiente de la recta de regresión: 2,75 puntos por cada hora adicional.

Por qué el tamaño de una covarianza es difícil de interpretar

La covarianza se mide en unidades de x por unidades de y; aquí, horas por puntos. Si registras el tiempo de repaso en minutos en lugar de en horas, la covarianza pasa de 27,5 a 1.650, aunque la relación no haya cambiado en nada. Así pues, el signo de una covarianza es significativo, pero su tamaño no dice si una relación es fuerte o débil, y no puedes comparar covarianzas entre estudios con unidades distintas.

La correlación resuelve esto dividiendo entre las dos desviaciones típicas: r = sxy ÷ (sx × sy) = 27,5 ÷ (3,1623 × 8,86) ≈ 0,98, tanto en horas como en minutos. Cuando quieras decir qué tan fuerte es la relación entre dos variables, informa de r —la Calculadora de correlación la da con su interpretación— y reserva la covarianza para las fórmulas que la necesitan, como las pendientes de regresión y la varianza de una cartera de inversión.

Preguntas frecuentes

¿Qué indica la covarianza?
Indica la dirección de la relación lineal entre dos variables. Una covarianza positiva significa que tienden a subir juntas; una negativa, que una tiende a bajar cuando la otra sube; y un valor cercano a cero, que no hay un patrón lineal. Su tamaño depende de las unidades, así que no mide la fuerza.
¿En qué se diferencian covarianza y correlación?
La correlación es la covarianza reescalada por las dos desviaciones típicas, lo que la vuelve adimensional y la confina entre −1 y +1. La covarianza tiene el mismo signo que la correlación pero puede tener cualquier tamaño, así que solo la correlación puede compararse entre conjuntos de datos o leerse como débil o fuerte.
¿Debo usar la covarianza muestral o la poblacional?
Usa la covarianza muestral, dividiendo entre n − 1, cuando tus datos son una muestra y quieres estimar la relación en una población más grande, lo que casi siempre ocurre en la investigación. Usa la covarianza poblacional, dividiendo entre n, solo cuando tienes a todos los miembros de la población. Las funciones de Excel COVARIANZA.M y COVARIANZA.P (en la versión en inglés, COVARIANCE.S y COVARIANCE.P) hacen la misma distinción.
¿Puede ser negativa la covarianza?
Sí. Una covarianza negativa significa que los valores por encima de la media de una variable tienden a darse junto con valores por debajo de la media de la otra, como ocurre con las horas de pantalla y las horas de sueño, por ejemplo. No tiene límite de tamaño ni por arriba ni por abajo.
¿Una covarianza de cero significa que las variables son independientes?
No. Una covarianza nula significa que no hay relación lineal. Las variables pueden estar fuertemente relacionadas de forma curva —y = x² en un rango simétrico alrededor de cero es el caso clásico— y aun así tener una covarianza exactamente igual a cero. Las variables independientes siempre tienen covarianza cero.
¿Cómo se relaciona la covarianza con la pendiente de regresión?
La pendiente de mínimos cuadrados de y sobre x es la covarianza dividida entre la varianza de x: b = covarianza(x, y) ÷ varianza(x). En el ejemplo desarrollado eso da 27,5 ÷ 10 = 2,75 puntos por hora, la misma pendiente que informa la herramienta Linear Regression Calculator para esos datos.

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