Máximo de decimales: 6; Al más cercano; empates alejándose de cero
Decisión
No se rechaza H₀
Estadístico χ²
3,8
Grados de libertad
5
Valor crítico
11,0705
Menor frecuencia esperada
20
No se rechaza H₀ con α = 0.05. Si todas las categorías fueran equiprobables, un resultado al menos tan extremo aparecería con probabilidad 0.5786. El valor p no es la probabilidad de que H₀ sea verdadera, y no rechazar H₀ no demuestra que sea verdadera: la muestra puede ser demasiado pequeña para detectar un efecto real. La mayor contribución procede de la categoría 1 (observado 15, esperado 20).
Área del valor p bajo χ² con 5 grados de libertad
Contribución a χ² por categoría; etiquetas: observado / esperado (azul: por encima; naranja: por debajo)
Frecuencias observadas, esperadas y contribución a χ² Filas: 6
Categoría
Observada
Esperada
(O − E)²/E
1
15
20
1,25
2
22
20
0,2
3
18
20
0,2
4
25
20
1,25
5
17
20
0,45
6
23
20
0,45
Cómo se calcula S
Hipótesis
H₀: todas las categorías tienen la misma probabilidad. H₁: al menos una difiere.
Frecuencias esperadas
Ei=N∑wwi⇒E=(20,20,20,20,20,20)
Estadístico
χ2=∑E(O−E)2=1.25+0.2+0.2+1.25+0.45+0.45=3.8
Grados de libertad
ν=k−1−m=5
Valor p
p=P(χ52≥3.8)=0.57855529
Decisión
p>α=0.05
No se rechaza H₀
De forma equivalente, compara χ² con el valor crítico 11.0705.
Acerca de Calculadora de la prueba chi-cuadrado
La prueba chi-cuadrado de Pearson compara las frecuencias observadas con las que predice una hipótesis: χ² = Σ(O − E)²/E. En bondad de ajuste, las frecuencias esperadas proceden de proporciones iguales o indicadas; hay k − 1 grados de libertad, menos uno por cada parámetro estimado con los datos. En independencia, cada celda de la tabla de contingencia tiene E = total de fila × total de columna ÷ total general, y los grados de libertad son (r − 1)(c − 1).
Permite estudiar si un dado es equilibrado o si una preferencia depende de la región. Las 120 tiradas iniciales (15, 22, 18, 25, 17, 23) dan χ² = 3,8 con 5 grados de libertad y p = 0,579. El estadístico queda muy por debajo del valor crítico 11,07 para α = 0,05, por lo que las frecuencias son compatibles con un dado equilibrado.
La aproximación χ² necesita frecuencias esperadas suficientemente grandes, orientativamente de 5 o más. La V de Cramér, entre 0 y 1, mide la intensidad de la asociación en una tabla.
Cómo calcular el estadístico chi-cuadrado
La chi-cuadrado de Pearson compara las frecuencias observadas O con las esperadas E: χ² = Σ (O − E)² ÷ E. Un dado equilibrado lanzado 120 veces debería dar 20 veces cada cara, así que las frecuencias 15, 22, 18, 25, 17 y 23 dan χ² = 3,8 con 5 grados de libertad y p = 0,579: no hay evidencia de que el dado esté trucado. Son los valores iniciales de la calculadora.
A mano:
Frecuencia esperada por cara: 120 ÷ 6 = 20.
Contribuciones (O − E)² ÷ E: 1,25; 0,2; 0,2; 1,25; 0,45 y 0,45.
Suma: χ² = 3,8.
Grados de libertad: 6 categorías − 1 = 5.
Se compara con el valor crítico al 5 % para 5 grados de libertad, 11,07, o se lee el valor p de la cola superior, 0,579.
Solo cuenta la cola superior, porque una χ² grande indica un mal ajuste. Un dado equilibrado daría frecuencias al menos así de desiguales en un 58 % aproximado de los experimentos de 120 tiradas.
Cómo obtener las frecuencias esperadas
En la bondad de ajuste, cada frecuencia esperada es el total multiplicado por la proporción que la hipótesis asigna a la categoría: Eᵢ = N × pᵢ. Las 556 plantas de guisante de Mendel, contrastadas con la proporción 9:3:3:1, esperan 312,75; 104,25; 104,25 y 34,75.
Las observadas, 315, 108, 101 y 32, dan χ² = 0,470 con 3 grados de libertad y p = 0,925: un ajuste muy cercano a la proporción.
En un contraste de independencia, cada casilla espera E = total de la fila × total de la columna ÷ total general (NIST).
Sea una tabla con las filas 42, 33, 25 y 28, 37, 35: los totales de fila son 100 y 100, los de columna 70, 70 y 60, y N = 200.
Las dos primeras columnas esperan entonces 100 × 70 ÷ 200 = 35 en cada fila, y la tercera 100 × 60 ÷ 200 = 30. Las seis contribuciones suman χ² = 4,695 con 2 grados de libertad, así que p = 0,0956: con α = 0,05, filas y columnas son compatibles con la independencia.
Grados de libertad y valores críticos
Bondad de ajuste: gl = k − 1 − m para k categorías, donde m es el número de parámetros estimados con los datos, como 1 al ajustar la media de una Poisson.
Independencia: gl = (filas − 1) × (columnas − 1), es decir, 2 en una tabla de 2×3 y 1 en una de 2×2.
Los valores críticos al 5 % para 1, 2, 3 y 5 grados de libertad son 3,841; 5,991; 7,815 y 11,070 (NIST).
Cuándo es válida la aproximación chi-cuadrado
El valor p procede de una aproximación para muestras grandes que necesita frecuencias esperadas suficientemente altas. La regla de Cochran (1954) pide que ninguna frecuencia esperada sea menor que 1 y que no más del 20 % sean menores que 5. La calculadora muestra la menor frecuencia esperada para comprobarlo.
La regla se refiere a las frecuencias esperadas, no a las observadas: un 0 observado no es problema si su frecuencia esperada es 5 o más. Cuando la regla no se cumple, agrupa las categorías poco pobladas o, en una tabla de 2×2, usa la prueba exacta de Fisher.
El estadístico es el de Pearson sin la corrección por continuidad de Yates. Cada observación debe caer en una sola casilla, y las observaciones deben ser independientes.
Por qué la prueba necesita recuentos y no porcentajes
χ² crece en proporción al tamaño de la muestra. Un reparto 60/40 contrastado con partes iguales da:
6 y 4 de 10: χ² = 0,4, p = 0,527
60 y 40 de 100: χ² = 4, p = 0,0455
600 y 400 de 1000: χ² = 40, p menor que 0,000001
Introducir porcentajes equivale a tratar cualquier muestra como si tuviera exactamente 100 observaciones. Con las razones esperadas ocurre lo contrario: admiten cualquier escala, de modo que las razones 3:2:5 y 0,3:0,2:0,5 producen las mismas frecuencias esperadas.
V de Cramér: ¿qué intensidad tiene la asociación?
Un valor p pequeño indica que existe una asociación; la V de Cramér indica su intensidad, de 0 a 1: V = √(χ² ÷ (N × min(r − 1, c − 1))). La tabla de 2×2 con 20, 30 y 30, 20 tiene χ² = 4 con N = 100, así que V = 0,2.
Cohen (1988) considera pequeños, medianos y grandes los valores 0,1; 0,3 y 0,5 en una tabla de 2×2. La tabla de 2×3 anterior tiene V = 0,153. V no indica el sentido de la asociación ni dice nada sobre la causa.
Ejemplos de prueba chi-cuadrado
Escenario
Estadístico χ²
Valor p
Predeterminado
3,800000
0,578555
Dos categorías
4,000000
0,045500
Mendel
0,470024
0,925426
Independencia
4,695238
0,095597
Dos por dos
4,000000
0,045500
«Predeterminado» son las 120 tiradas del dado y «Dos categorías», 60 y 40 frente a partes iguales. «Mendel» son los guisantes frente a 9:3:3:1, «Independencia» la tabla de 2×3 y «Dos por dos» la tabla con 20, 30 y 30, 20.
Cómo introducir los datos
Las frecuencias son números enteros iguales o mayores que 0. Una tabla lleva una fila por línea, con las casillas separadas por espacios o comas.
Los totales quedan fuera. Una fila o columna de totales cuenta cada observación dos veces.
Las razones esperadas necesitan un valor positivo por categoría. En ese campo, los decimales se escriben con punto (0.3) porque la coma separa valores.
Cada parámetro estimado resta un grado de libertad, y debe quedar al menos 1.
Errores que cambian la conclusión
Contar varias veces al mismo sujeto. Tres respuestas de cada una de 40 personas no son 120 observaciones independientes.
Tomar un valor p grande como prueba. Con 120 tiradas es fácil no detectar un sesgo moderado, así que p = 0,579 significa que no hay evidencia de sesgo, no que el dado sea equilibrado.
Contrastar después cada casilla por separado. Las mayores contribuciones muestran dónde está la desviación, pero tratar cada casilla como una prueba independiente aumenta los falsos positivos.
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: χ² a mano: Σ(O − 20)²/20 = 76/20; p mediante la expresión cerrada A&S 26.4.4 para ν impar; χ²₀.₉₅,₅ = 11,070 (tabla χ²)
Guisantes de Mendel frente a 9:3:3:1
Prueba
Bondad de ajuste
Frecuencias observadas
315 108 101 32
Distribución esperada
Razones o frecuencias indicadas
Razones o frecuencias esperadas
9 3 3 1
Nivel de significación α
0,05
Estadístico χ²
0,470024
Grados de libertad
3
Valor p
0,925426
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: caso clásico de manual (χ² ≈ 0,47, p ≈ 0,93)
Tabla 2×2
Prueba
Independencia
Tabla de contingencia
20 30
30 20
Nivel de significación α
0,05
Estadístico χ²
4
Grados de libertad
1
Valor p
0,0455
V de Cramér
0,2
Fuente de comprobación: Comprobación del ejemplo: todas las E = 25, χ² = 4·25/25 = 4; p = erfc(√2) = 0,0455003; V = √(4/100)
Tabla 2×3 (valores iniciales)
Prueba
Independencia
Tabla de contingencia
42 33 25
28 37 35
Nivel de significación α
0,05
Estadístico χ²
4,695238
Grados de libertad
2
Valor p
0,095597
Fuente de comprobación: p = e^(−χ²/2) para ν = 2 (A&S 26.4.5)
Preguntas
¿Qué significa el valor p de chi-cuadrado?
Es la probabilidad de un estadístico χ² al menos tan grande como el observado si se cumple la hipótesis nula, por ejemplo un dado equilibrado o variables de fila y columna independientes. Para las tiradas iniciales, p = 0,579: un dado equilibrado produciría frecuencias al menos tan desiguales en aproximadamente el 58 % de los experimentos de 120 tiradas. Un valor p grande no demuestra que el dado sea equilibrado; una muestra pequeña puede no detectar un sesgo real.
¿Cuál es la frecuencia esperada mínima para una prueba chi-cuadrado?
La regla de Cochran (1954) pide que ninguna frecuencia esperada sea inferior a 1 y que como máximo el 20 % de las celdas esté por debajo de 5. Si no se cumple, considera un método exacto o de simulación, o combina categorías solo si tiene sentido sustantivo; para una tabla 2×2 puede usarse la prueba exacta de Fisher. La regla se refiere a frecuencias esperadas, no observadas: un 0 observado no es un problema si su frecuencia esperada es 5 o mayor. Aquí aparece un aviso cuando alguna frecuencia esperada es menor que 5.
¿Cómo se calculan los grados de libertad de una prueba chi-cuadrado?
Para bondad de ajuste, gl = k − 1 − m, donde k es la cantidad de categorías y m, los parámetros estimados con los datos; un dado de seis caras da 5. Para independencia, gl = (filas − 1) × (columnas − 1): 2 para una tabla 2×3 y 1 para una 2×2. Los valores críticos al 5 % con 1, 2 y 5 grados de libertad son 3,841, 5,991 y 11,070.
¿Qué es la V de Cramér?
V = √(χ² / (N × (min(r, c) − 1))) transforma χ² en una medida de asociación entre 0 y 1, normalizada por el tamaño de muestra. El ejemplo 2×2, con χ² = 4 y N = 100, da V = 0,2. Cohen (1988) usa 0,1, 0,3 y 0,5 como referencias de efectos pequeños, medianos y grandes para tablas 2×2; en tablas mayores los umbrales son inferiores.
¿Puedo introducir porcentajes en lugar de frecuencias?
No. χ² crece proporcionalmente con el tamaño de muestra: los mismos porcentajes procedentes de 1000 observaciones dan un χ² diez veces mayor que con 100. Introducir porcentajes trata la muestra como si tuviera exactamente 100 casos y da un valor p incorrecto para cualquier otro tamaño. En cambio, las razones esperadas admiten cualquier escala: 9 3 3 1 se normaliza al total observado.
Abramowitz & Stegun, Handbook of Mathematical Functions, §26.4 (χ² probability function)
Verificado con las referencias
Esta calculadora incluye 5 ejemplos resueltos con respuestas de fuentes independientes. Forman parte del conjunto de pruebas y también puedes ejecutarlos aquí.
Pon esta calculadora en tu sitio
Pega esto donde quieras que aparezca la calculadora. Su uso es gratuito, se mantiene al día con las correcciones que hacemos aquí y el crédito que aparece debajo enlaza con la versión completa, para que tus lectores puedan consultarla.