Calculadora de valor crítico (z*)

Encuentra z* para cualquier nivel de confianza.

Selección rápida

Valores comunes: 90%, 95%, 99%

Valor crítico (z*)
±1.96
Alfa (α)
0.05
Confianza
95%
Tipo de cola
Bilateral

Distribución normal estándar

-3.7-3.1-2.5-1.9-1.3-0.7-0.10.40.91.41.92.42.93.43.9
Las líneas rojas indican los valores críticos (regiones de rechazo)

Regla de decisión

Rechazar H₀ si z < -1.96 o z > 1.96

Calculation Steps

  1. 1.
    Calcular el nivel de significancia
    α = 1 - 0.95 = 0.05
    α = 0.05
  2. 2.
    Determinar el tipo de cola
    Bilateral: α/2 en cada cola
    Área en cada cola: 0.025
  3. 3.
    Calcular el valor crítico
    z = Φ⁻¹(1 - α/2) = Φ⁻¹(0.975)
    z* = ±1.96

Valores z comunes (bilateral)

Confianzaαz*
90%0.1±1.645
95%0.05±1.960
99%0.01±2.576
99.9%0.001±3.291
Formula
z = Φ⁻¹(p)

¿Qué es un valor z crítico?

Un valor z crítico (z*) es el número de desviaciones estándar desde la media que corresponde a un nivel de confianza o nivel de significancia específico. Para 95% de confianza, z* = 1,96—significando que el 95% de la distribución normal estándar cae dentro de ±1,96 desviaciones estándar.

Los valores críticos son los umbrales que determinan la significancia estadística y los límites del intervalo de confianza.

Valores z críticos comunes

Nivel de confianzaz* bilateralz* unilateral
90%1,6451,282
95%1,9601,645
99%2,5762,326
99,9%3,2913,090

Estos valores son fundamentales para la inferencia estadística y vale la pena memorizarlos.

Bilateral vs. unilateral

Bilateral

Usado cuando se prueba cualquier diferencia (podría ser positiva o negativa):

  • 95% de confianza: 2,5% en cada cola
  • z* = 1,96 (el valor con 2,5% arriba)

Ejemplo: "¿Es la media diferente de 100?"

Unilateral

Usado cuando se prueba en una dirección específica:

  • 95% de confianza: 5% en una cola
  • z* = 1,645 (el valor con 5% arriba)

Ejemplo: "¿Es la media mayor que 100?"

Aplicaciones

Intervalos de confianza

El margen de error usa z∗z^*:

MOE=z∗×EEMOE = z^* \times EE

Para IC 95%: MOE=1,96×EEMOE = 1,96 \times EE

Prueba de hipótesis

Compara tu estadístico de prueba con z*:

  • Si |z| > z*, rechaza la hipótesis nula
  • Si |z| < z*, no rechaces

Control de calidad

Los gráficos de control establecen límites en ±3σ (z* = 3), capturando el 99,7% de la variación normal.

Planificación de encuestas

Los cálculos de tamaño de muestra usan z* para el nivel de confianza deseado.

Encontrando valores z desde la distribución normal

La distribución normal estándar N(0,1) tiene:

  • Media = 0
  • Desviación estándar = 1
  • Área total = 1

Para un nivel de confianza bilateral del 95%:

  1. Encontrar α = 1 - 0,95 = 0,05
  2. Dividir: α/2 = 0,025 en cada cola
  3. Encontrar z donde P(Z > z) = 0,025
  4. z* = 1,96

La Calculadora de distribución normal puede encontrar estos valores.

Desarrollo histórico

Los valores críticos surgieron del trabajo sobre la distribución normal.

Carl Friedrich Gauss (1777-1855) desarrolló la distribución normal para errores de medición. Su trabajo estableció los fundamentos matemáticos.

Ronald Fisher y Jerzy Neyman formalizaron las pruebas de hipótesis en las décadas de 1920-30, estableciendo el rol de los valores críticos en la toma de decisiones.

Antes de las computadoras, los estadísticos dependían de tablas impresas de valores críticos. La tabla z era una herramienta esencial para cualquiera que hiciera trabajo estadístico.

z* vs. t*

z (esta calculadora):*

  • Usar con muestras grandes (n ≥ 30)
  • Usar cuando σ poblacional es conocida (raro)
  • Asume distribución normal

t (Calculadora de valor crítico t*):*

  • Usar con muestras pequeñas
  • Usar cuando σ poblacional es desconocida
  • Considera la incertidumbre extra de estimar σ

Para muestras grandes, z* y t* son casi idénticos. Para muestras pequeñas, t* es más grande (produciendo intervalos de confianza más anchos).

La regla práctica de 1,96

z* = 1,96 para 95% de confianza aparece constantemente:

  • IC 95% ≈ estimación ± 2 × EE (aproximando 1,96 como 2)
  • Esta regla de "±2 EE" da cálculos mentales rápidos

Ejemplo: Media = 50, EE = 3 IC 95% ≈ 50 ± 6 = (44, 56)

Más allá de valores comunes

Para niveles de confianza no estándar:

Nivel de confianzaz*
80%1,282
85%1,440
92%1,751
98%2,326

Esta calculadora encuentra z* para cualquier nivel de confianza.

Relación con valores p

Los valores críticos y los valores p son dos caras de la misma moneda:

Enfoque de valor crítico: Si |z| > 1,96, rechaza H₀ a α = 0,05

Enfoque de valor p: Si p < 0,05, rechaza H₀

Siempre dan la misma conclusión.

Convenciones de nivel de significancia

α = 0,05 (95% de confianza): Más común en ciencias sociales. Se volvió estándar en parte debido a la influencia de Fisher.

α = 0,01 (99% de confianza): Más conservador. Común en algunas ciencias físicas.

α = 0,10 (90% de confianza): Menos conservador. A veces usado para análisis preliminar.

Estas son convenciones, no leyes de la naturaleza. Elige α basándote en los costos de errores Tipo I vs. Tipo II.

Comparaciones múltiples

Al hacer muchas comparaciones, ajusta z*:

Corrección de Bonferroni: Usa α/m donde m = número de comparaciones

Para 5 comparaciones a 95% de confianza general:

  • α ajustado = 0,05/5 = 0,01 por comparación
  • z* = 2,576 en lugar de 1,96

Esto controla la tasa de error familiar.

Cálculos relacionados

Resumen

Los valores z críticos son los umbrales de la distribución normal estándar que determinan los límites del intervalo de confianza y las decisiones de pruebas de hipótesis. El más importante es z* = 1,96 para 95% de confianza—significando que el 95% de la distribución normal cae dentro de ±1,96 desviaciones estándar. Para muestras pequeñas o desviación estándar poblacional desconocida, usa t* en su lugar. Entender los valores críticos es fundamental para interpretar intervalos de confianza y pruebas estadísticas.