Calculadora de correlación punto-biserial
Correlación entre variables binarias y continuas.
Ingrese los datos continuos y dicotómicos para calcular la correlación
Usa la correlación punto-biserial cuando quieras medir qué tan fuertemente una agrupación de sí/no se relaciona con una medición numérica. Por ejemplo, ¿se relaciona el género con las puntuaciones de exámenes? ¿La membresía en el grupo de tratamiento predice el tiempo de recuperación? Esto te da un coeficiente de correlación que cuantifica la fuerza y dirección de la relación entre tu variable de dos categorías y tu variable continua.
¿Qué es la correlación punto-biserial?
La correlación punto-biserial () mide la relación entre una variable binaria (dicotómica) y una variable continua.
Pregunta respondida: "¿Hay una relación entre la membresía de grupo y un resultado continuo?"
Rango: -1 a +1
- Positivo: Valores más altos asociados con el grupo codificado-1
- Negativo: Valores más altos asociados con el grupo codificado-0
- Cero: Sin relación
Cuándo usar
Escenarios comunes
- Masculino/femenino y puntuaciones de exámenes
- Tratamiento/control y presión arterial
- Aprobado/reprobado y horas de estudio
- Sí/no y mediciones continuas
Relación con otras pruebas
La correlación punto-biserial es matemáticamente equivalente a:
- Prueba t de muestras independientes (mismo valor p)
- Correlación de Pearson con variable binaria codificada 0/1
La fórmula
Donde:
- = media de la variable continua para el grupo 1
- = media de la variable continua para el grupo 0
- = desviación estándar de la variable continua (todos los datos)
- = tamaños de muestra para cada grupo
- = tamaño de muestra total
Fórmula equivalente
Donde p = proporción en el grupo 1.
Ejemplo de cálculo
Datos: Tratamiento (1) vs Control (0) y puntuaciones de reducción de dolor
| Sujeto | Grupo | Reducción de dolor |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 15 |
| 2 | 1 | 18 |
| 3 | 1 | 22 |
| 4 | 1 | 20 |
| 5 | 0 | 8 |
| 6 | 0 | 12 |
| 7 | 0 | 10 |
| 8 | 0 | 11 |
Paso 1: Calcular medias de grupos
Paso 2: Calcular DE general
Todos los valores: 15, 18, 22, 20, 8, 12, 10, 11 Media = 14,5, DE = 4,96
Paso 3: Calcular correlación
Interpretación: Correlación positiva fuerte—el grupo de tratamiento tiene mucha mayor reducción de dolor.
Prueba de significancia
Enfoque de prueba t
Con gl = n - 2.
Relación con prueba t independiente
El valor p de punto-biserial es igual al valor p de la prueba t independiente sobre los mismos datos.
Interpretación del tamaño del efecto
| || | Interpretación | |------------|----------------| | 0,10 | Pequeño | | 0,30 | Mediano | | 0,50 | Grande |
Estos se alinean con las convenciones de Cohen para coeficientes de correlación.
Relación con la d de Cohen
Y conversamente:
Para nuestro ejemplo: → (efecto muy grande)
Punto-biserial vs. correlación biserial
| Aspecto | Punto-biserial | Biserial |
|---|---|---|
| Naturaleza de variable binaria | Verdaderamente dicotómica | Continua artificialmente dicotomizada |
| Fórmula | Estándar | Ajustada para normalidad asumida |
| Ejemplo | Masculino/Femenino | Aprobado/Reprobado de puntuación continua |
| Valor máximo | < 1 | Puede exceder 1 |
| Uso | Más común | Especializado (análisis de ítems de pruebas) |
Usa punto-biserial para variables naturalmente dicotómicas.
Coeficiente de determinación
Del ejemplo:
La membresía de grupo explica 74% de la varianza en reducción de dolor.
Supuestos
Variable dicotómica
Una variable debe ser binaria (solo dos categorías).
Variable continua
La otra variable debe ser aproximadamente continua.
Normalidad
Para pruebas de significancia, la variable continua debe ser aproximadamente normal dentro de cada grupo.
Homogeneidad de varianza
Varianzas iguales en ambos grupos (para pruebas de significancia válidas).
Independencia
Las observaciones son independientes.
Aplicaciones
Análisis de ítems
Correlacionar puntuaciones de ítems (correcto/incorrecto) con puntuaciones totales de prueba para evaluar discriminación del ítem.
| ítem-total | Interpretación |
|---|---|
| ≥ 0,40 | Excelente discriminación |
| 0,30 - 0,39 | Buena |
| 0,20 - 0,29 | Aceptable |
| < 0,20 | Pobre—considera revisar |
Investigación clínica
Relación entre grupo de tratamiento y resultados.
Psicología
Asociación entre categorías binarias (ej., diagnóstico) y medidas continuas.
Educación
Diferencias de género en rendimiento de exámenes.
Intervalo de confianza
Usa la transformación z de Fisher:
\text{IC 95% para } z_r = z_r \pm 1,96 \times EE_z
Transforma de vuelta a la escala de correlación.
Reportando resultados
Formato APA:
"Hubo una correlación punto-biserial positiva fuerte entre la condición de tratamiento y la reducción de dolor, = ,86, IC 95% [,54, ,96], p < ,001."
Con tamaño del efecto:
"La correlación punto-biserial entre membresía de grupo (tratamiento vs. control) y puntuaciones de reducción de dolor fue = ,86 (IC 95%: ,54-,96), indicando un efecto grande (d de Cohen = 3,36). El grupo de tratamiento (M = 18,75, DE = 2,99) mostró significativamente mayor reducción de dolor que el grupo de control (M = 10,25, DE = 1,71), t(6) = 4,72, p = ,003."
Errores comunes
Usar con variables politómicas
Punto-biserial requiere exactamente dos grupos. Para múltiples categorías, usa eta u otras medidas.
Ignorar tamaños de grupo desiguales
El máximo posible disminuye con grupos desiguales. Con división 90/10, el máx || ≈ 0,6.
Confundir con biserial
Punto-biserial es para variables naturalmente dicotómicas; biserial asume continuidad subyacente.
No verificar supuestos
La violación de normalidad u homogeneidad afecta las pruebas de significancia.
Valor máximo posible
Con tamaños de grupo desiguales:
Donde p = proporción en el grupo más pequeño y φ es la densidad normal estándar.
Implicación: Con grupos muy desiguales, incluso separación perfecta da < 1.
Relación con otras estadísticas
Con el estadístico F
Con eta-cuadrado
Para dos grupos:
Con omega-cuadrado
Contexto histórico
La correlación punto-biserial se ha usado desde principios del siglo XX, particularmente en medición educativa y psicológica. Se convirtió en estándar en análisis de ítems para pruebas, donde indica qué tan bien un ítem discrimina entre personas de alto y bajo rendimiento.
Cálculos relacionados
- Correlación de Pearson — Dos variables continuas
- Correlación de Spearman — Correlación basada en rangos
- Prueba t de dos muestras — Prueba de hipótesis equivalente
- Calculadora de d de Cohen — Tamaño del efecto relacionado
Resumen
La correlación punto-biserial mide la relación entre una variable binaria y una variable continua. Varía de -1 a +1 y es matemáticamente equivalente a la correlación de Pearson cuando la variable binaria está codificada 0/1. La prueba de significancia da el mismo valor p que una prueba t independiente. Usa guías de interpretación de 0,1/0,3/0,5 para efectos pequeños/medianos/grandes. Las aplicaciones incluyen análisis de ítems en pruebas, evaluación de efecto del tratamiento y estudios de comparación de grupos. Reporta la correlación, intervalo de confianza y valor p.