Calculadora de tamaño de muestra para dos proporciones
Calcula n para comparar dos proporciones.
La proporción 1 debe estar entre 0 y 1 (exclusivo)
Ingrese las proporciones para calcular el tamaño de muestra requerido
¿Qué es el cálculo de tamaño de muestra para proporciones?
Al comparar dos tasas de éxito (tasas de conversión, tasas de curación, tasas de aprobación), necesitas suficientes sujetos para detectar de manera confiable una diferencia. Esta calculadora determina el tamaño de muestra para comparar dos proporciones.
Entrada:
- Proporción base (p₁)
- Proporción esperada después del tratamiento (p₂)
- Nivel de significancia (α)
- Potencia deseada
Salida: Tamaño de muestra requerido por grupo
La fórmula
Para una prueba z de dos proporciones con grupos iguales:
Donde es la proporción promedio.
Esto está simplificado para cálculo práctico—la calculadora maneja la complejidad.
Ejemplos prácticos
Ensayo clínico
"¿El nuevo tratamiento aumenta la tasa de curación del 60% al 75%?"
p₁ = 0,60, p₂ = 0,75, diferencia = 15 puntos porcentuales α = 0,05, potencia = 0,80
n ≈ 120 por grupo
Prueba A/B de marketing
"¿La nueva página de destino mejora la conversión del 4% al 5%?"
p₁ = 0,04, p₂ = 0,05, diferencia = 1 punto porcentual α = 0,05, potencia = 0,80
n ≈ 3.500 por grupo
Nota: Las diferencias absolutas pequeñas en proporciones cercanas a 0 o 1 requieren muestras muy grandes.
Investigación educativa
"¿La intervención mejora las tasas de aprobación del 70% al 80%?"
p₁ = 0,70, p₂ = 0,80, diferencia = 10 puntos porcentuales α = 0,05, potencia = 0,80
n ≈ 200 por grupo
Factores clave que afectan el tamaño de muestra
Proporción base
Las proporciones cercanas a 0,5 tienen máxima varianza, requiriendo muestras más grandes.
| Base | Objetivo | Diferencia | n por grupo |
|---|---|---|---|
| 50% | 60% | 10pp | 385 |
| 10% | 20% | 10pp | 197 |
| 90% | 95% | 5pp | 435 |
Misma diferencia absoluta, diferentes requisitos de muestra.
Tamaño del efecto (diferencia)
Diferencias más pequeñas requieren muestras más grandes:
| Diferencia | n por grupo (α=0,05, potencia=0,80) |
|---|---|
| 20pp (50% vs 70%) | 93 |
| 10pp (50% vs 60%) | 385 |
| 5pp (50% vs 55%) | 1.571 |
Potencia y nivel de significancia
| Potencia | α | Multiplicador vs línea base |
|---|---|---|
| 0,80 | 0,05 | 1,0× |
| 0,90 | 0,05 | 1,3× |
| 0,80 | 0,01 | 1,5× |
| 0,90 | 0,01 | 1,9× |
Estándares más altos requieren más sujetos.
Unilateral vs. bilateral
Bilateral (por defecto): Prueba si las proporciones difieren en cualquier dirección.
Unilateral: Prueba si p₂ > p₁ específicamente. Requiere menos sujetos pero solo es apropiado con fuerte justificación previa.
Asignación desigual
A veces los grupos desiguales tienen sentido:
- El control es barato, el tratamiento es costoso
- Restricciones éticas
- Limitaciones prácticas
Para razón de asignación r = n₂/n₁:
Óptimo para eficiencia: r = 1 (grupos iguales) Si r ≠ 1, la muestra total aumenta.
Consideraciones prácticas
Deserción
Planifica para abandonos:
n_reclutados = n_necesarios / (1 - tasa_deserción)
Conteos mínimos de celdas
Asegura que los éxitos y fracasos esperados cumplan los supuestos de la prueba:
- n × p ≥ 5
- n × (1-p) ≥ 5
Proporciones muy pequeñas o muy grandes pueden requerir pruebas exactas.
Agrupamiento
Si los sujetos no son independientes (estudiantes en aulas, pacientes en clínicas), las fórmulas estándar subestiman el n requerido. Aplica efectos de diseño.
Diferencia relativa vs. absoluta
Diferencia absoluta: p₂ - p₁ "Mejoró del 10% al 15%" = 5 puntos porcentuales de mejora
Diferencia relativa: (p₂ - p₁)/p₁ "50% de mejora relativa" (10% a 15%)
El tamaño de muestra depende de la diferencia absoluta. La misma mejora relativa requiere muestras muy diferentes dependiendo de la línea base:
- 1% a 1,5% (50% relativo): n ≈ 5.400 por grupo
- 40% a 60% (50% relativo): n ≈ 85 por grupo
Contexto histórico
Las fórmulas de tamaño de muestra para proporciones se desarrollaron junto con los marcos de prueba de hipótesis a principios del siglo XX.
Joseph Fleiss proporcionó fórmulas completas en su influyente libro de texto "Statistical Methods for Rates and Proportions" (1973).
El desarrollo de plataformas de pruebas A/B ha hecho estos cálculos rutinarios en desarrollo de productos y marketing.
Errores comunes
Usar relativo en lugar de absoluto
Una "mejora del 20%" podría significar 10% a 12% (2pp) o 50% a 60% (10pp). Clarifica cuál.
Ignorar variabilidad de la línea base
Las proporciones cercanas a 0 o 1 tienen menos espacio para moverse, afectando los cálculos.
No considerar pruebas múltiples
Si ejecutas muchas pruebas, ajusta para comparaciones múltiples o aumenta la potencia de cada prueba individual.
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Resumen
El tamaño de muestra para comparar proporciones depende de la tasa base, diferencia esperada, nivel de significancia y potencia. Las diferencias pequeñas y las proporciones cercanas al 50% requieren las muestras más grandes. La calculadora maneja la fórmula compleja, pero entender las entradas—tamaños del efecto realistas, niveles de significancia apropiados y potencia adecuada—es esencial para planificar estudios que puedan detectar diferencias significativas cuando existen.