Distribuciones de Bernoulli y binomial en Excel: eventos de sí o no y conteos de n intentos
En pocas palabras: una distribución de Bernoulli responde “¿ocurre o no?” con 1 o 0; una binomial responde “¿cuántos de n?”.
Una distribución de Bernoulli es un único evento de sí o no: un riesgo que ocurre (1) con probabilidad p o no ocurre (0), que en Excel se genera con =IF(RAND() < p, 1, 0). Una distribución binomial cuenta los éxitos entre n intentos independientes con la misma probabilidad y se genera con =BINOM.INV(n, p, RAND()). En un lote de 50 unidades con una tasa de defectos del 4 %, 2 unidades salen defectuosas en promedio, un lote sin defectos tiene una probabilidad de 13,0 % y uno con 5 o más, de 4,9 %.
Bernoulli: ¿ocurre o no?
Muchas incertidumbres de un modelo son eventos y no montos: un permiso se retrasa o no, un proveedor falla o no, un riesgo del registro ocurre o no. Una distribución de Bernoulli da 1 con probabilidad p y 0 en caso contrario. Si se multiplica por el impacto, resulta el costo del riesgo en cada iteración: =IF(RAND() < 0.3, 1, 0) * 500 vale 500 en alrededor del 30 % de las iteraciones y 0 en el resto.
| Celda | Fórmula | Valor |
|---|---|---|
| Número aleatorio u (I14) | =RAND() | |
| Valor aleatorio (J14) | =IF(I14<D14, | |
| Valor aleatorio en una sola celda | =IF(RAND()<D14, | |
| Media (K14) | =D14 | 0,3 |
| P10 (L14) | =BINOM.INV(1, | 0 |
| P90 (M14) | =BINOM.INV(1, | 1 |
Su media es p, así que el costo esperado de ese riesgo es 0,3 × 500 = 150. Pero ninguna iteración cuesta nunca 150: cada una cuesta 0 o 500. Poner probabilidad × impacto en un modelo como número fijo oculta justamente eso, y por eso un registro de riesgos así necesita una simulación para dimensionar su contingencia (véase el ejemplo del registro de riesgos). En las 10.000 iteraciones de xellstorm para esta fila, el riesgo ocurrió en el 30,0 % de ellas.
Binomial: ¿cuántos de n?
Se repite n veces, de forma independiente, la misma probabilidad de éxito o fracaso y se cuentan los éxitos: ese conteo es binomial. Unidades defectuosas en un lote, clientes de 200 que aceptan una oferta, días de lluvia en 20. Su media es n × p y su desviación estándar, √(n × p × (1 − p)): 2 y 1,39 para un lote de 50 con p = 0,04. Una Bernoulli es una binomial con n = 1.
Cómo leer el gráfico: cada barra es la proporción de los 10.000 lotes simulados con ese número de unidades defectuosas, y cada punto, la probabilidad exacta.
| Celda | Fórmula | Valor |
|---|---|---|
| Número aleatorio u (I15) | =RAND() | |
| Valor aleatorio (J15) | =BINOM.INV(D15, | |
| Valor aleatorio en una sola celda | =BINOM.INV(D15, | |
| Media (K15) | =D15*F15 | 2 |
| P10 (L15) | =BINOM.INV(D15, | 0 |
| P90 (M15) | =BINOM.INV(D15, | 4 |
Verifique los números: valores exactos frente a 10.000 valores simulados de Excel y de xellstorm
| Exacto | Excel, RAND() | xellstorm | |
|---|---|---|---|
| Media | 2 | 2,01 | 2,00 |
| Desviación estándar | 1,39 | 1,40 | 1,39 |
| P10 | 0 | 0 | 0 |
| P50 (mediana) | 2 | 2 | 2 |
| P90 | 4 | 4 | 4 |
Excel genera sus valores con RAND(), totalmente al azar; xellstorm reparte los suyos de manera uniforme a lo largo del rango (muestreo de hipercubo latino), por lo que sus estadísticas quedan más cerca de los valores exactos.
La distribución binomial en Excel
BINOM.DIST(k, n, p, FALSE)(DISTR.BINOM.N en Excel en español) es la probabilidad de exactamente k: dos unidades defectuosas en el lote tienen una probabilidad de 27,6 %. ConTRUEes la probabilidad de k o menos, así que=1-BINOM.DIST(4, 50, 0.04, TRUE)da la probabilidad de 5 o más: 4,9 %.BINOM.INV(n, p, probability)(INV.BINOM en Excel en español) responde la pregunta inversa: el menor conteo que no se supera con al menos la probabilidad indicada, es decir, un percentil. ConRAND()genera un conteo aleatorio:=BINOM.INV(D15,F15,RAND()). Atención al orden: la probabilidad va al final, a diferencia deNORM.INV. El nombre antiguo esCRITBINOM.
Con muchos intentos y una probabilidad pequeña, la binomial se parece a una distribución de Poisson con la misma media: un lote sin defectos tiene una probabilidad de 13,0 % con la binomial y de 13,5 % con una Poisson de media 2.
Cómo definir distribuciones de Bernoulli y binomial en xellstorm
- Convierta la celda en entrada y, en el paso Distribuciones, elija Bernoulli y escriba p, o Binomial y escriba n y p.
- Para un evento de riesgo, deje el impacto en una celda propia (un número fijo u otra entrada, como una PERT) y multiplique en el archivo: así la ocurrencia y el tamaño del riesgo quedan separados, y el análisis de sensibilidad muestra cuál de los dos determina el resultado.
- Con resultados históricos de 0 y 1, “Desde datos”, en el panel lateral, ajusta una Bernoulli; con conteos históricos de un n conocido, escriba n en “Binomial: número de intentos conocido” y vuelva a ajustar.
“Importar desde el archivo” convierte =IF(RAND() < p, 1, 0) en una entrada Bernoulli y =BINOM.INV(n, p, RAND()) en una binomial, y los modelos creados con complementos se convierten a partir de RiskBernoulli, VoseBernoulli, PsiBernoulli, RiskBinomial, VoseBinomial y PsiBinomial.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se simula en Excel si ocurre un riesgo?
Use =IF(RAND() < p, 1, 0), que devuelve 1 con probabilidad p, y multiplíquelo por el impacto del riesgo. Tras muchos recálculos, la proporción de unos se acerca a p. Use un RAND() distinto para cada riesgo, de modo que los riesgos ocurran de forma independiente.
¿Qué diferencia hay entre una distribución de Bernoulli y una binomial?
Una Bernoulli es un solo intento: el resultado es 0 o 1. Una binomial son n intentos independientes con la misma probabilidad, y el resultado es cuántos dieron 1, de 0 a n. Una Bernoulli es la binomial con n = 1.
¿Cómo se generan números aleatorios binomiales en Excel?
Use =BINOM.INV(n, p, RAND()): para un lote de 50 con una tasa de defectos del 4 %, =BINOM.INV(50, 0.04, RAND()). Cada recálculo da un nuevo número entero de 0 a n; su promedio se acerca a n × p = 2.
¿Binomial o Poisson?
Binomial cuando hay un número fijo de oportunidades, n, cada una con la misma probabilidad: el conteo no puede superar n. Poisson cuando los eventos pueden ocurrir cualquier número de veces en un período a una tasa promedio. Cuando n es grande y p pequeña, las dos dan casi la misma respuesta.
Relacionados
- Guía
¿Qué distribución de probabilidad debo usar? Guía para modelos Monte Carlo
Encuentre la distribución de probabilidad adecuada con dos preguntas: PERT, triangular, normal, lognormal, Weibull, Poisson, binomial, beta y más, con para qué sirve cada una y su fórmula de Excel. - Registro de riesgos
¿Cuánta contingencia necesita un registro de riesgos?
Probabilidad × impacto más probable suma 291; la pérdida media simulada es 359 y el promedio del peor 5 %, 1436 (miles de USD). Calcule la contingencia a partir de los peores resultados. - Guía
Distribución de Poisson en Excel: contar eventos y cuándo usar la binomial negativa
La distribución de Poisson cuenta eventos en un período con una tasa promedio conocida. POISSON.DIST, conteos de Poisson aleatorios en Excel sin función inversa y la binomial negativa para conteos más variables.
xellstorm es una herramienta de simulación Monte Carlo para modelos de Excel que funciona en el navegador: sin complemento, y el archivo nunca sale de su equipo.