Situación real
¿A qué altitud empieza a helar?
Cuando la temperatura de una noche baja de 0 °C, el agua se congela: hay una helada, y puede dañar los cultivos de papa o de flores. El IDEAM publica la temperatura mínima media de cada capital, el promedio de la temperatura más baja de cada día.
Ninguna de las 14 capitales llega a 0 °C: la más fría de noche es Bogotá, con 8,33 °C. ¿Se puede usar una recta para saber a qué altitud llegaría? Sí, pero hay que decir cuándo la recta tiene datos que la respalden y cuándo ya no.
Fuente: IDEAM, Normales Climatológicas Estándar 1991–2020 de las capitales (taller de la sección 18.9 del libro «Matemáticas para un mundo sostenible»).
Dentro y fuera de los datos
Momento animado
La recta se sale de sus datos
Dale «Reproducir» y sigue el punto: primero dentro de los datos, después fuera.
- Capital
- Recta con datos
- Recta sin datos
Etapa 1 de 5 · Las noches
Altitud
—
datos de 2 a 2.710 m
Mínima predicha
—
r = −0,989
Antes de creerle a una predicción
Predecir es reemplazar en la recta . La cuenta es fácil; lo difícil es saber si el número sirve. Revisa que:
- la nube tenga forma de recta y esté cerca de 1;
- el valor de esté dentro del rango de los datos, o muy cerca: eso es interpolar. Usar la recta fuera de ese rango es extrapolar, y hace falta una razón (por ejemplo, física) para creer que la tendencia sigue;
- el caso que predices se parezca a los datos con los que se hizo la recta;
- digas con cuánto error: el error estándar cuenta cuánto se equivoca la recta con los datos que sí conoce.
Lista de la sección 18.4 del libro «Matemáticas para un mundo sostenible».
Laboratorio
¿Cuánto hace de noche a esa altitud?
Mueve la altitud y lee la mínima media que predice la recta de las 14 capitales. Fíjate si estás dentro o fuera de los datos.
- Capital
- Recta con datos
- Recta sin datos
Altitud
1.800 m
interpolación
Mínima predicha
14,2 °C
con respaldo de datos
A 1.800 m la recta predice 14,2 °C. Hay capitales más abajo y más arriba: es una interpolación, con el respaldo de los datos.
Ejemplo resuelto
¿A 1.500 m o a 4.000 m?
Con la recta de la temperatura media de las 14 capitales, ŷ = 28,35 − 0,00538x (x en metros), predice la temperatura media a 1.500 m y a 4.000 m. ¿Cuál de las dos predicciones es más confiable?
- 1
Reemplaza x = 1.500
Multiplica primero y después resta. - 2
¿Dónde cae 1.500 m?
Los datos van de 2 a 2.710 m, y hay capitales cerca, como Bucaramanga (1.189 m) y Medellín (1.492 m). Es una interpolación: con r ≈ −0,98 y residuos casi todos menores de 1,2 °C, la predicción es razonable. Medellín muestra que un lugar concreto se puede apartar unos 3 °C. - 3
Reemplaza x = 4.000
- 4
¿Dónde cae 4.000 m?
Casi 1.300 m por encima de Pasto, la estación más alta. Es una extrapolación: la física dice que el aire se sigue enfriando al subir, así que el valor es plausible, pero estos datos no lo pueden confirmar. - 5
Concluye
La de 1.500 m es más confiable. La de 4.000 m se puede decir, pero avisando que es una extrapolación.
Ejemplo de la sección 18.4 del libro «Matemáticas para un mundo sostenible».