Tablero de Galton

Del azar local a la curva universal

Un tablero lleno de clavos y una bola cayendo. En cada clavo, la bola gira a la izquierda o a la derecha por puro azar. Pero lanza miles de bolas... y emerge orden del caos: la campana de Gauss. Esta simulación te permite ver en tiempo real cómo la aleatoriedad microscópica genera patrones macroscópicos predecibles.

Triángulo de Pascal → Coeficientes binomiales → Campana de Gauss

¿Qué Observarás?

Conceptos Clave

Distribución Binomial

Cada bola hace n decisiones binarias (izq/der). El número total de giros a la derecha sigue B(n,p).

Teorema Central del Límite

La suma de muchas variables aleatorias independientes converge a una distribución normal, sin importar la distribución original.

Media y Varianza

La media μ = np indica dónde se centra la campana. La varianza σ² = np(1-p) indica su dispersión.

Ley de los Grandes Números

Con más bolas, la frecuencia relativa de cada contenedor se acerca a su probabilidad teórica.

Las Ecuaciones

Probabilidad Binomial
P(k giros derecha en n clavos) = C(n,k) × p^k × (1-p)^(n-k)
C(n,k) son los coeficientes binomiales: las filas del Triángulo de Pascal.
Parámetros de la Distribución
μ = n × p σ² = n × p × (1 - p) σ = √(n × p × (1 - p))
Con p = 0.5, la media está en el centro (n/2) y la varianza es máxima (n/4).
Aproximación Normal (n grande)
f(x) = (1 / σ√(2π)) × e^(-(x-μ)²/2σ²)
La función de densidad de probabilidad de la curva normal (campana de Gauss).

De Binomial a Normal

Binomial B(n, p)

P(X = k) = C(n,k) p^k (1-p)^(n-k)

Discreta: k = 0, 1, 2, ..., n

Normal N(μ, σ²)

f(x) = (1/σ√2π) e^(-(x-μ)²/2σ²)

Continua: x ∈ (-∞, +∞)

Cuando n es suficientemente grande (típicamente n ≥ 30, o np ≥ 5 y n(1-p) ≥ 5), la distribución binomial se aproxima muy bien por la normal con los mismos μ y σ.

El Efecto de la Probabilidad

Sesgo Izquierdo
p = 0.2
Campana desplazada a la izquierda
Simétrico
p = 0.5
Campana centrada, varianza máxima
Sesgo Derecho
p = 0.8
Campana desplazada a la derecha

Experimenta

Experimento 1: Convergencia a la Normal

  1. Configura 10 filas de clavos y p = 0.5
  2. Activa "Curva normal teórica"
  3. Lanza 100 bolas y observa el histograma irregular
  4. Añade +1000 bolas y ve cómo se suaviza
  5. Compara el histograma con la curva rosa: ¿cuántas bolas necesitas para un buen ajuste?

Experimento 2: Sesgo y Desplazamiento

  1. Reinicia y pon p = 0.3
  2. Lanza 500 bolas y observa dónde se centra la campana
  3. Anota la media mostrada y compárala con μ = 10 × 0.3 = 3
  4. Cambia a p = 0.7 y reinicia
  5. Observa que la campana es ahora un reflejo de la anterior (media ≈ 7)

Experimento 3: Efecto del Número de Filas

  1. Pon p = 0.5 y configura 4 filas de clavos
  2. Lanza 500 bolas: el histograma será muy discreto (5 barras)
  3. Cambia a 20 filas y reinicia
  4. Lanza 500 bolas: ahora hay 21 barras y la curva es más suave
  5. Más filas = mejor aproximación a la continua

Experimento 4: Varianza y Dispersión

  1. Con n = 10, prueba p = 0.5: σ² = 10 × 0.5 × 0.5 = 2.5
  2. Ahora prueba p = 0.1: σ² = 10 × 0.1 × 0.9 = 0.9
  3. Compara visualmente la anchura de las campanas
  4. La varianza es máxima cuando p = 0.5 (simetría perfecta)

Contexto Histórico

1654

Pascal y Fermat intercambian cartas fundando la teoría de probabilidad. El Triángulo de Pascal codifica los coeficientes binomiales.

1733

Abraham de Moivre descubre que la binomial se aproxima a una curva en forma de campana para n grande.

1809

Gauss publica "Theoria Motus" introduciendo la distribución normal para el análisis de errores astronómicos.

1877

Sir Francis Galton construye el primer "quincunx" (tablero de Galton) para demostrar visualmente el Teorema Central del Límite.

1901

Karl Pearson formaliza la estadística moderna, usando la distribución normal como piedra angular.

Conexiones Interdisciplinarias

🎲

Monte Carlo π

Los métodos Monte Carlo también revelan patrones estadísticos emergentes del azar

🔬

Movimiento Browniano

El camino aleatorio de una bola es una versión discreta del movimiento browniano

🧬

Genética Poblacional

Las frecuencias alélicas en poblaciones pequeñas fluctúan como las bolas en el tablero

📊

Control de Calidad

Los gráficos de control usan la distribución normal para detectar procesos fuera de límites

🌡️

Física Estadística

La distribución de velocidades de Maxwell también es gaussiana

💹

Finanzas

El modelo Black-Scholes asume que los retornos logarítmicos siguen una normal

Para Explorar Más