Rango

Indagación Científica y Medición

El rango es la diferencia entre el valor más grande y el más pequeño de un conjunto de ensayos, una medida rápida de qué tan dispersos están los resultados.

Formula

\text{range} = \text{max} - \text{min}

Definition

El rango te dice qué tan dispersos están tus ensayos: resta la medición más pequeña de la más grande, $\text{range} = \text{max} - \text{min}$. En un laboratorio es la medida más simple de precisión, y informar la media junto con su rango le dice al lector cuánto variaron los ensayos individuales. Es la medida más burda de dispersión, ya que usa solo los dos valores extremos, crece con el tamaño de la muestra y un solo valor atípico la domina, así que sirve para una estimación rápida de precisión con pocos ensayos y para señalar datos inconsistentes, mientras que la desviación estándar se prefiere para conjuntos más grandes y un análisis formal de incertidumbre. La mitad del rango a veces se cita como una incertidumbre aproximada para muestras pequeñas.

Example

Las distancias de rodadura del carrito de $82$, $85$ y $84\ \text{cm}$ tienen un rango de $85 - 82 = 3\ \text{cm}$, así que los ensayos concuerdan bien. Los tiempos de disolución a $30^\circ\text{C}$ de $25$, $27$ y $26\ \text{s}$ tienen un rango de $2\ \text{s}$, mientras que los tiempos a $50^\circ\text{C}$ de $13$, $17$ y $12\ \text{s}$ tienen un rango de $5\ \text{s}$, así que los ensayos más calientes fueron menos consistentes, quizás porque el agua se enfrió durante las corridas. Cinco velocidades de carrito de $2.35$ a $2.44\ \text{m/s}$ tienen un rango de $0.09\ \text{m/s}$, una incertidumbre aproximada de $\pm 0.045\ \text{m/s}$ sobre una media de $2.40\ \text{m/s}$, y una velocidad de $2.55\ \text{m/s}$ en el siguiente ángulo queda bien fuera de esa banda.

Key Insight

Un rango pequeño significa que tu experimento es repetible; un rango grande significa que algo está cambiando entre ensayos y necesitas encontrarlo. Compara el rango con la diferencia entre condiciones: si dos temperaturas difieren en $12\ \text{s}$ y el rango dentro de cada una es de $2$ a $5\ \text{s}$, la diferencia es real, pero si el rango fuera de $15\ \text{s}$ no lo sería. El rango mide precisión, no exactitud; cinco ensayos pueden coincidir dentro de $0.01\ \text{m/s}$ y estar todos equivocados por $0.2\ \text{m/s}$ si el espaciado de las fotoceldas se midió incorrectamente.