Sumatoria (notación Σ)

Por el equipo de promedio.net · Actualizado el

La sumatoria es una notación abreviada para escribir la suma de muchos términos que siguen un patrón. Se representa con la letra griega sigma mayúscula, Σ, y aparece en casi todas las fórmulas de estadística: la media es Σxᵢ ÷ n, la varianza es Σ(xᵢ − x̄)² ÷ (n − 1), el promedio ponderado es Σwᵢxᵢ ÷ Σwᵢ. Saber leerla es la diferencia entre aplicar una fórmula de memoria y entender qué hace. La idea es simple: Σ dice «suma», lo que está debajo y arriba del símbolo dice desde dónde hasta dónde, y lo que está a la derecha dice qué sumar en cada paso.

Cómo se lee

Σi=1n xᵢ = x₁ + x₂ + … + xₙ

  1. El índice (aquí, i) es un contador. Puede llamarse i, j o k; la letra no cambia el resultado.
  2. El límite inferior (i = 1) es el primer valor del contador.
  3. El límite superior (n) es el último.
  4. El término general (xᵢ) es lo que se suma en cada paso, sustituyendo i por 1, 2, 3…
  5. Cuando los límites se omiten, como en «Σxᵢ», se entiende que la suma recorre todos los datos.

Propiedades que se usan todo el tiempo

PropiedadEscrituraEjemplo con n = 4
Sumar una constante n vecesΣ c = n · cΣ 5 = 20
Sacar una constanteΣ c·xᵢ = c · Σ xᵢΣ 3xᵢ = 3 Σ xᵢ
Separar una sumaΣ (xᵢ + yᵢ) = Σ xᵢ + Σ yᵢ—
Suma de los primeros n enterosΣ i = n(n + 1) ÷ 21 + 2 + 3 + 4 = 10

Lo que no se puede hacer: separar productos o cuadrados. Σ xᵢyᵢ no es (Σ xᵢ)(Σ yᵢ), y Σ xᵢ² no es (Σ xᵢ)².

Gracias a estas propiedades se demuestra, por ejemplo, que las desviaciones respecto a la media suman cero: Σ(xᵢ − x̄) = Σxᵢ − n·x̄ = n·x̄ − n·x̄ = 0.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: tres sumas distintas con los mismos datos

Datos: x₁ = 3, x₂ = 7, x₃ = 2, x₄ = 8, x₅ = 5.

  • Σ xᵢ = 3 + 7 + 2 + 8 + 5 = 25. La media es 25 ÷ 5 = 5.
  • Σ xᵢ² = 9 + 49 + 4 + 64 + 25 = 151.
  • (Σ xᵢ)² = 25² = 625.

151 y 625 son muy distintos: la posición del exponente importa. Combinando ambas se obtiene la suma de cuadrados de la varianza: Σxᵢ² − (Σxᵢ)² ÷ n = 151 − 625 ÷ 5 = 26.

Ejemplo 2: un término general con el índice

Calcula Σ (2i + 1) para i desde 1 hasta 4.

  • i = 1: 3. i = 2: 5. i = 3: 7. i = 4: 9.
  • Suma: 3 + 5 + 7 + 9 = 24.

Con propiedades: Σ(2i + 1) = 2·Σi + Σ1 = 2 × 10 + 4 = 24. Este segundo camino escala: para i de 1 a 100 da 2 × 5,050 + 100 = 10,200 sin escribir cien términos. La suma 1 + 2 + … + 100 = 5,050 es la que, según la anécdota, resolvió Gauss de niño emparejando el primero con el último.

Ejemplo 3: leer una tabla como sumatoria

En una tabla de frecuencias con valores xᵢ y frecuencias fᵢ, la fórmula Σfᵢxᵢ ÷ Σfᵢ indica: multiplica cada valor por su frecuencia, suma esos productos y divide entre la suma de frecuencias. Con valores 1, 2 y 3 y frecuencias 4, 5 y 1:

Cuándo no hace falta

Errores comunes

Si quieres practicar con la sumatoria aplicada a promedios, la guía de cómo sacar el promedio tiene ejercicios resueltos de todos los tipos.