El resultado es2 bits. Los cuatro símbolos equiprobables alcanzan la cota log₂4.
EJERCICIO 2 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 2.
Un único símbolo de probabilidad uno tiene ¿qué entropía?
PISTA 1
Una pista
log1=0.
Un desarrollo posible.
La única probabilidad positiva es1; los símbolos imposibles, si se incluyen, contribuyen0 por la convención0log0=0.
El término restante es−1·log1=0, en cualquier base válida del logaritmo.
La entropía es0 porque la observación está determinada de antemano.
EJERCICIO 3 / 5Respuesta comprobable
Tu reto 3.
Cinco bits equilibrados independientes tienen ¿cuántos bits de entropía?
PISTA 1
Una pista
Suma una unidad por paso.
Un desarrollo posible.
Cada bit equilibrado tiene entropía1 bit.
La independencia conjunta hace que las2⁵=32 palabras tengan probabilidad1/32 y permite sumar las cinco entropías.
La entropía del bloque es log₂32=5 bits.
La tasa por bit observado sigue siendo1.
EJERCICIO 4 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 4.
Deriva H=log m para m símbolos equiprobables.
PISTA 1
Una pista
Sustituye pᵢ=1/m.
Un desarrollo posible.
Para m símbolos equiprobables, pᵢ=1/m para cada i=1,…,m.
La suma contiene m términos iguales: H=−m(1/m)log(1/m).
Simplifica m(1/m)=1 y usa log(1/m)=−log m; por tanto H=log m.
La base elegida determina la unidad: log₂m bits o ln m nats.
EJERCICIO 5 / 5Razonamiento · revisión personal
Tu reto 5.
Da un proceso con dos símbolos posibles pero tasa de entropía cero.
PISTA 1
Una pista
Repite para siempre el primer símbolo elegido.
Un desarrollo posible.
Elige Z∈{0,1} con probabilidades1/2 y define Xₙ=Z para todos los tiempos. El proceso es estacionario.
El bloque de longitud n solo puede ser00···0 o11···1, cada palabra con probabilidad1/2.
La entropía conjunta es1 bit para cualquier n≥1, aunque cada símbolo marginal también tenga1 bit.
La tasa es limₙ1/n=0: después de la primera observación, las siguientes no añaden incertidumbre. Este proceso tampoco es ergódico, pues la elección inicial define dos componentes invariantes.