En rechazo generábamos la evidencia y a veces no coincidía. La ponderación por verosimilitud, o LW, la fija desde el principio. Ese cambio necesita una compensación: cada ronda lleva un peso. Vamos a construir el algoritmo general, justificarlo y después repetir las diez rondas de lluvia sin saltarnos ninguna cuenta.
Si necesitas repasar:
1. Inferir es responder una pregunta que puede no estar en una fila
Una red bayesiana combina un DAG y tablas locales para definir una conjunta. Cada CPT describe un nodo dados sus padres; las raíces tienen su propia distribución. La consulta puede ir en otra dirección o reunir varias observaciones.
Si la consulta ya está observada, esa parte queda fijada. El método resulta útil para variables no observadas, cuyo estado todavía no sabemos.
Una consecuencia observada
En A→S se conoce S=Sí y se pregunta si A=Sí.
Consulta
A sigue incierta.
Evidencia
S se ha observado y se mantiene en Sí.
Dirección
La CPT daba S dado A; para preguntar A dado S necesitamos inferencia.
No se invierte la barra copiando una fila.
También cuenta la probabilidad inicial de A y la otra forma de obtener S Sí.
Una respuesta ya fijada
Se observa S=Sí y se pregunta si S=Sí.
Supuesto
La evidencia tiene probabilidad positiva.
Grupo
Todos los casos de ese grupo tienen S Sí.
Resultado
La respuesta es uno; para S No sería cero.
No hace falta estimar la parte ya conocida.
La consulta interesante queda en los nodos que no se fijaron como evidencia.
2. Aproximamos la cuenta, no cambiamos la consulta
La enumeración suma todos los estados ocultos y es exacta para el modelo finito. Puede ser costosa: n bits tienen 2 ⁿ configuraciones completas. Muestrear trabaja con las rondas que podamos generar sin enumerarlas todas.
Una estimación finita puede variar entre ejecuciones. Aproximar no cambia el significado de probabilidad, ni convierte las tablas en datos aprendidos a partir de esas rondas. La exactitud del modelo y el error de muestreo son asuntos diferentes.
Un espacio de estados grande
Contar estados completos de 25 variables binarias.
Regla
Cada nueva variable duplica las posibilidades.
Cantidad
2²⁵=33554432.Elección
Podemos estimar con menos rondas, aceptando variación y revisando sus pesos.
El número de muestras no tiene por qué igualar todos los estados.
Menos trabajo no garantiza precisión sin comprobar la estimación.
Un resultado finito no sustituye al modelo
Dos ejecuciones dan 0,76 y 0,83 para una posterior exacta 0,80.
Comparar
Los errores son −0,04 y +0,03.
Interpretar
La definición de la consulta sigue siendo la misma.
Revisar
Comparamos generación, tamaño y concentración de pesos, sin ajustar las CPT para forzar 0,80.
La variación pertenece al procedimiento de aproximación.
Una referencia exacta pequeña sirve para comprobar una implementación.
3. Fijar la evidencia evita contradicciones, pero cambia la generación
Rechazo sorteaba todos los nodos y eliminaba rondas incompatibles con E=e. LW fija los observados en e y sortea los demás. Así no genera estados contradictorios en esos nodos, pero tampoco está muestreando directamente la conjunta original.
El peso compensa los factores retirados al fijar la evidencia. Una ronda ya no aporta necesariamente una unidad. Evitar rechazos no significa haber generado muestras directas de la posterior.
Cambiar una operación concreta
En L→M, observar M=Sí.
Rechazo
Se sorteaba M usando la fila de L y podía salir No.
LW
Se escribe M=Sí sin usar un uniforme para M.Compensación
Se conserva la probabilidad de ese Sí en la fila como factor del peso.
La CPT observada sigue siendo necesaria.
Fijar un estado sin ponderar no implementa este algoritmo.
La consulta no se fija
Observar M=Sí y preguntar L=Sí.
Conocido
M se fija.
Incierto
L se sigue sorteando porque es la consulta, no evidencia.
Aportes
Las rondas L=No también contribuyen al denominador con su peso.
Preguntar por Sí no autoriza a forzarlo.
Si fijáramos también L, estaríamos cambiando el problema.
4. Necesitamos un modelo completo y una evidencia posible
Se requieren un DAG discreto finito, todas sus CPT válidas, evidencia y consulta. Cada fila tiene entradas no negativas y suma uno sobre el hijo. P(e)>0 permite definir la posterior por el cociente habitual.
No hace falta positividad estricta de todos los estados: los ceros están permitidos y pueden dar pesos cero. Existen extensiones continuas, pero una densidad no se sustituye sin más por una probabilidad puntual; aquí todos los estados son finitos.
Un cero permitido
A es un bit con probabilidad 0,1 de uno; E=A determinísticamente y se observa E=1.
Evidencia
P(E=1)=0,1, positiva.Rondas A cero
Su factor observado vale cero.
Rondas A uno
Su factor vale uno y aportan peso.
El algoritmo admite filas deterministas.
Que algunas rondas pesen cero no hace imposible toda la evidencia.
Una evidencia no permitida por el modelo
E siempre vale cero y se observa E=1.
Modelo
La probabilidad de esa evidencia es cero.
Pesos
Todos sus factores compatibles terminan en peso cero.
Conclusión
No hay una posterior definida por el cociente ordinario que estimar.
No se arregla inventando un pequeño peso positivo.
En variables continuas, observar un punto requiere un planteamiento con densidades y condicionamiento adecuado.
5. El orden topológico también importa cuando algunos nodos están fijados
Recorremos padres antes que hijos. Al llegar a cada nodo, sus padres ya tienen estados: unos se sortearon y otros eran evidencia. Un no observado se sortea desde esa fila; un observado se fija y aporta la probabilidad de su estado en ella.
Una evidencia anterior sí influye en la generación de sus hijos. Fijar no significa ignorar su valor. El algoritmo sigue cada arista y consulta la configuración parental completa de esa ronda.
Evidencia antes de un hijo
En E→Z, observar E=1 y tener P(Z=1|E=1)=0,8.
Primero
Se fija E=1.Peso
La raíz observada aporta P(E=1).Después
Z se sortea con umbral 0,8, usando la condición conocida.
Los descendientes se generan condicionados por la evidencia parental.
No se usa la marginal de Z ignorando el valor de E.
Un hijo con dos clases de padres
U→T←V, con U observado y V no observado.
U
Se fija su estado y se incorpora su factor observado.
V
Se sortea antes de T.
T
Su fila utiliza el valor fijado de U y el sorteado de V.
Los dos estados parentales están disponibles.
No se sustituye el padre observado por un sorteo nuevo.
6. Cada nodo ejecuta una de dos operaciones, una sola vez
Una ronda empieza con un registro de estados y w=1. Por orden topológico: si el nodo no se observa, lo sorteamos; si se observa, fijamos eᵢ y multiplicamos w por su factor local. No hacemos ambas cosas para el mismo nodo.
Al terminar, añadimos w al total y, si la consulta se cumple, también a su numerador. La próxima ronda usa nuevos sorteos y otro w=1. Las tablas permanecen fijas durante toda esta inferencia.
Una ronda con dos observados
A no observado sale Sí; se observan S=Sí y W=No, ambos hijos de A, con factores 0,75 y 0,20.
Inicio
El sorteo de A no cambia w=1.S
Se fija Sí y w pasa a 0,75.
W
Se fija No y w pasa a 0,75·0,20=0,15.
La ronda termina con peso 0,15.
No se multiplica otra vez la probabilidad usada para sortear A.
Numerador de la respuesta contraria
En esa misma ronda, consultar A=No.
Peso
La ronda sigue pesando 0,15.
Total
Aporta 0,15 abajo.
Consulta
Como salió A=Sí, aporta cero arriba para A=No.
Fallar la consulta no convierte el peso de la ronda en cero.
El total se comparte entre las respuestas posibles.
7. El peso multiplica exactamente los factores observados
Si Z reúne los nodos no observados, . Cada condición usa los padres de esa ronda. Una raíz observada aporta su probabilidad a priori.
Los factores se multiplican dentro de una ronda; después se suman pesos entre rondas. Sin evidencia el producto vacío vale uno y recuperamos ancestral para marginales. En esta red discreta cada peso individual queda entre cero y uno.
Una raíz y un hijo observados
Se observa U=1 con P(U=1)=0,3 y S=1 con factor 0,5 en esa ronda.
Base
w empieza en uno.
Raíz
Multiplicamos por 0,3.
Otro observado
Multiplicamos por 0,5: w=0,15.
Un observado raíz también tiene factor.
No se omite porque no haya padres en su tabla.
Sin ninguna evidencia
Calcular una marginal por el mismo procedimiento.
Nodos
Todos se sortean.
Producto vacío
No hay factores observados: w=1.Acumulación
Sumar pesos equivale a contar rondas.
LW se reduce al muestreo ancestral para esta consulta.
El producto vacío vale uno; una suma vacía de aportaciones valdría cero.
8. Arriba sumamos los pesos favorables; abajo, todos
La proporción ponderada es si el total es positivo. El indicador vale uno o cero según se cumpla la consulta.
Los acumulados pueden superar uno: reúnen muchas rondas y no son probabilidades individuales. Para obtener toda la distribución de Q, acumulamos un numerador por estado y usamos un denominador común; así sus resultados suman uno.
Tres pesos distintos
Las rondas pesan 0,6; 0,3; 0,1 y cumplen Q en la primera y tercera.
Numerador
0,6+0,1=0,7.Total
0,6+0,3+0,1=1.Cociente
La estimación es 0,7.
La ronda intermedia entra abajo aunque no cumpla Q.
Contar dos de tres sin pesos daría otra estimación.
Tres estados de una consulta
Los pesos acumulados son 2,3 y 5.
Total
Diez.
Normalizar
Las respuestas son 0,2; 0,3; 0,5.
Control
Suman uno y conservan las proporciones de peso.
Los acumulados 2,3 y 5 pueden superar uno.
No se normaliza cada estado por un total diferente.
9. Los factores de los sorteados ya están en sus frecuencias
Las probabilidades de los no observados se usaron para generar sus estados. Su frecuencia incorpora esos factores. El peso debe reponer los factores de evidencia retirados; multiplicar además toda la conjunta favorecería por segunda vez ciertos estados.
Un factor común puede cancelarse en un ejemplo simétrico y esconder ese error. La definición general se mantiene aunque una cuenta concreta coincida por casualidad.
El error aparece con una raíz desigual
P(L=Sí)=0,2 y pesos de evidencia 0,8 con Sí y 0,2 con No.
Método correcto
Las masas esperadas son 0,2·0,8=0,16 y 0,8·0,2=0,16: posterior 1/2.Doble factor
Si multiplicamos la raíz otra vez salen 0,2²·0,8=0,032 y 0,8²·0,2=0,128.Normalizar
La receta incorrecta daría 0,032/0,16=0,2.
Multiplicar toda la conjunta por ronda no es LW.
La desigualdad de la raíz permite ver el fallo.
Una coincidencia que no valida la receta
Si la raíz fuera 0,5 para ambos estados.
Factor extra
Multiplicar otra vez por 0,5 afectaría igual a todos los pesos.
Cociente
Ese factor común se cancelaría.
Lección
Coincidir aquí no demuestra que el algoritmo incorrecto funcione en el caso anterior.
Se comprueba la regla general y no solo un ejemplo equilibrado.
El peso correcto sigue conteniendo solo observados.
10. La propuesta y el peso reconstruyen juntos la conjunta
g(z) es la probabilidad con que el procedimiento genera los nodos no observados, con e fijada. Contiene el producto de los factores de los nodos sorteados. w(z) contiene los factores observados.
Al multiplicar recuperamos exactamente un factor por nodo: . Sumando sobre z,
; sumando solo la consulta,
. Las medias estiman esas dos cantidades y su cociente estima la posterior.
Ver los dos productos
En L→M, P(L=Sí)=0,2 y se observa M=Sí con factor 0,8 si llueve.
Propuesta
g(L=Sí)=0,2 porque L se sortea con su raíz.Peso
w(L=Sí)=0,8.Identidad
g·w=0,16=P(L=Sí, M=Sí).
La propuesta aporta lo sorteado y el peso lo fijado.
El otro estado aporta 0,8·0,2=0,16.
La identidad sigue valiendo con evidencia arriba
En E→Z, observar E=e.
Generación
g(z)=P(z|e).Peso
w(z)=P(e), constante en z.Producto
P(z|e)P(e)=P(z, e).
No hace falta que la propuesta sea la marginal de Z.
Con evidencia parental se usa la fila ya condicionada al generarlo.
11. Peso local no significa siempre P(e dado todos los sorteados)
En general w(z) no es P(E=e|Z=z) cuando Z reúne todos los no observados. Condicionar además por descendientes sorteados puede cambiar esa probabilidad; la receta de LW sigue siendo el producto de factores locales observados.
Llamarlo P(e|z) intercambiaría una dirección que no aparece en el algoritmo. La identidad g·w evita esa confusión.
Un contraejemplo numérico
P(E=1)=0,3; P(Z=1|E=1)=0,8 y P(Z=1|E=0)=0,2.
Peso
Con E=1 observado, toda ronda pesa 0,3.Condicional inversa
P(Z=1)=0,3·0,8+0,7·0,2=0,38; P(E=1|Z=1)=0,24/0,38=12/19.Comparar
12/19 no es 0,3: no es la fórmula del peso.
La dirección de la condición importa también aquí.
g(Z=1)=0,8 y 0,8·0,3=0,24 reconstruye la conjunta.
Un caso donde sí coinciden esas expresiones
En L→M con solo M observado y solo L no observado.
Propuesta
g(l)=P(l).Peso
w(l)=P(M=Sí|L=l), porque M es el observado.Alcance
Aquí sí es una condicional global de evidencia dados todos los no observados, porque solo queda L.
Una identidad de un grafo sencillo no sustituye la definición general.
El contraejemplo anterior muestra por qué no se extiende automáticamente.
12. Peso cero no se rescata; total cero no se normaliza
Si un factor observado vale cero para los padres de una ronda, w queda en cero. Esa ronda no aporta a ningún acumulado. No cambiamos el cero por un número pequeño inventado.
Un bloque con peso total cero no permite estimar: puede faltar una ronda informativa aunque P(e)>0, o la evidencia puede ser imposible. Con total positivo, un numerador cero sí produce estimación cero, sin demostrar que la probabilidad exacta lo sea.
Evidencia posible y bloque inútil
A tiene probabilidad 0,1 de uno; E=A y se observa E=1. Un bloque solo sortea A=0.
Modelo
P(E=1)=0,1: la evidencia es posible.Rondas
Cada una fija E=1 con padre A=0, cuyo factor es cero.
Total
Todos los pesos son cero: el bloque no permite el cociente.
La ausencia de peso no prueba imposibilidad del modelo.
Una ronda A=1 sí aportaría peso uno.
Numerador nulo con total positivo
Dos rondas pesan 0,4 y 0,2, y ninguna cumple Q=q.
Arriba
Cero.
Abajo
0,6, positivo.
Dividir
La estimación es cero.
Es distinto de 0/0.
Con pocas rondas puede no haberse generado una consulta que sí tenía probabilidad positiva.
13. Consistencia no equivale a ausencia de sesgo ni a pesos bien repartidos
En una red discreta finita, con rondas independientes correctas y P(e)>0, las medias del numerador y denominador convergen a sus expectativas. Como el límite del denominador es positivo, el cociente converge a la posterior.
El cociente no es en general insesgado con N finito: E[U/V] no tiene por qué ser E[U]/E[V]. Tampoco cada ronda nueva mejora el error. Si casi todo el peso está en pocas rondas, LW puede ser ineficiente; evitar rechazo no garantiza ventaja universal.
La cantidad resume concentración de pesos cuando hay peso positivo. Es un diagnóstico, no una cota de error ni un certificado de exactitud.
Ver el sesgo con una sola ronda
Raíz L justa, evidencia con pesos 0,8 para Sí y 0,2 para No.
Una ronda
La estimación normalizada es uno si sale Sí y cero si sale No, porque el único peso se cancela.
Esperanza
Como L es justa, su esperanza es 1/2.
Posterior
La respuesta exacta es 0,8: esta estimación de una ronda es sesgada.
Consistencia al crecer N y sesgo finito son afirmaciones distintas.
Las medias no normalizadas sí estiman sus cantidades correctas.
Dos rondas que no pesan igual
Comparar pesos (0,5; 0,5) y (0,9; 0,1).
Equilibrados
Nef=1²/(0,25+0,25)=2.Concentrados
Nef=1/(0,81+0,01)=50/41, aproximadamente 1,22.Interpretar
Ambos bloques tienen dos rondas, pero el segundo concentra más su aportación.
El número de rondas solo no describe la concentración.
Nef no conoce por sí mismo la respuesta exacta ni garantiza que una consulta esté bien estimada.
14. Mantenemos los datos de lluvia y la pregunta anterior
En rechazo sorteábamos L y M.
Compensaremos esa modificación con los factores de M. Los números son didácticos y las tablas permanecen constantes.
| L | P(L) | P(M=Sí | L) | P(M=No | L) |
|---|---|---|---|
| Sí | 0,50 | 0,80 | 0,20 |
| No | 0,50 | 0,20 | 0,80 |
Reconocer los dos tipos de nodo
Clasificar L y M.
L
No se observa; hay que sortearla.
M
Es evidencia; se fija Sí.
Tabla
La fila de M determina el peso según la L sorteada.
M no necesita un uniforme, pero sí necesita su CPT.
La consulta no transforma a L en evidencia.
La otra fila sigue importando
Una ronda produce L=No.
Evidencia
M se fija igualmente a Sí.
Factor
Su probabilidad con padre No es 0,20.
Aporte
Esa ronda tiene peso positivo y entra abajo.
No se descarta por fallar la consulta.
Mojado sin lluvia está permitido por los datos.
15. Reutilizamos uL para comparar; uM deja de intervenir
Los diez uL son 0,10; 0,70; 0,20; 0,90; 0,30; 0,80; 0,40; 0,60; 0,05; 0,55. Con umbral 0,50 producen Sí en rondas impares y No en pares. Usarlos de nuevo permite comparar métodos sobre la misma secuencia didáctica.
M se fija Sí y no se lee ningún uM de la lección de rechazo. En una red general, cada no observado posterior usa los estados ya asignados a sus padres, incluidos los observados. Una ejecución real necesita sorteos independientes adecuados, no una secuencia elegida para demostrar una cuenta.
Una ronda antes rechazada
La 9 tenía uL=0,05 y uM=0,85.
L
El 0,05 produce Sí.
M
En LW se fija Sí y 0,85 ya no se usa.
Peso
La fila de M con lluvia aporta 0,80.
Esa ronda ahora aporta peso en lugar de descartarse por uM.
El cambio se compensa con el peso; no basta con editar M y seguir contando unidades.
La ronda final
uL=0,55 y el antiguo uM=0,05.
L
Sale No.
M
Se fija Sí, sin sorteo.
Peso
Aporta 0,20 según la fila sin lluvia.
Los antiguos uM no alteran ninguna ronda LW.
Sí sigue importando la fila correspondiente a la L de cada ronda.
16. Primera ronda: peso 0,80, todavía sin normalizar
Su factor con ese padre es 0,80, por lo que w empieza en 1 y pasa a 0,80.
Añadimos 0,80 al total y, como la consulta es L=Sí, también a su numerador. Ese peso individual no es aún la posterior ni se divide por el número de rondas en este paso.
Escribir los dos acumuladores
Procesar la primera desde cero.
Antes
U=0 y V=0.Aportes
U recibe 0,80 y V recibe 0,80.
Estado
U=V=0,80; el cociente de este único caso sería uno.
El peso 0,80 y el cociente uno no son lo mismo.
Una sola ronda no garantiza la respuesta exacta.
Consultar la otra respuesta
En esa misma ronda preguntar L=No.
Peso
No cambia: 0,80.
Numerador
Para No aporta cero.
Denominador
Sigue aportando 0,80.
Los numeradores dependen de la consulta; el peso depende de la evidencia y los padres.
La ronda no tiene peso cero por no responder No.
17. Segunda ronda: peso 0,20 aunque arriba aporte cero
El peso de esta ronda es 0,20.
Aporta 0,20 al total y nada al numerador de lluvia. No se añade una regla que prohíba mojado sin lluvia; ni se confunde «cero arriba» con «peso cero».
Reunir las dos primeras
Continuar después del peso 0,80 inicial.
Numerador
Sigue en 0,80.
Total
0,80+0,20=1.Cociente
La estimación con esas dos rondas es 0,80.
La coincidencia exacta depende de esta pareja equilibrada.
No es una garantía de que dos rondas siempre basten.
Si las dos primeras hubieran sido lluvia
Dos rondas L=Sí, cada una de peso 0,80.
Numerador
1,60.
Total
1,60 también.
Cociente
Da uno, aunque el modelo siga teniendo posterior 0,80.
El resultado finito depende de los estados sorteados.
Los pesos correctos no eliminan toda variación de muestreo.
18. Las diez rondas dejan visibles pesos y aportes distintos
Las impares pesan 0,80; las pares 0,20. La última columna solo añade peso cuando la ronda cumple L=Sí.
El denominador usa toda la columna w. No se eliminan las pares ni las rondas que antes se rechazaban por su uM: ese sorteo ya no forma parte del método.
| Ronda | L sorteada | M fijada | Peso w | Aporte arriba |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Sí | Sí | 0,80 | 0,80 |
| 2 | No | Sí | 0,20 | 0 |
| 3 | Sí | Sí | 0,80 | 0,80 |
| 4 | No | Sí | 0,20 | 0 |
| 5 | Sí | Sí | 0,80 | 0,80 |
| 6 | No | Sí | 0,20 | 0 |
| 7 | Sí | Sí | 0,80 | 0,80 |
| 8 | No | Sí | 0,20 | 0 |
| 9 | Sí | Sí | 0,80 | 0,80 |
| 10 | No | Sí | 0,20 | 0 |
Revisar la 7
uL=0,40 da L=Sí.
Generación
No se usa el antiguo uM=0,90.Peso
M fijada Sí aporta 0,80.
Acumular
Suma 0,80 arriba y abajo.
Una antigua rechazada puede aportar ahora.
No pesa uno: la compensación sigue siendo necesaria.
Revisar la 8
uL=0,60 da L=No.
Generación
M se fija Sí.
Peso
La fila No aporta 0,20.
Acumular
Suma 0,20 abajo y cero arriba.
Consulta fallida y peso positivo vuelven a ser compatibles.
No se cambia la probabilidad del modelo para que esa ronda cumpla la consulta.
19. Sumamos aportaciones, aunque el acumulado supere uno
El numerador de lluvia es 4 y el total 5.
Cuatro y cinco no son probabilidades: son acumulados de varias rondas. Si dividimos por N obtenemos medias que estiman conjuntas y evidencia; si dividimos entre sí obtenemos la posterior estimada.
La media de pesos estima evidencia
Usar el total 5 de las diez rondas.
Media
5/10=0,50.Identidad
.
Comparar
La evidencia exacta de este modelo también vale 0,50; aquí coincide por la secuencia equilibrada.
El total y la media tienen papeles distintos.
No se exige que el total acumulado sea menor que uno.
La media favorable estima una conjunta
Usar el acumulado de lluvia 4.
Media
4/10=0,40.Cantidad
Estima P(L=Sí, M=Sí).Posterior
Para condicionar todavía dividimos por la media total 0,50: 0,40/0,50=0,80.
El factor 1/N se cancela en el cociente de acumulados.
4/10 solo no era la posterior.
20. El equilibrio de este bloque explica la coincidencia exacta
Suman uno con el mismo denominador. La enumeración exacta coincide en esta secuencia, pero no en cualquier bloque de diez rondas.
Para reunir bloques sumamos sus pesos favorables y totales; no promediamos sus cocientes sin ponderación.
Un bloque desequilibrado
Siete rondas de lluvia y tres sin lluvia.
Arriba
7·0,80=5,6.Abajo
5,6+3·0,20=6,2.Cociente
5,6/6,2=28/31.
El peso correcto no convierte un bloque finito en suma exacta.
Las probabilidades del modelo siguen siendo 0,50; 0,80; 0,20.
Reunir ambos bloques
Combinar el bloque equilibrado con ese de siete y tres.
Favorables
4+5,6=9,6.Totales
5+6,2=11,2.Normalizar
9,6/11,2=6/7.
Se conserva la información de los acumuladores.
Promediar 0,80 y 28/31 sin sus pesos totales no da este resultado.
21. Varios observados añaden un factor cada uno
Con E₁=e₁ y E₂=e₂, multiplicamos ambos factores dados sus padres de esa ronda. Si un observado es raíz, también aporta su marginal. Después sumamos los pesos de rondas diferentes.
En el modelo original solo M se observa. Para la red ampliada L→M y L→A, observar M=Sí, A=Sí produce 0,80·0,60=0,48 si llueve y 0,20·0,10=0,02 si no. El segundo ejercicio reunirá ambos grupos completos.
También puede haber un observado raíz independiente
Añadir U observada con P(U=u)=0,3, independiente de L y M.
Lluvia
El peso pasa a 0,3·0,8=0,24.Sin lluvia
Pasa a 0,3·0,2=0,06.Cociente
El factor común 0,3 se cancela al normalizar la posterior de L, pero sigue incluido al estimar la probabilidad de toda la evidencia.
Un factor común puede cancelarse en una consulta, no desaparecer de la definición del peso.
Independencia se ha declarado; no se deduce solo del nombre de U.
Dos observados conectados
En A→B→C se observa B=1, C=0 y una ronda da A=1; los factores son P(B=1|A=1)=0,7 y P(C=0|B=1)=0,4.
B
Se fija 1 y se multiplica por 0,7.
C
Se fija 0 y usa el padre observado B=1: factor 0,4.Producto
w=0,7·0,4=0,28.
No es necesario que los observados sean independientes para usar sus factores locales.
No se sustituye el segundo factor por una marginal de C.
Ahora lo resolvemos de principio a fin.
EJEMPLO RESUELTO 1
Los pesos del mismo ejemplo que rechazo
Usa las diez rondas de esta lección: cinco generan L=Sí y cinco L=No, y en todas fijamos M=Sí. Calcula la estimación LW de lluvia con suelo mojado.
Generación
Cinco rondas L=Sí y cinco L=No; M=Sí en todas.Pesos individuales
0,80 para cada Sí y 0,20 para cada No.
Numerador
Las cinco de lluvia suman 5·0,80=4.Otro grupo
Las cinco sin lluvia suman 5·0,20=1.Normalizar
El total es 5 y la estimación de lluvia 4/5=0,80.Control
No lluvia da 1/5=0,20; suman uno.La coincidencia con enumeración depende de este bloque equilibrado.
La estimación por pesos es 0,80.
La estimación de no lluvia es 1/5=0,20; al sumarla a 0,80 obtenemos uno.
EJEMPLO RESUELTO 2
Dos evidencias, dos factores por peso
Amplía la red a L → M y L → A. Observamos M=Sí y A=Sí. P(L=Sí)=0,50; las probabilidades de M=Sí son 0,80 con lluvia y 0,20 sin lluvia; las de A=Sí son 0,60 y 0,10 respectivamente. En diez rondas sorteamos cinco L=Sí y cinco L=No. Calcula la estimación LW.
Evidencia doble
Se fijan M=Sí y A=Sí; L sigue sorteándose.Peso con lluvia
0,80·0,60=0,48.Peso sin lluvia
0,20·0,10=0,02.Acumulados
Cinco de cada tipo dan 2,40 y 0,10.
Cociente
2,40/(2,40+0,10)=2,40/2,50=0,96.Control
No lluvia da 0,10/2,50=0,04 y completa uno; cada peso usó dos factores observados.
La estimación de lluvia con ambas evidencias es 0,96.
La estimación de no lluvia es 0,10/2,50=0,04. Las dos suman uno y cada peso usó exactamente dos factores observados.
Los símbolos que hemos usado
- Red bayesiana
- Un DAG y una distribución condicional para cada nodo; juntos definen una distribución conjunta.
- Q = q
- Suceso que consultamos: que la variable Q tome el estado q.
- E = e
- Evidencia: valores observados de ciertos nodos. En esta lección usamos redes discretas finitas y evidencia con probabilidad positiva.
- Z
- Conjunto de nodos no observados. La consulta puede referirse a uno o varios de ellos.
- PA(X)
- Padres de X; sus estados determinan la fila de su tabla condicional.
- w
- Peso no normalizado de una ronda. Es el producto de los factores de los nodos observados.
- Σ / ∏
- Sumar entre rondas / multiplicar factores dentro de una ronda.
- 1[Q = q]
- Indicador: vale 1 si esa ronda cumple la consulta y 0 si no.
- g(z)
- Probabilidad de generar la parte no observada z con el procedimiento de LW; se distingue de la posterior buscada.
Ahora te toca a ti.
Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.
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