Si enumerar todos los estados resulta costoso, podemos generar casos de la red. Para preguntar dentro de una evidencia, conservamos solo los que la cumplen. Veremos cómo sortear cada nodo, qué se acepta y por qué el denominador cuenta aceptadas, no todos los intentos.
Si necesitas repasar:
1. Las tablas son el modelo; las rondas son casos generados
Tenemos un DAG discreto finito y todas sus CPT válidas. Un estado completo tiene probabilidad igual al producto de sus factores. El muestreo ancestral genera esos estados sin recorrer previamente todas las combinaciones.
Para una marginal contamos el suceso entre todas las rondas.
Las tablas no se actualizan después de cada ronda: aquí inferimos con un modelo dado, no aprendemos sus parámetros.
Una tabla no cambia por ver una ronda
Una raíz tiene P(A=Sí)=0,3 y la primera ronda da Sí.
Modelo
La probabilidad declarada sigue siendo 0,3.
Muestra
Con una sola ronda, la frecuencia observada de Sí es uno.
Distinguir
Que esa frecuencia sea distinta no modifica automáticamente la tabla.
Modelo y frecuencia finita son cantidades diferentes.
Con rondas independientes correctas, las frecuencias se estabilizan a largo plazo.
Dos preguntas con distintos grupos
En diez casos, cuatro cumplen Q y dos cumplen además E; en total tres cumplen E.
Marginal
La frecuencia de Q entre todos es 4/10.
Conjunta
La frecuencia de Q y E es 2/10.
Condicionada
Dentro de E es 2/3.
Antes de contar, fijamos qué pregunta queremos estimar.
No intercambiamos los tres denominadores.
2. Generamos primero padres y después hijos
Elegimos un orden topológico. Cada raíz se sortea con su marginal. Para cada hijo buscamos la fila correspondiente a los estados de padres ya generados y sorteamos desde esa distribución.
Una ronda termina con estados para todos los nodos. La siguiente empieza con nuevos sorteos y un registro nuevo. El orden organiza la representación probabilística; no requiere interpretar causalmente las flechas.
Una cadena de tres
En A→B→C, describir el orden.
Raíz
Sortear A.
Intermedio
Elegir la fila de B usando A y sortear B.
Hoja
Con B ya conocido, elegir su fila en C y sortear C.
A, B, C es un orden válido.
Empezar por C exigiría otra distribución, no la CPT dada sin conocer B.
Dos padres disponibles
En U→T←V, generar una ronda.
Raíces
Se generan U y V antes de T, en cualquiera de esos dos órdenes.
Condición
Con sus dos estados elegimos una de las filas de T.
Hijo
Solo entonces sorteamos T.
La fila del hijo usa la configuración completa de padres.
No se promedian sus filas sustituyendo un padre desconocido.
3. El sorteo usa tramos del intervalo de cero a uno
Para estados a, b, c con probabilidades 0,2; 0,5; 0,3 dividimos [0,1) en [0; 0,2), [0,2; 0,7) y [0,7; 1). Un uniforme u selecciona el estado de su tramo. Las longitudes, no el número de estados, determinan sus frecuencias.
En una fila binaria basta u<p para el primer estado y u≥p para el segundo. Usamos extremos coherentes sin huecos ni solapamientos. El u no es otro factor probabilístico que multiplicar.
Elegir un estado entre tres
Usar la fila (0,2; 0,5; 0,3) con u=0,60.
Primer tramo
0,60 no está por debajo de 0,20.
Segundo
Sí queda entre 0,20 incluido y 0,70 excluido.
Estado
Elegimos b.
El estado b ocupa un tramo de longitud 0,5.
Elegir un tercio para cada estado cambiaría el modelo.
Un valor justo en el umbral
Usar u=0,20 y después u=0,70.
Primero
0,20 pertenece al tramo de b, no al de a.
Segundo
0,70 pertenece al tramo de c.
Convención
Cada punto tiene una única asignación dentro de [0,1).
La desigualdad elegida debe mantenerse en todas las rondas.
Si p=0 nunca sale el primer estado; si p=1 siempre sale, porque u<1.
4. La probabilidad del camino generado es el producto de la red
La raíz sale con su factor. Condicionados a los estados anteriores, cada nuevo nodo sale con la entrada de la CPT elegida. Multiplicar esas decisiones da .
Por tanto las rondas tienen la distribución conjunta correcta. El argumento exige filas correctas, orden parental y sorteos adecuados. No podemos generar en un orden arbitrario rellenando padres desconocidos con valores inventados.
Una probabilidad de generación
A→S con P(A=Sí)=0,4 y P(S=Sí|A=Sí)=0,75.
Primer sorteo
A Sí ocurre con probabilidad 0,4.
Siguiente
Dado ese resultado, S Sí ocurre con probabilidad 0,75.
Camino
La probabilidad de generar ambos es 0,4·0,75=0,30.
No todas las configuraciones tienen la misma probabilidad.
El algoritmo incorpora esos factores al generar, antes de contar frecuencias.
El orden equivocado cambia la ley
Intentar sortear S sin A usando siempre la fila A=Sí.
Lo que hace
Produciría S Sí con frecuencia 0,75.
Lo debido
Si P(A=Sí)=0,4 y la otra fila vale 0,10, la marginal real es 0,4·0,75+0,6·0,10=0,36.Contraste
0,75 y 0,36 no coinciden: no genera la misma conjunta.
Conservar los números de una tabla no basta si se consulta la fila incorrecta.
La selección parental forma parte del algoritmo.
5. Aceptamos por evidencia, no por la respuesta que deseamos
Para consultar P(Q=q|E=e), generamos todos los nodos y comprobamos cada observado. La ronda se acepta si coincide con toda la evidencia. Si un observado contradice su valor, se puede abandonar pronto la ronda; seguirá siendo un intento rechazado.
Una ronda aceptada puede fallar la consulta: entonces entra abajo, pero no arriba. No se arregla un rechazo cambiando después el estado observado para forzarlo; eso sería otro procedimiento y necesitaría otros pesos.
Consulta fallida pero evidencia correcta
La consulta pide Q=Sí y la evidencia E=Sí; sale Q=No, E=Sí.
Filtro
E coincide: aceptamos.
Denominador
Añadimos una unidad.
Numerador
No añadimos porque Q no coincide.
La ronda es parte legítima del grupo observado.
Eliminarla también inflaría artificialmente la estimación de Q Sí.
Dos evidencias que deben cumplirse juntas
Se observan E₁=Sí, E₂=No; sale E₁=Sí, E₂=Sí.
Primera
E₁ coincide.
Segunda
E₂ contradice la observación.
Filtro
La evidencia completa falla y la ronda se rechaza.
Cumplir una parte no basta.
Si el fallo ya se conoce, generar nodos posteriores no puede repararlo.
6. Cada aceptada aporta una unidad; el cociente usa solo ese grupo
Si N es el número de intentos, Nₑ las aceptadas y Nq, e las aceptadas que además cumplen la consulta, cuando Nₑ>0. No multiplicamos otra vez cada unidad por la probabilidad con que se generó.
Nq, e/N estima una conjunta. Nₑ/N estima P(e). Para todos los estados de Q, sus numeradores particionan las aceptadas y sus posteriores estimadas suman uno.
Usar tres contadores diferentes
En veinte intentos hay ocho aceptadas y cinco cumplen también Q.
Condicionada
La estimación pedida es 5/8.
Conjunta
5/20 estimaría Q y E juntos.
Evidencia
8/20 estima la probabilidad de E.
Las tres proporciones responden preguntas distintas.
Cada intento aceptado vale uno, no su probabilidad conjunta.
Varios estados consultados
Entre diez aceptadas, Q toma a cuatro veces, b una y c cinco.
Numeradores
Son 4,1 y 5.
Denominador
Es diez para cada respuesta.
Distribución
Sale 0,4; 0,1; 0,5 y suma uno.
La misma selección de evidencia sirve para todos los estados.
Contar una aceptada en dos estados distintos rompería esa partición.
7. La selección por evidencia produce la posterior
Una ronda ancestral tiene ley P. Si conservamos exactamente E=e, la probabilidad de un estado restante z entre las aceptadas es P(z, e)/P(e), suponiendo P(e)>0. Es la posterior que queríamos.
Esta igualdad justifica el filtro. Un criterio adicional que dependa de Q seleccionaría otro grupo y puede introducir sesgo. En particular no descartamos aceptadas porque su respuesta no nos guste.
Leer la selección desde la conjunta
Dos estados con evidencia tienen masas 0,12 y 0,18.
Grupo
La evidencia total vale 0,30.
Condicionar
Dentro del grupo, las probabilidades son 0,12/0,30=0,4 y 0,18/0,30=0,6.
Muestreo
Las aceptadas siguen esas proporciones a largo plazo.
El filtro renormaliza por el grupo que conserva.
No convierte las dos configuraciones en equiprobables.
Un filtro adicional que deforma
Además de E, se conserva siempre Q=Sí y solo la mitad de Q=No.
Antes
Supongamos posterior real de Q Sí igual a 1/2.
Después
Las masas retenidas son proporcionales a 1/2 y 1/4.
Normalizar
La proporción de Sí pasa a (1/2)/(3/4)=2/3.
No es el mismo procedimiento de rechazo por evidencia.
Conservar sin corrección distinta fracción según Q altera la pregunta.
8. Una evidencia rara deja pocas rondas útiles
Con N intentos independientes, el número esperado de aceptadas es N·P(e). Si P(e) es pequeña se pueden generar muchas rondas y conservar pocas. El número de intentos solo no describe la información disponible sobre la posterior.
Para evidencia compuesta no multiplicamos marginales sin independencia: necesitamos P(e) conjunta. Cada intento puede recorrer todos los nodos y leer sus tablas; el rechazo anticipado ahorra trabajo de una ronda fallida, pero no aumenta la probabilidad de aceptación.
Prever cuántas aceptadas habrá en promedio
Tomar P(e)=0,01 y N=10000.
Esperanza
10000·0,01=100.Interpretación
Cien es el promedio teórico, no un resultado garantizado.
Coste
Aproximadamente el 99% de intentos no aporta a la posterior.
Es útil mirar aceptadas, además de intentos.
La probabilidad de cero aceptadas es 0,99¹⁰⁰⁰⁰, no exactamente cero.
No multiplicar observaciones dependientes
E₁ y E₂ son el mismo bit justo.
Marginales
Cada uno vale Sí con probabilidad 1/2.
Ambos
P(E₁=Sí, E₂=Sí)=1/2, porque son iguales.Error
Multiplicar marginales daría 1/4 y calcularía mal la tasa de aceptación.
La evidencia completa se comprueba como una configuración.
Si fueran independientes, entonces sí se permitiría ese producto.
9. Más rondas dan convergencia, no mejora en cada paso
Con rondas independientes correctas y P(e)>0, el cociente converge a la posterior al crecer N. Para combinar bloques sumamos sus contadores antes de dividir; no promediamos sin pesos proporciones de bloques con cantidades distintas de aceptadas.
Si Nₑ=0, el bloque no permite estimar por ese cociente. Puede ser mala suerte con evidencia posible o evidencia imposible: el bloque solo no distingue ambas causas. Si Nq, e=0 pero Nₑ>0, la estimación sí es cero, sin demostrar que la probabilidad exacta lo sea.
Reunir bloques desiguales
Un bloque aporta 1 consulta entre 2 aceptadas y otro 8 entre 8.
Contadores
Arriba 1+8=9; abajo 2+8=10.Cociente
La estimación conjunta es 0,9.
Contrastar
Promediar 0,5 y 1 daría 0,75: trataría igual grupos de tamaños distintos.
Se acumulan casos, no porcentajes sin ponderación.
Un bloque sin aceptadas no añade nada al denominador, pero sus intentos sí cuentan al estudiar el coste.
Una nueva aceptada puede alejarse
La probabilidad exacta es 0,8 y llevamos 4 consultas entre 5 aceptadas.
Hasta ahora
La estimación coincide con 0,8.
Nueva ronda
Si la nueva aceptada no cumple la consulta, queda 4/6.
Interpretar
Se alejó en ese paso; la convergencia no afirma monotonía del error.
Un resultado finito puede oscilar.
No se descartan las nuevas rondas porque empeoren la aproximación.
10. Fijamos el modelo de lluvia para compararlo con enumeración
La enumeración dio 0,80. Aquí generaremos casos y estimaremos esa misma consulta; los datos de la raíz y de M no cambian.
Algunos textos llaman muestreo lógico a la generación ancestral y distinguen el rechazo como paso posterior. Usaremos nombres acompañados de la operación: sortear toda la conjunta y conservar la evidencia.
| 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 |
Identificar lo observado
En esta lección, ¿se sortea M aunque se observe M=Sí?
Generación
Sí: el ancestral produce todos los nodos.
Después
Se comprueba si la M sorteada coincide con Sí.
Filtro
Si salió No, se rechaza ese intento.
Observar no significa fijar M durante rechazo.
LW cambiará precisamente esa parte de la generación.
Conservar las dos filas
¿Qué ocurre si una ronda sortea L=No?
Padre
La lluvia ya tiene estado No.
Fila
Para M usamos probabilidad de Sí igual a 0,20.
Posibilidad
Puede salir mojado y aceptarse, aunque no llueva.
No se inventa una regla determinista «sin lluvia nunca mojado».
Las tablas del modelo son las que definen las posibilidades.
11. El uniforme no es un nuevo factor que contar
Un uniforme permite producir un estado con la frecuencia indicada; su valor concreto no se multiplica después por ese estado.
Los uniformes de la tabla final son una secuencia didáctica fijada para repetir cuentas. Una ejecución estadística debe usar sorteos independientes adecuados; una secuencia elegida por nosotros no prueba convergencia.
Comparar con el umbral
Sortear L con uL=0,49 y después 0,50.
Primero
0,49<0,50: sale Sí.Segundo
0,50≥0,50: sale No.Conteo
Cada resultado generado cuenta como un caso, sin peso adicional 0,49 o 0,50.
El umbral determina el estado.
El punto exacto 0,50 se asigna coherentemente al segundo tramo.
Probabilidades extremas
En una fila p=1 usar u=0,99; en otra p=0 usar u=0.
Primera
0,99<1: siempre sale el primer estado.Segunda
0<0 es falso: nunca sale el primero.Control
Los intervalos de longitud cero no producen estados.
Los ceros y unos se manejan sin cambiar la regla.
No hace falta prohibir tablas deterministas.
12. El mismo uniforme puede dar otro estado al cambiar la fila
L se genera primero. Si vale Sí, el umbral de M es 0,80; si vale No, es 0,20.
Una ronda usa los padres de esa ronda. No reutilizamos por comodidad la fila del intento anterior. Antes de comparar uM escribimos el estado de L y el umbral elegido.
Padre Sí
L=Sí y uM=0,65.
Fila
Se usa p=0,80.Comparar
0,65<0,80.Estado
M=Sí y cumple la evidencia.
Ese intento se acepta.
El 0,20 de la otra fila no interviene.
Padre No con el mismo uniforme
L=No y uM=0,65.
Fila
Ahora p=0,20.Comparar
0,65≥0,20.Estado
M=No y no cumple la evidencia.
El resultado cambió porque cambió la condición parental.
No porque hayamos cambiado el uniforme.
13. La primera ronda suma una unidad en ambos contadores
Con ese padre, la fila de M tiene umbral 0,80. uM=0,10<0,80, por tanto M=Sí.
Se acepta por la evidencia y además cumple la consulta de lluvia. Suma uno al denominador y uno al numerador. No suma 0,80 ni 0,40: ya fue generada con la ley del modelo.
Contadores desde cero
Procesar la ronda 1.
Antes
Nₑ=0 y Nq, e=0.Evidencia
M=Sí: Nₑ pasa a 1.Consulta
L=Sí: Nq, e pasa a 1.
Tras un solo caso aceptado la estimación es 1/1=1.
No tiene por qué coincidir con la probabilidad exacta 0,80.
Una variante que se rechaza
Mantener uL=0,10 pero usar uM=0,95.
Padre
Sigue saliendo L=Sí.Hijo
0,95≥0,80: sale M=No.Contar
No aumenta ninguno de los contadores condicionados.
Lluvia sola no basta para entrar en la evidencia.
El intento sí se cuenta en N, el total de generación.
14. La segunda ronda entra abajo aunque no llueva
Se acepta porque el suelo está mojado.
Suma una unidad al denominador y nada al numerador de lluvia. Rechazarla por tener L=No equivaldría a filtrar también por la consulta, alterando la posterior.
Acumular las dos primeras
Continuar después de la ronda 1.
Anterior
Los contadores eran 1 y 1.
Segunda
Añadimos uno solo a aceptadas.
Cociente
Ahora hay 1 consulta entre 2 aceptadas: 1/2.
La estimación cambia al llegar otra evidencia válida.
No se conserva artificialmente el uno de la primera ronda.
Una variante de la segunda
uL=0,70 y uM=0,25.
Lluvia
L=No.Umbral
M=Sí solo si uM<0,20; 0,25 no cumple.Estado
M=No: rechazo y ningún aporte condicionado.
Hay que leer 0,20, no 0,80.
Con otro padre, ese mismo 0,25 podría producir mojado.
15. Las diez rondas muestran de dónde viene cada decisión
En la 7 sí llueve, pero uM=0,90 supera 0,80 y también falla la evidencia. Los estados generados de L no bastan para decidir aceptación.
La tabla completa conserva todos los uniformes para que cualquier decisión se pueda repetir.
| Ronda | uL | L | uM | M | Aceptada | Suma arriba |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,10 | Sí | 0,10 | Sí | Sí | 1 |
| 2 | 0,70 | No | 0,10 | Sí | Sí | 0 |
| 3 | 0,20 | Sí | 0,70 | Sí | Sí | 1 |
| 4 | 0,90 | No | 0,70 | No | No | 0 |
| 5 | 0,30 | Sí | 0,20 | Sí | Sí | 1 |
| 6 | 0,80 | No | 0,40 | No | No | 0 |
| 7 | 0,40 | Sí | 0,90 | No | No | 0 |
| 8 | 0,60 | No | 0,50 | No | No | 0 |
| 9 | 0,05 | Sí | 0,85 | No | No | 0 |
| 10 | 0,55 | No | 0,05 | Sí | Sí | 0 |
Revisar una ronda casi favorable
En la 9, uL=0,05 y uM=0,85.
Raíz
L=Sí porque 0,05<0,50.Hijo
Con lluvia el umbral es 0,80 y 0,85 no queda debajo.
Contar
M=No: rechazada; no suma arriba pese a que L=Sí.
La consulta se cuenta solo dentro de las aceptadas.
Esa ronda explica por qué contar todos los L Sí sería otra pregunta.
Revisar la última
En la 10, uL=0,55 y uM=0,05.
Raíz
L=No.Hijo
0,05<0,20: M=Sí.Contar
Aceptada, suma abajo y no arriba.
La última completa el grupo de cinco aceptadas.
No se descarta por no llover.
16. El cociente final cuenta tres de las cinco aceptadas
Aceptamos 1,2,3,5 y 10: cinco rondas.
La estimación es 3/5=0,60, distinta de la respuesta exacta 0,80 porque esta secuencia es finita.
3/10 estimaría la conjunta de lluvia y mojado. Los cinco L=Sí entre diez estimarían la marginal de lluvia. Ninguno sustituye el denominador condicionado que pide nuestra pregunta.
Las otras aceptadas completan uno
Contar no lluvia entre mojado.
Rondas
Son 2 y 10.
Cociente
2/5=0,40.Control
0,60+0,40=1.
Las dos respuestas usan las mismas cinco aceptadas.
El resultado no necesita coincidir con la tabla raíz porque se ha condicionado.
Añadir otro bloque
El siguiente aporta 4 consultas entre 5 aceptadas.
Arriba
3+4=7.Abajo
5+5=10.Estimación
7/10=0,70.
Los contadores se conservan para reunir trabajo posterior.
No multiplicamos 0,60 por 0,80 ni actualizamos las CPT.
Ahora lo resolvemos de principio a fin.
EJEMPLO RESUELTO 1
Obtener la estimación de las diez rondas
Usa la tabla de diez rondas de esta lección para estimar P(L=Sí | M=Sí). Identifica explícitamente numerador y denominador.
Fijar evidencia
Solo entran rondas con M=Sí.Listar aceptadas
Son 1,2,3,5 y 10.
Denominador
Hay 5.
Numerador
L=Sí entre ellas ocurre en 1,3 y 5: hay 3.Dividir
La estimación es 3/5=0,60.Comprobar
Las otras 2 aceptadas dan 2/5=0,40 y completan uno.
La estimación de esta secuencia es 0,60.
Las otras dos aceptadas tienen L=No: su estimación 2/5 = 0,40 completa uno con 0,60.
EJEMPLO RESUELTO 2
Un bloque que no permite estimar
En otro bloque de diez rondas se obtiene M=No en todas ellas. ¿Qué estimación por rechazo podemos dar para P(L=Sí | M=Sí)?
Observación del bloque
En las diez rondas sale M=No.Filtro
Ninguna cumple M=Sí.Contadores
Nₑ=0 y Nq, e=0.Cociente
Sería 0/0, que no define una estimación.
Interpretar
El bloque no permite responder; no demuestra que la evidencia sea imposible.
Comparar con el modelo
La enumeración del mismo modelo da P(M=Sí)=0,50 y posterior 0,80, que no cambian por este bloque.
No hay estimación con ese bloque: el denominador es cero.
La enumeración sigue dando 0,80 para el mismo modelo. Un bloque poco informativo no cambia esa probabilidad.
Los símbolos que hemos usado
- Nodos en un orden topológico: padres antes de hijos.
- Padres de ese nodo; sus estados ya deben conocerse en la ronda.
- Q=q
- Estado o suceso consultado.
- E=e
- Configuración observada; decide qué rondas se aceptan.
- u
- Número uniforme en [0,1) usado para elegir un estado por intervalos.
- Intentos totales, aceptadas por evidencia y aceptadas que también cumplen la consulta.
- Estimación a partir de rondas; puede diferir de la probabilidad exacta.
Ahora te toca a ti.
Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.
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