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Tema 11 JB
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#	teoria/Tema11.Rmd
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joanby committed Feb 2, 2019
2 parents e24fe84 + 899de88 commit d42e053
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88 changes: 68 additions & 20 deletions teoria/Tema11.Rmd
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Expand Up @@ -179,7 +179,7 @@ Si $X$ es una v.a. discreta y $g:D_X\longrightarrow \mathbb{R}$ una función, $$

## Distribuciones en `R`

Dada cualquier variable aleatoria, $va$, `R` nos da cuatro funciones para poder trabajar con ellas:
Dada cualquier variable aleatoria, `va`, `R` nos da cuatro funciones para poder trabajar con ellas:

- `dva(x,...)`: Función de densidad o de probabilidad $f(x)$ de la variable aleatoria para el valor $x$ del dominio de definición.
- `pva(x,...)`: Función de distribución $F(x)$ de la variable aleatoria para el valor $x$ del dominio de definición.
Expand All @@ -197,9 +197,7 @@ Dada cualquier variable aleatoria, en `Python` tenemos las mismas cuatro funcion

# Distribuciones discretas más conocidas

## Distribuciones discretas

<l class = "definition">Distribución discreta</l>
## Distribuciones discretas

- [Bernoulli](https://es.wikipedia.org/wiki/Distribución_de_Bernoulli)
- [Binomial](https://es.wikipedia.org/wiki/Distribución_binomial)
Expand All @@ -215,7 +213,7 @@ $$X\sim \text{Be}(p)$$

donde $p$ es la probabilidad de éxito y $q = 1-p$ es la probabilidad de fracaso.

- El **espacio muestral** de $X$ será $X(\Omega) = \{0,1\}$
- El **dominio** de $X$ será $D_X = \{0,1\}$
- La **función de densidad** vendrá dada por $$f(k) = p^k(1-p)^{1-k} = \left\{
\begin{array}{rl}
p & \text{si } k=1
Expand Down Expand Up @@ -251,7 +249,7 @@ $$X\sim \text{B}(n,p)$$

donde $p$ es la probabilidad de éxito y $q = 1-p$ es la probabilidad de fracaso

- El **espacio muestral** de $X$ será $X(\Omega) = \{0,1,2,\dots,n\}$
- El **dominio** de $X$ será $D_X = \{0,1,2,\dots,n\}$
- La **función de densidad** vendrá dada por $$f(k) = {n\choose k}p^k(1-p)^{n-k} $$

## Distribución Binomial
Expand Down Expand Up @@ -285,7 +283,7 @@ Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de repeticiones independientes
$$X\sim \text{Ge}(p)$$
donde $p$ es la probabilidad de éxito y $q = 1-p$ es la probabilidad de fracaso

- El **espacio muestral** de $X$ será $X(\Omega) = \{0,1,2,\dots\}$ o bien $X(\Omega) = \{1,2,\dots\}$ en función de si empieza en 0 o en 1
- El **dominio** de $X$ será $D_X= \{0,1,2,\dots\}$ o bien $D_X = \{1,2,\dots\}$ en función de si empieza en 0 o en 1, respectivamente

- La **función de densidad** vendrá dada por $$f(k) = (1-p)^{k}p \qquad\text{ si empieza en 0}$$
$$f(k) = (1-p)^{k-1}p \qquad\text{ si empieza en 1}$$
Expand All @@ -300,14 +298,24 @@ $$f(k) = (1-p)^{k-1}p \qquad\text{ si empieza en 1}$$
\right.$$
- **Esperanza** $E(X) = \frac{1-p}{p}$ si empieza en 0 y E$(X) = \frac{1}{p}$ si empieza en 1
- **Varianza** $Var(X) = \frac{1-p}{p^2}$
- <l class = "prop">Propiedad de la falta de memoria.</l> Si $X$ es una v.a. \text{Ge}(p), entonces, $$p\{X\ge m+n:\ X\ge n\} = p\{X\ge m\}\ \forall m,n=0,1,\dots$$
- <l class = "prop">Propiedad de la falta de memoria.</l> Si $X$ es una v.a. $\text{Ge}(p)$, entonces, $$p\{X\ge m+n:\ X\ge n\} = p\{X\ge m\}\ \forall m,n=0,1,\dots$$

## Distribución Geométrica

```{r, echo = FALSE}
par(mfrow = c(1,2))
plot(dgeom(1:20,0.5),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de probabilidad de una Ge(0.5)")
plot(pgeom(1:20,0.5),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de distribución de una Ge(0.5)")
par(mfrow= c(1,1))
```

## Distribución Hipergeométrica

Consideremos el experimento "extraer a la vez (o una detrás de otra, sin retornarlos) $n$ objetos donde hay $N$ de tipo A y $M$ de tipo B". Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de objetos del tipo A", diremos que $X$ se distribuye como una Hipergeométrica con parámetro $N,M,n$
Consideremos el experimento "extraer a la vez (o una detrás de otra, sin retornarlos) $n$ objetos donde hay $N$ de tipo A y $M$ de tipo B". Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de objetos del tipo A", diremos que $X$ se distribuye como una Hipergeométrica con parámetros $N,M,n$
$$X\sim \text{H}(N,M,n)$$

- El **espacio muestral** de $X$ será $X(\Omega) = \{0,1,2,\dots,N\}$ (en general)
- El **dominio** de $X$ será $D_X = \{0,1,2,\dots,N\}$ (en general)
- La **función de densidad** vendrá dada por $$f(k) = \frac{{N\choose k}{M\choose n-k}}{N+M\choose n}$$

## Distribución Hipergeométrica
Expand All @@ -322,14 +330,24 @@ $$X\sim \text{H}(N,M,n)$$
- **Esperanza** $E(X) = \frac{nN}{N+M}$
- **Varianza** $Var(X) = \frac{nNM}{(N+M)^2}\cdot\frac{N+M-n}{N+M-1}$

## Distribución Hipergeométrica

```{r, echo = FALSE}
par(mfrow = c(1,2))
plot(dhyper(1:30,10,20,10),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de probabilidad de una H(20,10,30)")
plot(phyper(1:30,10,20,10),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de distribución de una H(20,10,30)")
par(mfrow= c(1,1))
```

## Distribución de Poisson

Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de eventos en un cierto intervalo de tiempo", diremos que $X$ se distribuye como una Poisson con parámetro $\lambda$

$$X\sim \text{Po}(\lambda)$$
donde $\lambda$ representa el número de veces que se espera que ocurra el evento durante un intervalo dado

- El **espacio muestral** de $X$ será $X(\Omega) = \{0,1,2,\dots\}$
- El **dominio** de $X$ será $D_X = \{0,1,2,\dots\}$

- La **función de densidad** vendrá dada por $$f(k) = \frac{e^{-\lambda}\lambda^k}{k!}$$

Expand All @@ -345,6 +363,7 @@ donde $\lambda$ representa el número de veces que se espera que ocurra el event
- **Esperanza** $E(X) = \lambda$
- **Varianza** $Var(X) = \lambda$

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## Distribución Binomial Negativa

Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de repeticiones hasta observar los $r$ éxitos en ensayos de Bernoulli con probabilidad $p$", diremos que $X$ se distribuye como una Binomial Negativa con parámetros $r$ y $p$, $BN(r,p)$.
Expand All @@ -361,6 +380,17 @@ Si $X$ es variable aleatoria que mide el "número de repeticiones hasta observar
- **Esperanza** $E(X) = \frac{r}{p}$
- **Varianza** $Var(X) = r\frac{1-p}{p^2}$

=======
## Distribución de Poisson

```{r, echo = FALSE}
par(mfrow = c(1,2))
plot(dpois(1:20,2),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de probabilidad de una Po(2)")
plot(ppois(1:20,2),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de distribución de una Po(2)")
par(mfrow= c(1,1))
```
>>>>>>> 899de88f93fab102ba58ac838f929ad8950cebad
## Distribuciones discretas en R

Expand Down Expand Up @@ -452,7 +482,7 @@ Una v.a. continua $X$ tiene distribución uniforme sobre el intervalo real $[a,b

Modela el elegir un elemento del intervalo $[a,b]$ de manera equiprobable

## Distribución uniforme
## Distribución Uniforme

- El **dominio** de $X$ será $D_X = [a,b]$

Expand All @@ -467,10 +497,16 @@ Modela el elegir un elemento del intervalo $[a,b]$ de manera equiprobable
- **Esperanza** $E(X) = \frac{a+b}{2}$
- **Varianza** $Var(X) = \frac{(b-a)^2}{12}$

## Distribución Uniforme

```{r, echo = FALSE}
plot(punif(1:20,min = 0, max = 20),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de densidad de una U(0,20)", type = "o")
```


## Distribución Exponencial

Una v.a. $X$ tiene distribución exponencial de parámetro $\lambda$, $X\sim\text{Exp}(\lambda)$ si su función de densidad es $$f_X(x)=\left\{
Una v.a. $X$ tiene distribución exponencial de parámetro $\lambda$, $X\sim\text{Exp}(\lambda)$, si su función de densidad es $$f_X(x)=\left\{
\begin{array}{rl}
0 & \text{si } x\le 0
\\ \lambda\cdot e^{-\lambda x} & \text{si }x>0
Expand All @@ -495,6 +531,12 @@ Una v.a. $X$ tiene distribución exponencial de parámetro $\lambda$, $X\sim\tex
- **Esperanza** $E(X) = \frac{1}{\lambda}$
- **Varianza** $Var(X) = \frac{1}{\lambda^2}$

## Distribución Exponencial

```{r, echo = FALSE}
plot(pexp(1:20,0.2),col = "purple", xlab = "", ylab = "", main = "Función de densidad de una Exp(0.2)", type = "o")
```


## Distribución Normal

Expand All @@ -513,7 +555,19 @@ $$f_Z(z)=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{z^2}{2}}\quad \forall z\in\mathbb{R}$$
En particualr, si $Z$ sigue una distribución estándar,

- **Esperanza** $E(X) = 0$
- **Varianza** $Var(X) = 1$
- **Varianza** $Var(X) = 1$

## Distribución Normal

```{r, echo = FALSE}
z_scores <- seq(-10, 10, by = .1)
dvalues <- dnorm(z_scores)
plot(dvalues, ylab = "", xlab= "",
xaxt = "n",
type = "l",
col = "purple",
main = "Función de densidad de una N(0,1)")
```

## Distribución Normal

Expand All @@ -538,12 +592,6 @@ Si a la hora de llamar a alguna de las 4 funciones siguientes: `dnorm`, `pnorm`,
Es decir, R interpreta $\mu = 0$ y $\sigma = 1$


## Distribución Khi cuadrado

## Distribución t de Student

## Distribución F de Fisher

## Distribuciones continuas en R

Distribución | Instrucción | Parámetros
Expand Down
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