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alexsanchezpla committed Sep 25, 2024
1 parent e368bba commit 94e3a39
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86 changes: 44 additions & 42 deletions 01-probabilidad.Rmd
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Expand Up @@ -608,64 +608,65 @@ $\mathrm{A}=$ obtener cara tiene probabilidad:
$$
\mathrm{p}(\mathrm{A})=1 / 2=0,5
$$
### Ilustración por simulación

En el cuadro siguiente se simula por ordenador el comportamiento de la
frecuencia relativa del suceso $\mathrm{A}=$ obtener cara. El cuadro
inicia la simulación con el lanzamiento consecutivo de la moneda veinte
veces, calculando la frecuencia relativa de cara y comparándolo con la
$p(A)=0.5$. Aunque no es imposible que coincidan, la mayoría de veces
$\mathrm{f}_{\mathrm{r}}$ será diferente.
En el enlace siguiente se accede a una simulación por ordenador de la _ley de los grandes números_ en la que se basa precisamente la idea de asimilar "a la larga" (es decir a medida que crece el número de repeticiones) frecuencia relativa y probabilidad.

El lector puede manipular el cuadro para observar qué ocurre con rachas
entre $n=1$ y $n=1000$ lanzamientos. También puede empezarse una nueva
racha de lanzamientos con el botón Reiniciar.
:::: {.calloutBox .link}
[Enlace a la simulación](https://www.grbio.eu/statmedia/Statmedia_1/)
::::

<!-- ![](https://cdn.mathpix.com/cropped/2024_09_11_4f112ca503bf745765b6g-20.jpg?height=938&width=366&top_left_y=1781&top_left_x=845) -->

Al realizar este tipo de experimento ha de llamar la atención:
En la simulación podéis definir:

- el carácter errático del comportamiento de $\mathrm{f}_{\mathrm{r}}$
entre los valores 0 y 1 , pero a pesar de ello se intuye que a mayor
- La verdadera probabilidad" de que al tirar la moneda salga cara,
- EL número de tiradas.

Como podréis comprobar, sea cual sea la probabilidad (una moneda justa es un 0.5) a la larga la frecuencia relativa converge hacia el valor que habéis fijado.

Eso sí, observad lo que sucede si fijais probabilidades cercanas a 0.5 o muy alejadas de ell.

¿La idea de lo que sucede a la larga es la misma? ¿En que encontráis diferencias?
Aunque no deje de llamar la atención el carácter errático del comportamiento de $\mathrm{f}_{\mathrm{r}}$ entre los valores 0 y 1, estaréis seguramente de acuerdo que a mayor
número de lanzamientos $n$, más improbable es que $f_{r}$ se aleje
mucho de $p(A)$.

La teoría moderna de la probabilidad enlaza formalmente estas ideas con
el estudio de las leyes de los grandes números, que se discutiran brevemente en el capítulo dedicado a las "Grandes muestras"
.
el estudio de las leyes de los grandes números, que se discutiran con más detalle en el capítulo dedicado a las "Grandes muestras".

## CASO DE ESTUDIO: Eficacia de una prueba diagnóstica

Para decidir la presencia(E) o ausencia (A) de sordera profunda a la edad de seis meses, se está ensayando una batería de tests.

Considerando el caso en que la prueba pueda dar positivo $(+)$ o negativo $(-)$, hay que tener en cuenta que en individuos con dicha sordera la prueba dará a veces positivo y a veces negativo, e igual ocurrirá con individuos que no presentan la sordera.

Así pues, es conveniente cuantificar estas probabilidades.
Sean,
En este contexto todas las probabilidades pueden ser interpretadas en terminos de resultados positivos o neghativos, correctamente o no y cada una ha recibe un nombre que la ha popularizado dentro de la literatura médica:

$$
\mathrm{P}(+/ \mathrm{E})=\text { Probabilidad de test positivo en individuos que padecen la sordera }
$$
Así tenemos:

Al valor anterior se le conoce como sensibilidad del test.
- $\mathrm{P}(+/ \mathrm{E})$

$$\mathrm{P}(+/ \mathrm{A})=$$
Probabilidad de test positivo en individuos que no padecen la sordera.
- Probabilidad de test positivo en individuos que padecen la sordera.
- Este valor se conoce como _sensibilidad del test_.

Al valor anterior se le conoce como probabilidad de falso-positivo.
$$\$mathrm{P}(-/ \mathrm{E})=$$
- $\mathrm{P}(+/ \mathrm{A})=$
- Probabilidad de test positivo en individuos que no padecen la sordera.
- Este valor se conoce como _probabilidad de falso-positivo_.

- $\mathrm{P}(-/ \mathrm{E})=$
- Probabilidad de test negativo en individuos que padecen la sordera
- Este valor se conoce como _probabilidad de falso-negativo_.

- $P(-/ A)=$
- Probabilidad de test negativo en individuos que no padecen sordera.
- Este valor se conoce como
_especificidad del test_.

Probabilidad de test negativo en individuos que padecen la sordera
- Finalmente a la probabilidad, $\mathrm{P}(\mathrm{E})$, de presentar la enfermedad se le conoce como _prevalencia_ de la enfermedad.

Al valor anterior se le conoce como probabilidad de falso-negativo.
$$P(-/ A)=$$
Probabilidad de test negativo en individuos que no padecen sordera
Al valor anterior se le conoce como especificidad del test.
Lógicamente, en un "buen test" nos interesa que la sensibilidad y la especificidad sean elevadas, mientras que los falsos-positivos y falsos-negativos sean valores bajos.

A la probabilidad $\mathrm{P}(\mathrm{E})$ de presentar la enfermedad se le conoce como prevalencia de la enfermedad.

Lógicamente, interesa que la sensibilidad y la especificidad sean elevadas, mientras que los falsospositivos y falsos-negativos sean valores bajos.

Por otro lado, el interés de aplicar el test consiste en que sirva de elemento predictivo para diagnosticar la sordera.
Además no debemos olvidar que, el interés de aplicar el test, consiste en que sirva de elemento predictivo para diagnosticar la sordera.

Por lo tanto, interesa que las probabilidades:

Expand All @@ -676,13 +677,15 @@ Por lo tanto, interesa que las probabilidades:
sean realmente altas.

A las probabilidades
anteriores se las conoce como: valor predictivo del test.
anteriores se las conoce como: _valores predictivos_ del test, en concreto:

Estamos pues en una situación en que, a partir de conocimiento de unas probabilidades, nos interesa calcular otras.
- $\mathrm{P}(\mathrm{E} /+)=$ es el _valor predictivo positivo_ y

### APlicación del Teorema de Bayes
- $\mathrm{P}(\mathrm{A} /-)=$ es el _valor predictivo negativo_

Para el cálculo del valor predictivo del test utilizaremos el teorema de Bayes.
### Aplicación del Teorema de Bayes

Estamos en una situación en que, a partir de conocimiento de unas probabilidades, nos interesa calcular otras, para lo que utilizaremos el teorema de Bayes.

Habitualmente, a partir de estudios epidemiológicos y muestras experimentales, se estiman:

Expand All @@ -698,21 +701,20 @@ Habitualmente, a partir de estudios epidemiológicos y muestras experimentales,

¿Cómo se obtiene entonces el valor predictivo del test?

Muy sencillo!: Aplicando el teorema de Bayes.
Veamos como aplicar el teorema de Bayes a este problema:

Si dividimos a la población global (en este caso, el conjunto de todos los bebés de seis meses) entre los que padecen sordera y los que no la padecen, aplicando el teorema de Bayes resulta que:

$$
\mathrm{P}(\mathrm{E} /+)=(\mathrm{P}(+/ \mathrm{E}) \times \mathrm{P}(\mathrm{E})) /(\mathrm{P}(+/ \mathrm{E}) \times \mathrm{P}(\mathrm{E})+\mathrm{P}(+/ \mathrm{A}) \times \mathrm{P}(\mathrm{~A}))
$$

y

$$
\mathrm{P}(\mathrm{~A} /-)=(\mathrm{P}(-/ \mathrm{A}) \times \mathrm{P}(\mathrm{~A})) /(\mathrm{P}(-/ \mathrm{A}) \times \mathrm{P}(\mathrm{~A})+\mathrm{P}(-/ \mathrm{E}) \times \mathrm{P}(\mathrm{E}))
$$

### Cálculos
### Ejemplo numérico

Supongamos que en el ejemplo de la sordera, se sabe que:

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Binary file not shown.
2 changes: 1 addition & 1 deletion _output.yml
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@@ -1,5 +1,5 @@
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before: |
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@@ -0,0 +1,78 @@
/* Estilo base para todos los bloques */
.calloutBox {
padding: 1em 1em 1em 4em; /* Espacio para el ícono a la izquierda */
margin-bottom: 20px;
border-radius: 10px;
background-color: #f5f5f5;
background-position: 10px center;
background-size: 3em;
background-repeat: no-repeat;
border: 1px solid #ccc;
}

/* Estilos específicos con imágenes para cada tipo de bloque */
.objectives {
background-image: url('images/objective-icon.png');
border-color: #cc0000;
background-color: #ffe6e6; /* Rosa pálido */
}

.important {
background-image: url('images/important-icon.png');
border-color: #e67300;
background-color: #ffe6cc; /* Naranja pálido */
}

.tip {
background-image: url('images/tip-icon.png');
border-color: #004080;
background-color: #e6f2ff; /* Azul pálido */
}

.software {
background-image: url('images/software-icon.png');
border-color: #006600;
background-color: #e6ffe6; /* Verde pálido */
}

.link {
background-image: url('images/link-icon.png');
border-color: #cc8400;
background-color: #fff5e6; /* Amarillo pálido */
}

.think {
background-image: url('images/think-icon.png');
border-color: #9900cc;
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}

/* Clases adicionales con solo fondo de color */

/* Bloque para definiciones (fondo amarillo) */
.definicion {
background-color: #fff9c4; /* Amarillo pálido */
border-left: 5px solid #fbc02d; /* Borde amarillo más oscuro */
padding: 1em;
margin-bottom: 20px;
border-radius: 5px;
}

/* Bloque para ejemplos (fondo rosa) */
.ejemplo {
background-color: #f8bbd0; /* Rosa pálido */
border-left: 5px solid #ec407a; /* Borde rosa más oscuro */
padding: 1em;
margin-bottom: 20px;
border-radius: 5px;
}

/* Bloque para teoremas (fondo azul) */
.teorema {
background-color: #bbdefb; /* Azul pálido */
border-left: 5px solid #42a5f5; /* Borde azul más oscuro */
padding: 1em;
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border-radius: 5px;
}

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Expand Up @@ -61,6 +61,7 @@
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<link rel="stylesheet" href="style.css" type="text/css" />
<link rel="stylesheet" href="blocks.css" type="text/css" />
</head>

<body>
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<li class="chapter" data-level="2.9" data-path="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html"><a href="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html#frecuencia-relativa-y-probabilidad"><i class="fa fa-check"></i><b>2.9</b> Frecuencia relativa y probabilidad</a></li>
<li class="chapter" data-level="2.10" data-path="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html"><a href="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html#caso-de-estudio-eficacia-de-una-prueba-diagnóstica"><i class="fa fa-check"></i><b>2.10</b> CASO DE ESTUDIO: Eficacia de una prueba diagnóstica</a>
<ul>
<li class="chapter" data-level="2.10.1" data-path="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html"><a href="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html#aplicación-del-teorema-de-bayes"><i class="fa fa-check"></i><b>2.10.1</b> APlicación del Teorema de Bayes</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.10.2" data-path="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html"><a href="probabilidad-y-experimentos-aleatorios.html#ejemplo-numérico"><i class="fa fa-check"></i><b>2.10.2</b> Ejemplo numérico</a></li>
</ul></li>
</ul></li>
<li class="chapter" data-level="3" data-path="variables-aleatorias-y-distribuciones-de-probabilidad.html"><a href="variables-aleatorias-y-distribuciones-de-probabilidad.html"><i class="fa fa-check"></i><b>3</b> Variables aleatorias y Distribuciones de probabilidad</a>
Expand Down
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/* Estilo base para todos los bloques */
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/* Estilos específicos con imágenes para cada tipo de bloque */
.objectives {
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