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cc5101 2025-09-08

Patricio Poblete · 9,512 words · 44 min read

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0:03Buenos días y bienvenidos a la clase.

0:06Eh, vamos a recapitular un poco lo en

0:09qué estábamos con las funciones

0:10generatrices exponenciales, que es algo

0:11que acabamos de introducir, ¿no es

0:13cierto? Para recordar la forma como se

0:15define esto es muy similar a las

0:17funciones generatrices

0:19ordinarias, lo que antes llamábamos

0:21simplemente funciones generatrices,

0:23excepto que el z a la n está siempre

0:25dividido por n factorial.

0:28Y cuando usamos la definición

0:31en base a recorrer todo el conjunto,

0:33toda la clase, eh en lugar de sumar z

0:38elevado al tamaño de alfa,

0:41eh sumamos z elevado al tamaño de alfa

0:43dividido por el tamaño de alfa

0:45factorial.

0:48Y ahí tenemos las reglas de composición

0:50que habíamos visto, que cuando una clase

0:53es la unión disjunta de dos otras

0:54clases, entonces las respectivas

0:57funciones generatrices

0:59se suman para dar la función generatriz

1:02resultante.

1:04Ya, eso es exactamente lo mismo que pasa

1:07con las funciones generatrices

1:09ordinarias. Cuando una clase se obtiene

1:13mediante el producto

1:18rotulado,

1:21ahí

1:24el resultado se obtiene multiplicando

1:27las respectivas clases, las respectivas

1:29funciones generatrices. Ya recuerden qué

1:31es el producto rotulado. Productor

1:32rotulado significa que cada objeto

1:35resultante se forma como la

1:37concatenación de de los dos objetos de

1:40las clases B y C, ¿no es cierto? Un

1:42fondo como un parordenado el producto

1:43cartesiano, excepto que no lo podemos

1:46dejar tal cual porque acá está numerado

1:48de uno en adelante los rótulos. Acá

1:51están de uno en adelante. Si lo

1:52dejáramos juntos habría rótulos eh

1:56duplicados.

1:57Entonces, lo que se hace es que a la

2:00estructura resultante completa se le

2:01asignan los números del uno hasta el

2:03número total de átomos que contiene. Y

2:06la forma como se hace es eh se algunos

2:09de los rótulos se asignan a la primera

2:11parte, en los restantes a la otra parte.

2:14Ah, y eso de todas las maneras es

2:15posible. O sea, ahí aparece inmediato un

2:18coeficiente binomial. Eso ya lo hemos

2:22visto. Eh, después, ¿qué más? Eh, si

2:26tengo una secuencia, si una clase se

2:29forma como una secuencia,

2:31no, no más muy bien, esto se supone que

2:34es una es cursiva, una secuencia de

2:37objetos de la clase B, ¿ya? Eh,

2:43eso eh ahora, ¿qué cosa es la secuencia?

2:46Anotemos que qué es la secuencia. Eh,

2:50vamos poner nuestro color aquí. Ya,

2:54esto es

2:56la clase del objeto vacío.

3:00Más B

3:02más B

3:06producto con B

3:08más B producto con B

3:14y así sucesivamente. Ese es el esa es la

3:18secuencia

3:19eh muy parecido a lo que es la operación

3:21estrella que usamos en

3:24funciones genérices

3:27ordinarias, eh pero esto ya asociado a

3:30esta rotulación. Hm.

3:33Y en ese caso el el A de el agorro de Z

3:39es 1

3:42+ B gorro de Z

3:46Bor Z², etcétera.

3:50Y eso es igual a 1/ido por 1 - B Z.

3:55Ya. Después eh los subconjuntos que yo

4:00puedo sacar. Si A está formado por todos

4:02los subconjuntos posibles de B,

4:07más bien

4:10más bien A eh es un conjunto de objetos

4:15tomados de B.

4:18E

4:21objetos de tipo B.

4:23Eso da que agorro de Z

4:32es la sumatoria

4:36de p Z

4:40a la K partido por K factorial, ¿cierto?

4:43Porque yo yo puedo tomar una secuencia

4:47ya de objetos, eh, pero como es un

4:51conjunto, el orden no importa. Por lo

4:55tanto, cada

4:59a partir de cada conjunto yo puedo del

5:01tamaño K, yo puedo generar K factorial

5:02secuencias, por lo tanto tengo que

5:04dividir por K factorial y ahí lo que

5:06resulta

5:09es la exponencial.

5:11Y por último,

5:15Ca es un el conjunto de todos los ciclos

5:19de objetos de tipo B, todas las

5:22permutaciones cíclicas,

5:25hay el agorro de Zatoria

5:30de Porro de Z a la K

5:34partido por K, no por K factora, sinción

5:36que es K, porque en las permutaciones

5:38cíclicas yo coloco el líder de la

5:39permutación al principio. y el resto eh

5:42es una permutación cualquiera. Ya eh

5:46como eso es un ciclo, ¿no es cierto? Yo

5:47podría haber partido numerándolo de

5:49cualquiera de sus componentes, pero

5:50siempre para fines de que de no enumerar

5:52más de una vez lo mismo, eh, tomo una

5:55forma canónica de escribirlo que es

5:56colocando el mínimo al comienzo h y por

5:59lo tanto se está fijo y los restantes se

6:02permutan de cualquier manera

6:04y y eso me da el logaritmo

6:09de 1/ por 1 men v z. Esas son las reglas

6:13de composición que tenemos.

6:18Y eh vamos a aplicar esto.

6:25Una aplicación de esto es la siguiente.

6:33enumeración

6:39de árboles

6:42generales

6:45rotulado.

6:49[Música]

7:00un

7:01un árbol general. Eh, bueno, aquí

7:05habíamos hecho, repitámoslo aquí,

7:07habíamos hecho una pequeña tabla para

7:09indicar

7:11cómo podrían ser

7:16estos.

7:23Aquí pongamos los

7:26árboles

7:28no rotulados.

7:34Acá pongamos los árboles rotulados.

7:42Entonces, para n = 1 hay un solo árbol

7:46no rotulado que es ese. Y el único árbol

7:49rotulado sería ese que llega el rótulo

7:50uno y hay uno, ¿no es cierto? Para n =

7:532, el único árbol no rotulado que yo

7:58puedo hacer con dos nudos es ese, pero

8:00acá puedo tener el uno como padre el dos

8:03y el dos como padre del uno, que son

8:05árboles distintos cuando yo tengo en

8:07cuenta los rótulos.

8:09Y después ahora acá

8:12ya para tres aquí es la primera parte,

8:16la primera vez que esto es no trivial.

8:18Esto es tres medio, ¿no? Eh, con tres

8:22nodos, una posibilidad es esta. Ese es

8:27un árbol general con tres nodos y esta

8:29es la otra. Son los dos árboles

8:31generales que hay con tres nodos. Hm. Y

8:36al enumerarse, el primero da origen a

8:39seis, que son pues yo puedo asignar eh

8:42los rótulos en las seis permutaciones

8:44posibles, o sea, 1 2 3

8:501 3 2

8:551 3

8:582 3 1

9:023

9:041 2

9:06y 3 2 1.

9:10Ahí están los seis, ¿no es cierto?

9:12Y ahora cuando tengo que asignar rótulos

9:16al a este árbol con forma de triángulo,

9:19eh la diferencia la hace quién es la

9:22raíz. Cuando la raíz es uno, los hijos

9:25pueden ser el dos y el tres.

9:29Ya. Y si yo asignara a los hijos en el

9:33orden 32 en vez de 2 3, eso no sería un

9:36árbol distinto porque el

9:40el

9:42lo que hay como hijos del uno es un

9:44conjunto de es un conjunto de hijos,

9:48¿ya? Así es que las diferencias en el

9:51orden no hacen que sea un conjunto

9:52diferente. De hecho, para fines de de

9:55evitar enumerar más de una vez el mismo

9:57árbol, yo puedo tener la convención que

9:59los hijos los ordeno en orden creciente.

10:01¿Ya? Entonces sería el 1 2 3. Otro

10:04distinto es el dos y en ese caso los

10:06hijos serían el uno y el tres. Y por

10:09último, eh cuando la raíz es el tres,

10:11los hijos son el uno y el dos.

10:15Y eso me da un total de nueve.

10:18No es cierto. Entonces la pregunta es

10:23ya si esto sigue ha abajo, cuando esto

10:25es n,

10:27¿cuánto vale de su n? El número total de

10:32árboles generales con n de nodos. Okay.

10:35Entonces, ¿cómo vamos a modelar esto?

10:39Eh, digamos que

10:42llamemos T cursiva

10:48a la clase

10:51de los árboles

10:55generales

10:59con rotulado, no rotulado.

11:05rotulados

11:09con n nodos

11:15y llamemos de gorro de Z

11:19a la función generatriz exponencial

11:23de la clase

11:26de cursiva. ¿Okay?

11:29Entonces, ¿cómo modelamos esto? La

11:31verdad es que esto es s simple.

11:34es eh

11:36todo árbol.

11:38Ya

11:41recuerden que los árboles generales

11:43siempre tienen por lo menos un nodo.

11:45Entonces árbol va a tener una una raíz.

11:49¿Okay?

11:54Eh,

11:56y

11:58luego

12:02lo que va a ver aquí es un conjunto

12:07de hijos. Cada hijo es un árbol general

12:10recursivamente, ¿no es cierto?

12:13O dicho de otra manera, lo que tengo

12:15aquí es una raíz

12:18con un conjunto de objetos de tipo t

12:22como como hijos. Ah,

12:26si quieres, no sé.

12:30Okay. Bueno, eso tiene una traducción

12:34simple a

12:37lo que son las respectivas funciones

12:38generatrices.

12:42La función generatriz asociada a la

12:43clase T va a consistir de la raíz. La

12:48raíz,

12:50su función generatriz es Z, ¿cierto? La

12:53función generatriz de un átomo e es Z.

12:56Eh, lo que hay la raíz es un átomo y

12:59luego eh y esto es un producto

13:01cartesiano rotulado, ¿no es cierto? En

13:03que está la raíz y están todos los todos

13:08los hijos. A continuación lo podemos

13:10escribir así, ¿no es cierto? Y esto es

13:12rotulado porque una vez que los

13:14concateno, después los rótulos hay que

13:16distribuirlos de todas las maneras

13:17posibles que son compatibles con el

13:19orden que en que venían. ¿Ya? Y por eso

13:21es que eh a cada uno de los rótulos le

13:26toca hacer la raíz en alguna

13:27oportunidad, que era lo que oíamos un

13:28poquito antes, ¿no es cierto? Ya es

13:31debido a la rerrotulación que que eso se

13:34produce, ¿ya? Eh, entonces lo que viene

13:38es un producto rotulado que se traduce

13:40en un simple producto aquí, ¿ya? Y lo

13:43que viene a continuación es un conjunto

13:47de objetos de tipo T. La regla me dice

13:50que en ese caso, la regla respectiva me

13:53dice que en ese caso lo que obtengo yo

13:54es la función exponencial. Ah, entonces

13:57esto va a ser

13:59por e elevado a gorro de Z.

14:06Y esta es la esta es la ecuación

14:10esta es la ecuación que enumera

14:13los árboles generales rotulados. Esta

14:16función t gorro de Z

14:20se llama

14:24la tre function, la función árbol

14:33y también se llama

14:37la función de Ky.

14:55Y

14:56esta función

15:02está relacionada

15:08con la función

15:13W de Lampart,

15:20que es la solución

15:27de la ecuación.

15:33Z igual W de Z por E elevado WZ.

15:42Es una ecuación bien parecida, pero pero

15:44distinta, ¿no? Pero hay una relación

15:47entre la solución de las dos. Hm. Así es

15:50que esa es la Y de hecho cuando ustedes

15:53trabajan en Maple, Maple entrega los

15:56resultados de esto en términos de la

15:58función W, que esa es la que maneja

16:00Maple.

16:02Muy bien. Eh, pero ahora la pregunta es,

16:05¿cómo nosotros podemos resolver esto?

16:07Ah, bueno, eh,

16:12¿qué es este gorro de Z? Este gorro de

16:13Z, aparte de esa solución de la ecuación

16:16que está ahí en el enmarcada, ¿no es

16:18cierto?

16:19Te digo R de Z es la función generatriz

16:22exponencial de eh de la clase t cursiva,

16:26¿no es cierto? Entonces, por definición

16:28va a ser la sumatoria para n mayor o

16:31igual que 0 de t sub n

16:35por z a la n partido por n factorial.

16:38Eso es la definición. Okay.

16:42Entonces, aquí como estamos espacio,

16:44¿sí? Ya vamos a recordar el teorema

16:50de inversión

16:55de la granch que ya lo hemos aplicado

16:57una vez

17:03que dice que si a dez

17:08la solución

17:12de una ecuación

17:19de la forma

17:24A de Z

17:26igual Z

17:28por fi de AD Z.

17:33Ya.

17:34Entonces,

17:38a su n,

17:40que es el coeficiente que multiplica a z

17:43la n dez.

17:46Eso es lo que

17:48significa esa anotación de los

17:49paréntesis cuadrados.

17:52Se puede expresar como 1/ido por n por

17:55el coeficiente que multiplica a u a la n

17:58- 1

18:00dentro de fi de u

18:03a la n.

18:05Ya ten cuidado que no se me confundan

18:07las con las n. Aquí escribamos esto más.

18:12Esto es una

18:14n.

18:16Okay, es el teorema de inversión de la

18:19grang.

18:20Entonces, eh veamos si lo podemos

18:23aplicar, ¿no es cierto? Eh nuestra

18:25ecuación, recuerden, es esa. Tor z es z

18:28por e a la torre de z.

18:31Eh, y necesitamos ver si eso es de la

18:33forma ad = z por de z. Bueno, y

18:36efectivamente es

18:38este la ecuación

18:45tengo R de Z = Z * E a la Torr de Z

18:59igual Z por fi de ADZ.

19:06para a de z

19:10igual tor de z

19:13y fi de u igual e a la u, ¿cierto?

19:22Claro, la función fi la exponencial,

19:24por eso de la forma z por la z por de

19:29este correo de zoni

19:32f igual la función exponencial.

19:37Por lo tanto, aplicando,

19:41por lo tanto,

19:44okay.

19:45Eh,

19:55el au sub n, ¿no es cierto? Porque eso

19:57es lo que vamos a despejar, ¿no es

19:58cierto?

19:59Ah, eh,

20:02ahora

20:05eh

20:08quizás debería hacer una anotación aquí

20:10al margen

20:12que me dice que eh

20:16A de Z

20:19es la sumatoria de A sub n z a la n la n

20:23mayor o igual que 0.

20:25y t gorro de zatoria

20:29para n mayor o igual que 0 de t sub n *

20:32z a la n parido por n factorial, ¿no es

20:34cierto?

20:36Ah, entonces eh eso implica que a sub n

20:41es igual a t sub n parido por n

20:44factorial, identificando coeficientes.

20:47Entonces, cuando la cuando el teorema

20:50dice que yo voy a despejar a su n, aquí

20:53lo que están viendo ustedes aquí, en

20:54realidad lo que estoy despejando este su

20:56n partido por n factorial, ¿no es

20:57cierto?

20:59Ya. Entonces,

21:02t sub n parido por n factorial. Lo puedo

21:05despejar como lo puedo despejar como

21:081/ido por n

21:13por el coeficiente que multiplica a u a

21:16la n - 1,

21:19¿ya?

21:21Dentro de fi de u a la n,

21:24pero fi de u a la fi de u es e a la u.

21:27Entonces sería e a la nu.

21:37Okay. Eh, ya. Entonces, esto sería igual

21:42a 1/ido por n por el coeficiente que

21:45multiplica a u a la n - 1

21:49dentro de e a la nu. Para saber,

21:52para poder extraer el coeficiente, lo

21:54que yo voy a hacer es voy a expandir

21:56el exponencial en serie, ¿no es cierto?

21:59Entonces, pongamos K aquí mayor o igual

22:01que er 0. ¿Cómo se expande el

22:02exponencial? Se expande como nu a la K

22:07partido por K factorial. La sumatoria de

22:09eso, ¿no es cierto?

22:12Entonces, cuando yo quiero extraer

22:19el coeficiente, aquí lo que yo quiero

22:21extraer, quiero extraer el coeficiente

22:26que multiplica a u a la n - 1 dentro de

22:29esa serie. Entonces yo lo que tengo que

22:31hacer, ¿cuál es el coeficiente que

22:33multiplica a u a la n - 1? tengo que

22:35poner k = n - 1.

22:38Si pongo k = n - 1,

22:42quede multiplicando al u a la n - 1 va a

22:44ser el coeficiente que yo busco.

22:46Entonces, si pongo k = n - 1, me va a

22:49quedar n a la n - 1

22:55dividido por n factorial, ¿no es cierto?

22:58Ya, porque para extraer el coeficiente,

23:01como les digo, yo pongo k = n - 1. Me

23:04queda eso,

23:06¿eh?

23:10A ver, ¿está bien eso? No, no está bien.

23:13No está bien. Alguien dijo que no estaba

23:15bien. No, nadie me corrigió. Ya. Eh, no

23:18está bien

23:20porque me estoy contradiciendo a lo que

23:22yo mismo dije. Yo dije que hay que poner

23:24k = n - 1, ¿no es cierto? Entonces, en

23:26el denumerador lo puse bien, n a la n -

23:281 * u a la n - 1, pero en el denominador

23:31lo puse mal, puse n factorial, cuando en

23:33realidad es n - 1 factorial. Sí, si

23:37estoy poniendo que a ig,

23:39¿cierto? O sea, lo que esto queda aquí

23:41es n a la n- 1 dividido por n factorial.

23:48Y ahora pongamos otro valor para que no

23:51se confunda.

23:53Eh, yo partí aquí

23:56diciendo que lo que yo iba a encontrar

23:59es una fórmula para t sub n parido por n

24:01factorial y la fórmula que encontré es

24:04de la forma n a la n- 1 parido por n

24:06factorial. Por lo tanto, identificando

24:08una cosa con la otra, lo que me queda es

24:10que te su n, perdón, no era esa la idea.

24:14Aquí que t sub n

24:18es igual a eso

24:28n a la n- 1. Simplemente eso. A ver,

24:32déjeme escribirlo bien.

24:38N a la n - 1. Eso es el número

24:43de árboles

24:48generales

24:51rotulados

24:55con n nod n nod nodos.

25:01Entonces pongo aquí n

25:03y acá pongo t sub n, ¿cierto?

25:10Para n = 1 es 1 a la 0, eso es 1. Para n

25:13= 2, eso es 2 a la 1, que es 2.

25:19Para n = 3, eso es 3 a la 2, que es 9. y

25:23así sucesivamente.

25:25Ven ahí el 129 que habíamos encontrado

25:29al principio a mano. Ahí está.

25:34Esta es la fórmula que me da es de 19.

25:37La fórmula es

25:42es

25:44este es un resultado clásico dentro de

25:47la

25:50enumeración combinatoria.

25:55Muy bien. Ya.

25:58¿Alguna pregunta sobre esto? Con esto

26:00estamos cerrando

26:02capítulo dentro del curso que es nos da

26:05las herramientas básicas que vamos a

26:06usar para trabajar con eh cada vez que

26:10necesitemos enumerar eh estructuras de

26:13datos, por ejemplo, las vamos a ver como

26:15estructuras combinatoriales que están eh

26:19compuestas eh a partir de átomos. que

26:22son los nodos, ¿no es cierto?,

26:23organizados de acuerdo a estas reglas de

26:25composición que hemos visto, la unión

26:27disjunta, el producto cartesiano, la

26:29secuencia,

26:31la, ¿no es cierto?, etcétera, los

26:33conjuntos, los las permutaciones

26:36cíclicas.

26:39Eh, pero en realidad eh eh

26:42necesitamos ir más allá eh porque eh no

26:46solamente vamos a a trabajar con

26:48enumeración, también vamos a trabajar

26:50con probabilidades, porque uno de los

26:52objetivos de este curso es eh entrar más

26:55a fondo en lo que

26:59en, por ejemplo, estudio de costos

27:03promedios. Ya. Eh, a menudo en cursos

27:07anteriores uno se enfoca en el peor

27:10caso, uno estudia el peor caso, qué es

27:12lo puede qué es lo peor que puede pasar

27:14y ahí veo.

27:16Eh, entonces, por ejemplo, ¿cuál es el

27:17peor caso de mer? Eh, eso ya lo vimos en

27:22en eh al principio del curso, ¿no es

27:24cierto? nos dijo que era del orden de

27:26log, pero después encontramos una

27:27fórmula super eh detallada para

27:30describir el peor caso de Quicks sort,

27:33perdón, de Mers sort. Si estudiáramos el

27:35peor caso de quicks sort, el resultado

27:37sería más o menos desalentador, porque

27:40el peor caso es cuadrático,

27:43ya que es cuando yo por por mala suerte

27:46o mala programación siempre estoy

27:48expuesto a elegir como pivote el mínimo,

27:52por ejemplo, que siempre me salga el

27:53mínimo. Entonces yo hago todo un trabajo

27:55de de partición que me toma tiempo de DN

27:59y lo único que yo logro es que el mínimo

28:01queda al principio y y a la derecha

28:03quedan todos los demás y a la izquierda

28:05nadie y eso se repite siempre. Y

28:08entonces con un costo de orden n yo

28:11disminuí mi conjunto en uno. Ya.

28:13Entonces esos costos se van a ir

28:14sumando, va a ser n + n -1 + n - 2,

28:17etcétera. Y el costo total va a ser

28:18cuadrático, n cuadrado medio

28:20aproximadamente, ¿ya? Eh, pero Quicksort

28:23por otro lado, es en la práctica un

28:26algoritmo superficiente. ¿Y por qué? Ah,

28:29porque ese peor caso es muy improbable

28:32si está bien programado Quicksort y

28:34porque el caso promedio es es eh me dice

28:37que es muy eficiente. Ah, el caso

28:39promedio me dice el costo promedio de

28:41ordenar con quixordes del orden de n por

28:43log n y la constante que multiplica el n

28:45log n es muy pequeña. Entonces ahí es un

28:48caso que si yo me limitara a estudiar

28:51peor caso, jamás usaría Quicksort. Pero

28:54si logro analizar bien Quicksort y ver

28:57cuál es su su costo, voy a ver que en

29:00realidad es muy eficiente en promedio.

29:02Entonces, si yo quiero hablar en

29:03promedio, eh tengo que hablar de

29:06probabilidades.

29:14Ya, pero eh ustedes seguramente han

29:17estudiado probabilidades en cursos

29:19anteriores, ¿no es cierto?, de de plan

29:21común, ya sea como parte de un curso con

29:24estadística o un curso dedicado a

29:26probabilidades, pero las probabilidades

29:28que se suelen estudiar tienden a ser más

29:30bien de tipo eh continuo, por ejemplo,

29:32distribución normal, ¿ya? Eh, pero acá

29:35lo que nos interesa más bien son las

29:37distribuciones discretas, así que nos

29:39vamos a enfocar en probabilidades

29:40discretas,

29:45¿ya? Entonces, lo que viene ahora es un

29:48pequeño repaso de probabilidades

29:50en caso que no lo tengan muy fresco en

29:52la memoria y si no han estudiado muchas

29:55probabilidades antes, será una

29:56introducción

29:58muy rápida a las probabilidades. ¿Cuál?

30:01Entonces, por favor, síganme aquí. Esto

30:05un poquito latoso, pero es como una

30:06página más latosa. Vamos. Ya nosotros

30:10partimos de un espacio muestreal.

30:13Espacio muestral.

30:20ya, que es el conjunto de todas las

30:22cosas que pueden ocurrir. Por ejemplo,

30:24si yo lanzo una moneda al aire, el

30:25espacio muestral eh contiene solo dos

30:28eventos posibles, que salga cara o que

30:29salga sello, ¿no es cierto? Eh,

30:33si yo le lanzo una moneda n veces

30:37seguidas, el espacio mostrarle es el

30:39espacio de todas las posibles secuencias

30:41de caraj y sellos ah que pueden ocurrir.

30:43Si yo lancé NBC, hay dos a la n e

30:48eh elementos en ese espacio muestral,

30:50¿no es cierto? porque cada lanzamiento

30:51puede dar car o sello, ya como son

30:53independientes se va multiplicando. Así

30:55que eso es el espacio muestral y a cada

31:00evento que puede ocurrir dentro de este

31:02espacio muestral, yo le asocio una

31:04probabilidad.

31:06Entonces, la probabilidad de un evento

31:09omega

31:11es mayor o igual que era.

31:16la probabilidad

31:23de que el evento

31:29omega en omega pueda ocurrir.

31:42Y por supuesto, si yo sumo todas las

31:45probabilidades

31:47para todos los omega en omega, eso tiene

31:50que dar uno. Okay. O sea,

31:56algún evento tiene que ocurrir.

31:58No puede ser que que si sumo las

32:00probabilidades de todos los eventos

32:01posibles y todavía me falta para llegar

32:03a uno.

32:05Ya. A partir de aquí podemos definir

32:07variables aleatorias.

32:19Eso lo llamamos un x mayúscula de un

32:22omega. Es una función

32:28definida

32:34sobre todos los eventos.

32:42Omega en omega. H eh de lo que puede ser

32:46una variable, yo lanzo una moneda n

32:48veces, ¿no es cierto? Y cuento cuántas

32:50caras salieron. Entonces, el número de

32:53caras es la variable aleatoria. Eh,

32:56entonces el resultado es un valor

32:58entero. Okay. Eh,

33:02eh, entonces para cual para cualquier

33:04evento, recuerden que los eventos en ese

33:06mi ejemplo eran las secuencias de

33:08carajas y sellos. Entonces, para

33:10cualquier secuencia de n caras y sellos,

33:13yo cuento cuántas caras salieron y eso

33:15es la variable aleatoria que estoy

33:17definiendo. ¿Okay? A partir de ahí uno

33:20puede definir los momentos.

33:27El más importante es lo que se llama el

33:29valor esperado,

33:34también llamado esperanza,

33:39¿okay? que eh se escribe como etx,

33:44o sea, es un operador que se aplica a

33:47una variable aleatoria

33:49y lo que ese es un promedio ponderado.

33:53Yo sumo sobre todos los eventos omega en

33:55omega

33:57el valor de la de la variable aleatoria

34:00x de omega, ¿ya? y lo multiplico por la

34:05por la probabilidad de de ese óega

34:08de que ocurra ese evento.

34:11Ya es un promedio ponderado. Cada valor

34:15para cada evento, yo calculo cuánto vale

34:16la función y lo multiplico por la

34:19probabilidad de que salga ese evento y

34:22la suma de todo eso es es la esperanza.

34:25Ya me lo esperaba. Esta no es la forma

34:27como uno normalmente ve la

34:31ve los eh

34:34expresada la esperanza. Eh, ¿por qué?

34:38Porque eh lo que uno suele ver es eh

34:44que esta suma se agrupa de acuerdo a los

34:47valores posibles que puede tomar la

34:49función x de óega.

34:51Nuevamente con el ejemplo de los números

34:53de cara.

34:54¿Qué valores puede tomar la función

34:57número de caras? Eh, puede tomar valores

35:00desde cero, que yo lancé n veces y no

35:02salió ninguna cara, hasta nancé n veces

35:06si fueron puras caras y todos los

35:07valores intermedios, ¿no es cierto? Ah,

35:10eso eh ese conjunto del 0 al n sería el

35:14x mayúscula aplicado al óega completo,

35:17¿cierto? Ya son todos los posibles

35:20valores que yo puedo obtener cuando le

35:21aplico la función x a todos los objetos,

35:25todos los eventos dentro de de omega

35:26mayúscula. ¿Okay? Entonces, y ahora yo

35:30lo puedo una vez que yo sé cuáles son

35:31todos los valores posibles, yo puedo ir

35:33agrupando valor por valor, o sea, todos

35:35los quedan cero, todos los quedan uno,

35:36todos los quedan dos, todos los quedan

35:38n. Entonces, esta sería una sumatoria

35:43para todo K en x de omega.

35:49Ya de

35:52entonces eh

35:54yo voy

35:57yo voy agrupando

35:59eh de acuerdo al valor de x de omega. Ya

36:01ese valor de x de omega lo llamo k.

36:04Entonces esto sería k, ¿cierto? Este x

36:07de omega

36:10que sería el k de acá. ¿Okay?

36:13Y ahora tengo que multiplicar esto. Una

36:16vez que yo factoricé el K, lo que me

36:19queda dentro son todos los omegas chicas

36:22cuyo valor es igual a K. Entonces acá va

36:24a estar la sumatoria de todos los omega

36:29en omega mayúscula

36:34tal que

36:37x de omega

36:39es igual a k

36:41y acá lo que está es la probabilidad.

36:48Ya.

36:50Bueno,

36:52y esto lo puedo escribir como la

36:53sumatoria

36:55sobre todos los cas posibles

37:00ya de K multiplicado por la probabilidad

37:07de que X sea igual a K.

37:11Ya, o sea, esta sumatoria que está aquí,

37:18esa sumatoria, la suma de las

37:20probabilidades de todos los eventos

37:22tales que su función x vale k, lo llamo

37:26la probabilidad que x sea igual a k,

37:28¿ya? Esa es la definición de la

37:29probabilidad de que x sea igual a k.

37:31Entonces esta y esto es el valor

37:33esperado.

37:37Este es la

37:39este es la

37:41versión de la fórmula de del valor prado

37:44que uno más ve.

37:45Eh, en la práctica agrupado de acuerdo a

37:49los valores de K, sumatoria de K por la

37:50probabilidad que X sea igual a K.

37:54Eh, este operador X es lineal,

37:59perdón, este operador E es lineal.

38:04Significa que e aplicado a X + Y

38:09eje de X

38:11+ E de Y,

38:14¿cierto? ahíen

38:17y que eh

38:21e

38:23aplicado alfa x es igual a alfa * e de

38:28x. Ya, eso quiere decir que es lineal.

38:33Okay, ahora eh

38:36definamos variables

38:40aleatorias

38:44independientes.

38:54Se define que dos variables aleatorias

38:59son independientes.

39:06Si

39:07la probabilidad

39:10de que X sea igual a I

39:15y que Y sea igual a J

39:19es igual al producto. la probabilidad de

39:22que x sea igual a y multiplicado por la

39:25probabilidad de que y sea igual a j.

39:54Eh,

40:02si dos

40:07variables aleatorias

40:08X y son independientes.

40:20Entonces, el valor esperado de Xi

40:25es igual al valor esperado de X por el

40:28valor esperado de Y.

40:33¿Y

40:39cómo se demostraría eso?

40:43¿Qué es el valor esperado de X?

40:47es la sumatoria

40:50para todo, digamos, eh

41:03sería para todo acá

41:05en

41:09A ver,

41:16X y de omega, ¿no es cierto?

41:19Ya. De k

41:23por la probabilidad de que X sea igual a

41:25K.

41:28Ya, pero eh

41:33los casos son todos de la forma eh i *

41:36j, ¿no es cierto? Donde y es un valor

41:38que toma x y j es un valor que tome y.

41:40Entonces, lo mismo decir la sumatoria

41:42sobre todos los i,

41:45a ver,

41:48sobre todos los i en x

41:57y los j

42:01de omega.

42:05En realidad,

42:07en realidad tengo dos omegas distintos,

42:09¿no es cierto?

42:11Porque

42:13a ver,

42:17el omega que tengo allí arriba es son

42:19todos los

42:21los eh

42:24no es el mismo Omega. Sí, solo que le

42:26explico dos funciones distintas.

42:29Entonces,

42:30x de omega y de omega,

42:35¿ya? Y el kene ser de la forma i* j, ¿no

42:38es cierto?

42:40Y la probabilidad es la probabilidad de

42:43que eh

42:46x sea igual a y

42:49que y sea igual a J para para que el

42:53producto de i por j, ¿cierto?

42:56Pero eh y ahora ahora viene la

43:03la aplicación de la hipótesis de que son

43:05independientes, porque al ser

43:07independientes, esto me va a quedar la

43:09sumatoria sobre ti. J. Escribámoslo así

43:11mejor, ¿ya? De i J por probabilidad de

43:16que X sea igual a i por la probabilidad

43:19de que y sea ig a j. Ya, el

43:24la hipótesis de independencia hace que

43:28eh la probabilidad de que x sea igual a

43:31y que y sea igual a j es simplemente el

43:33producto de las respectivas

43:34probabilidades. Y esta doble sumatoria

43:37es separable, le queda sumatoria sobre i

43:40de por la probabilidad de que x sea

43:42igual a i

43:45por la sumatoria de j de jad

43:50sea igual a j.

43:51Ya.

43:55Eh, pero esto es GX

43:58y esto otro es G de Yi. Ahí está. Y con

44:02eso demostramos que la el valor esperado

44:05del producto es el producto de los

44:06respectivos valores esperados. ¿Ya?

44:10Okay. Ese la esperanza, el valor

44:12esperado es el primer momento y como

44:14digo, el más importante. Ah. Eh, pero

44:18hay más momentos. Otro momento

44:19importante es la varianza.

44:31La varianza de X

44:35es una medición de cuán dispersos están

44:37los valores en torno al promedio. El

44:40valor esperado también se llama promedio

44:41o también se llama la media. ¿Ya? eh

44:45cuán dispersos están en torno al

44:49al a este valor esperado. Eh, yo podría

44:52definir esto como la eh

44:56el valor esperado de eh x - e de x, ¿no

45:01es cierto? X - edx

45:04es es la distancia, la desviación

45:06respecto de del edx. EX. EX es una

45:11constante. Ojo, cuando yo digo edx ya se

45:15aplicó el operador e ya me dio un valor

45:17específico. Entonces dex es una

45:19constante. Entonces si yo tomo el x, que

45:22es una variable aleatoria menos el valor

45:24esperado, yo podría calcular el valor

45:26esperado de eso.

45:29Pero eso no me sirve porque eh si aplico

45:33el valor esperado de esa fórmula, me

45:35queda el valor esperado de x menos el

45:37valor esperado de x me da 0.

45:39Ah, eh, porque fondo el promedio de las

45:43desviaciones en torno a la media es cero

45:47porque a veces es positivo, a veces es

45:49negativo y los positivos compensan a los

45:50negativos y el resultado final es cero.

45:52Ya eso yo no necesito eso. Eso no me va

45:55a decir cuán disperso. Si estás muy

45:57dispersos, sos poco dispersos, ¿no es

45:58cierto? Entonces, lo que yo tengo que

45:59ver es una manera que eh,

46:04tanto si si está a la izquierda o a la

46:06derecha, en ambos casos sume. Okay. Eh,

46:10yo podría aplicar ahí la fórmula de que

46:14es el

46:16eh el valor absoluto de la diferencia,

46:19¿no es cierto? Pero es complicado

46:22trabajar con valores absolutos. Otra

46:24forma que es eh

46:28algeb algebraicamente más tratable es eh

46:33tomar el cuadrado de la distancia a la

46:36media, ¿no es cierto? Entonces cuando es

46:39menor, eso es negativo la diferencia,

46:42pero alarse al cuadrado da positivo y

46:44cuando es mayor da positivo y con razón

46:46con mayor razón alarse al cuadrado sigue

46:48dando positivo. Entonces ahí esto todas

46:50las desviaciones aportan términos

46:52positivos a la sumatoria que finalmente

46:54va a dar el valor esperado. Así que así

46:55es como se define la varianza. se define

46:58como el valor esperado

47:00de x menos el valor esperado de x y todo

47:06eso al cuadrado.

47:09Ya.

47:13Y como les decía, esto de aquí no hay

47:16que perder de vista que esto es una

47:18constante.

47:21Una vez que yo apliqué el operador valor

47:22esperado, el resultado fue una

47:23constante, así que es eso es x menos una

47:25constante.

47:28Y de hecho, si yo le aplico e a e de x,

47:32el resultado es dex, ¿no es cierto? Si

47:34le aplico el valor esperado a una

47:35constante, el resultado es una

47:36constante,

47:39la misma constante. Ya. Eh, esa es la

47:43varianza. Ah, y también se define la

47:46desviación típica.

47:54sigma como la raíz de Bx.

47:59Ya vamos a ver por qué es importante

48:01sigma, pero entre otras cosas porque

48:04tiene dimensionalmente

48:07eh las mismas unidades que eh que el X,

48:12¿cierto?

48:14Ya, porque en la varianza tiene como

48:17unidades el cuadrado de las unidades de

48:19x, pero lación típica al tomar raíz

48:22vuelve a ser las mismas unidades que que

48:24el x.

48:26Eh, ya y tenemos una fórmula.

48:31Aquí tenemos una fórmula alternativa

48:33para la varianza.

48:41¿Qué es la más usada?

48:49que la obtenemos como tenemos que px

48:54es el valor esperado de x - e de x al

48:59cuadrado, ¿no es cierto? Esa es la

49:01definición. Entonces, ahora yo expando

49:03lo que hay adentro.

49:06Entonces me va a quedar x²

49:09- x * e de x

49:13así

49:15es, ¿no es cierto?

49:18Más e de x al cuadrado.

49:22Ahí expandiendo el binomio.

49:26Y ahora aplico e a cada uno de los

49:29términos por linealidad. Entonces, me va

49:30a quedar el valor esperado de x²

49:34menos

49:36eh aplico e

49:41el operador e se lo aplico a esto.

49:45¿Ya? Entonces recuerden que dx es una

49:47constante, así que sale para fuera junto

49:49con el 2. EX y lo que queda es el

49:51operador e aplicado al x, que el

49:54resultado dex ya tenía un edx afuera,

49:57así es que me queda -2x².

50:07Y acá tengo eh justo un el valor

50:10esperado de x cuadrado es de x cuadrado.

50:14Por lo tanto, tengo la fórmula que me

50:16dice que la varianza es el valor

50:17esperado de x cuad

50:20menos

50:23el cuadrado del valor esperado. Ahí

50:24tengo.

50:28Esa fórmula es a menudo eh más usada que

50:33la que la misma definición, ¿no? Esto es

50:36así.

50:38El valor esperado se le aplica a x²

50:41menos e de x todo eso al cuadrado.

50:45Ya. Y una de las

50:48y una de las cosas que muestran la la

50:51importancia que tiene la

50:54la varianza lo da lo que se llama la

50:57fórmula de Chevichevf.

51:21Sí,

51:24ahí está mejor. Ya si ustedes han visto

51:27Chevichev escrito de otra manera, no es

51:29raro. Chevichev se escribe porque el

51:32nombre de Chevichev en realidad se

51:33escribe en cirílico, ruso. Ah, así es

51:36que estas son trasliteraciones al

51:38alfabeto latino.

51:42Eh, ya. Eh,

51:47la fórmula de Chevich no la vamos a

51:49demostrar, solamente la vamos a usar. La

51:50fórmula de Chevich dice que la

51:52probabilidad de que x - e de x ah, que

51:57esta desviación que yo calculo de x

52:00respecto de x al cuadrado sea mayor o

52:05igual que alfa

52:08es menor o igual que bdx parido por

52:11alfa. Eso es lo que dice la fórmula de

52:12Chevich.

52:14Ya. Eh,

52:18una.

52:21A ver.

52:24Okay.

52:25¿Recuerdas que la que la demostración de

52:27la fórmula de Chev Chef no era tan

52:28difícil? Ah, no me acuerdo cómo era,

52:30pero me acuerdo que no era difícil, así

52:31que a lo mejor

52:33eh la podríamos haber visto, pero no la

52:35tengo a la mano la demostración. Pero sí

52:38unos corolarios. El para el corolario

52:41vamos a decir lo siguiente, si vamos a

52:43cambiarle nombre a algunas cosas.

52:48Si a edx lo llamamos mu,

52:52¿ya? Eso es habitual. Ustedes van se van

52:55a acostumbrar a que a menú vamos a

52:56escribir mu por el valor esperado de

52:58algo, ¿no? Y sigma cuadrado es bdx, ¿no

53:02es cierto? Porque dijimos que sigma era

53:04la raíz de Bx.

53:07Y y vamos a definir eh una

53:12valor

53:13c tal que 1/ido por c²

53:17sea igual a bx

53:21partido por alfa.

53:23Ya.

53:29Okay. Eh, esto último va a implicar que

53:33si yo despejo el alfa,

53:37alfa va a ser igual a C² por BX, pero BX

53:41es sigma cuadrado.

53:44Entonces, con todos esos cambios de

53:45anación, la

53:49fórmula de chef y chef ahora la puedo

53:51reescribir y decir que es la

53:53probabilidad de que x- mu al cuadrado

54:03sea mayor o igual

54:06que alfa, pero alfa es c² sigma

54:08cuadrado,

54:10¿cierto?

54:12es menor o igual que bx/ido por alfa,

54:15pero bdx parido por alfa es 1/ido por

54:18c²,

54:21¿ya?

54:22Y eh si x - 2 cuad es mayor o igual que

54:26c² sigma cuadrado

54:29y yo tomo raíz cuadrada ambos lados, se

54:31va a mantener la desigualdad y me va a

54:34decir y y la raíz cuadrada de de algo al

54:37cuadrado es el valor absoluto. Así que

54:40lo que esto me va a decir es que la

54:41probabilidad

54:43de que el valor absoluto de x- mu

54:47sea mayor o igual que c veces sigma

54:53es menor o igual que 1 parido por c².

54:56Esa es la fórmula que que a menudo se

54:59usa como la fórmula de chef y chef,

55:02porque esto lo que me está diciendo es

55:04si yo estoy eh

55:11viendo cuál es la probabilidad que yo me

55:12aleje mucho de la media, ah, hagamos

55:16aquí una línea.

55:19Entonces, pongamos aquí el mu

55:23y acá eh

55:27pongamos mu sigma

55:30y acá mu + 2 sigma y así

55:38ya a la izquierda

55:40mu men sigma

55:43mu - 2 sigma

55:46mu - 3 sigma ¿verdad?

55:49Okay.

55:51Entonces, eh, por ejemplo,

55:57¿cuál es la

56:00cuál es la probabilidad de que yo me

56:04aleje más de dos sigmas? Ah, eso.

56:10La probabilidad de que yo me aleje más

56:12de 2 sigmas es la probabilidad de que x

56:16- mu sea mayor o igual que 2 sigma, ¿no

56:19es cierto? Y eso va a ser entonces va a

56:23ser C = 2. Por lo tanto, esto va a ser

56:25menor o igual que 1/ido por 4. Sea la

56:29probabilidad

56:30de que yo esté fuera de este rango, ah,

56:35este rango que yo marqué con naranja

56:37aquí, la probabilidad que yo esté fuera

56:39del rango es menor o igual que un/4. Por

56:44lo tanto, la probabilidad que yo esté

56:46aquí adentro del rango es mayor o igual

56:48que 3/4.

56:51¿Ya? O sea, esto,

56:55esta probabilidad aquí es mayor o igual

56:59que 75%.

57:03¿Ya? ¿Y qué pasaría eh acá?

57:07Si yo digo 3 sigma, ¿cuál es la

57:10probabilidad de que eh yo esté fuera de

57:14este rango? H va a ser menor o igual que

57:18que

57:20un noveno

57:22la que esté fuera. Por lo tanto, la

57:25probabilidad que yo esté dentro va a ser

57:28mayor o igual que 8 noven

57:31y eso es mayor o igual que 89%.

57:35¿Ya? O sea, lo que esto me está diciendo

57:38es que eh

57:40la

57:43una vez que yo conozco el sigma, yo sé

57:45cuán concentrada va a estar la

57:48distribución en torno a la mu. Ya. Si el

57:52sigma es muy pequeño,

57:54la distribución va a estar muy

57:56concentrada, ¿ya? Porque yo me tengo que

57:58alejar muy poco para que ya la

58:00probabilidad sea muy alta, que yo esté

58:01dentro de este rango. Si el si el sigma

58:04es grande, eh la distribución puede

58:06estar mucho más dispersa, ya porque

58:09tengo que alejarme mucho para llegar a

58:11acumular suficiente probabilidad de

58:13estar al interior del del intervalo.

58:15Solo que no está no dice la fórmula de

58:17Chevichev.

58:21Ya. Y ahora en esta media hora que queda

58:26ya

58:30vamos a

58:33conectar lo que habíamos estado haciendo

58:35antes con lo que estamos haciendo ahora.

58:38relación

58:45con funciones generatrices.

58:50Entonces, sospechaban que no iba a pasar

58:52mucho tiempo antes de que volviéramos a

58:54hablar de funciones generatrices, ¿no es

58:55cierto?

59:00Ordinarias

59:04para mayor decisión.

59:13Si x

59:16es una variable aleatoria

59:20que toma

59:23solo valores enteros

59:29mayor iguales que er

59:34se define tiene

59:38su función

59:42generatriz

59:49de probabilidad

1:00:00la FGP

1:00:04como de la siguiente manera digamos g(x)

1:00:09t z, llamamos así la función generatriz

1:00:11de probabilidad para la variable

1:00:12reductoria x

1:00:16es la sumatoria

1:00:19eh para k mayor que mayor o igual que 0

1:00:24de probabilidad de que x sea igual a k

1:00:28por z la

1:00:37Okay. O sea, los valores de la las

1:00:41probabilidades

1:00:43eh

1:00:45de

1:00:47los valores que puede tomar la función

1:00:48x, ¿ya? Yo la multiplico eh por z

1:00:53elevado a al valor de la función x. Y

1:00:57eso es la y eso es eh esa función

1:00:59generatriz la llama la función

1:01:01generatriz de probabilidad. Entonces,

1:01:02por ejemplo, ¿qué significaría esto en

1:01:03mi ejemplo de que yo lanzo n monedas?

1:01:06Entonces, lanzo n monedas y cuento

1:01:07cuántas caras salieron. Entonces, hay

1:01:09una probabilidad de que hayan salido

1:01:10cero caras. Eso es la probabilidad que x

1:01:12sea igual a 0 y lo multiplico por z la

1:01:140. Y la probabilidad que haya salido una

1:01:17cara, esa es la probabilidad de que x se

1:01:19igual a 1 y lo multiplico por z la 1 y

1:01:21así voy sumando todo. Hasta la

1:01:23probabilidad de que x sea igual a n, que

1:01:25salieron puras caras. y lo multiplico

1:01:27por z la n. Y la suma de todo eso es la

1:01:28función generatriz de probabilidad. Ya

1:01:31el las las probabilidades

1:01:35que haya salido cero caras, una cara,

1:01:37dos caras, hasta n caras es lo que se

1:01:38llama la distribución de probabilidad.

1:01:41Entonces, la otra manera de verlo es que

1:01:44la función generatriz de probabilidad es

1:01:47la función generatriz aplicado a la

1:01:49secuencia que es la la que es la

1:01:53secuencia de probabilidad. Ah, ya.

1:01:56Entonces, e así está definido

1:02:00algunas propiedades.

1:02:02¿Cuánto vale g sub x de 1? ¿Qué pasa si

1:02:06yo pongo z = 1?

1:02:09Si yo pongo z = 1,

1:02:12todas estas potencias valen uno. Y lo

1:02:14que me queda es la sumatoria de todas

1:02:15las probabilidades. Bueno, la sumatoria

1:02:17de todas las probabilidades siempre

1:02:18tiene que dar uno. Así que una manera de

1:02:22chequear de que yo no me he equivocado

1:02:23al hacer cálculos de una función

1:02:25generatriz de probabilidad, por lo menos

1:02:26que no me he equivocado mucho, es e

1:02:29poner ser igual 1, porque el valor de la

1:02:32función generatriz de probabilidad tiene

1:02:33que ser uno.

1:02:35¿Cuánto vale g sub x en?

1:02:40Si yo pongo z

1:02:43igual 0, aquí esto se anula siempre,

1:02:46salvo para el caso eh K = 0, porque 0 a

1:02:51la 0 es 1. Y en ese caso me queda la

1:02:53probabilidad de que x sea igual a 0.

1:02:55Okay. Otra forma de verlo es que el k =

1:02:580 es el término constante y después

1:03:00viene el término multiplicado por z, el

1:03:02término multiplicado por z cu, etcétera.

1:03:04Entonces, si pongo z = 0, se anulan

1:03:06todos los que tienen z, pero sobrevive

1:03:07el término constante, que es entonces la

1:03:10la probabilidad

1:03:14de que x sea igual a 0.

1:03:16Ya, ese es Jesú x de 0. Ahora, ¿por qué

1:03:21introducimos estas funciones generates

1:03:22de probabilidad? porque son muy útiles

1:03:24para calcular momentos.

1:03:38El valor esperado de x

1:03:40está definido como la suma para k mayor

1:03:43o igual que 0 de k por la probabilidad

1:03:46de que x sea igual a k, ¿no es cierto?

1:03:48Esa es la definición con la que

1:03:50terminamos operando.

1:03:52Eh, entonces lo que yo necesito es una

1:03:54manera de generar esta sumatoria.

1:03:58Eh, yo necesito que eh la probabilidad

1:04:02esté multiplicada por k. Y la pregunta

1:04:05es, ¿cómo puedo hacer eso a partir de la

1:04:06función generatriz? Si yo miro acá la

1:04:09definición de la función generatriz de

1:04:11probabilidad, aquí

1:04:16si yo pongo 7 = 1, desaparecen todos los

1:04:19set de lo que me queda la suma de las

1:04:20probabilidades, no más que yo sé que

1:04:21vale uno, pero eso no es lo que yo

1:04:22necesito. Yo necesito que antes de que

1:04:25se vayan a sumar las probabilidades, que

1:04:26cada probabilidad esté multiplicada por

1:04:28K. Ah, para que quede esta fórmula.

1:04:32Entonces, yo necesito que cada

1:04:33probabilidad esté multiplicada por K.

1:04:34¿Cómo puedo hacer que cada probabilidad

1:04:36esté multiplicada por K? Muy fácil.

1:04:38Primero derivo, hago la derivada

1:04:40respecto de Z. Entonces, al hacer la

1:04:42derivada respecto de Z, me va a quedar K

1:04:45por la probabilidad por z la K - 1,

1:04:48¿cierto? Y ahora pongo z = 1, con lo

1:04:52cual desaparecen los z y lo único que

1:04:53queda la sumatoria de K por la

1:04:54probabilidad que es el valor esperado.

1:04:58Así que ese es el truco. El truco es

1:05:02calcular

1:05:03G prima de Z, g prima sub. Ya, la

1:05:09derivada de si yo derivo la fórmula GX

1:05:13de Z respecto de Z, me queda la

1:05:16sumatoria

1:05:19para K mayor o igual que 0 de K por la

1:05:22probabilidad de que X sea igual a K

1:05:26por z a la K - 1. ¿No es cierto? Ahí

1:05:28calculé la derivada.

1:05:31Y si ahora pongo g prima

1:05:35de x en z = 1, evalu = 1, me va a quedar

1:05:39la sumatoria para k mayor o igual que 0

1:05:42de k por la probabilidad de que x sea

1:05:44igual a k, que no es otra cosa que de x,

1:05:49o sea, mu. ¿Ya? Entonces esa es la

1:05:53conclusión. Si yo si yo quiero calcular

1:05:56mu, que es e de x,

1:05:59eh simplemente lo que hago es derivo

1:06:02y pongo z = 1.

1:06:11Ya. Entonces con eso yo puedo calcular

1:06:13el valor esperado.

1:06:16¿Qué pasa si yo quiero calcular la

1:06:18varianza?

1:06:20La varianza de x.

1:06:22Ya, para la varianza de X nos podemos

1:06:24basar en esta fórmula de por acá, esta

1:06:30esta fórmula que me dice que la varianza

1:06:32de X es el valor esperado de x²

1:06:36menos el valor esperado de x al

1:06:38cuadrado. El valor esperado de x lo

1:06:39llamamos mu, así sería menos mu

1:06:41cuadrado. ¿Ya?

1:06:43Y entonces

1:06:46esto me quedaría aquí la varianza

1:06:53me quedaría como el valor esperado de x²

1:07:00- mu².

1:07:03¿Ya?

1:07:05Eh, ¿qué cosa es el valor esperado de

1:07:07x²? El valor esperado x² sería la

1:07:10sumatoria sobre todo k mayor o igual que

1:07:120 de k² por la probabilidad de que x sea

1:07:17igual a k

1:07:19y todo eso menos el mu cuadrado. ¿Ya?

1:07:24Entonces, la pregunta eh tal como yo

1:07:26generé aquí

1:07:30al hacer la derivada,

1:07:33al hacer la derivada yo generé que el

1:07:37que el la probabilidad que ahora

1:07:38multiplicada por k, ¿no es cierto?

1:07:41Pero ahora yo lo que necesito es que la

1:07:43probabilidad que multiplicada por k²ado,

1:07:45no por k, sino que por k²ado. Entonces,

1:07:47lo que yo puedo hacer es intentar

1:07:50eh derivar dos veces.

1:07:53¿Qué pasa si yo derivo dos veces? Si yo

1:07:56derivo dos veces, digo G segunda de X en

1:08:02Z,

1:08:05¿qué sería? Bueno, hagamos la primera

1:08:07derivada. Yo sé que la primera derivada

1:08:10me deja la sumatoria para acá mayor o

1:08:12igual que 0 de K por la probabilidad de

1:08:16que X sea igual a K * Z a la K - 1, ¿no

1:08:20es cierto?

1:08:22Y todo eso ahora tengo que derivarlo una

1:08:24vez más.

1:08:26Entonces, al derivar una vez más, me va

1:08:28a quedar la sumatoria para k mayor o

1:08:30igual que 0 de k * k - 1 por la

1:08:36probabilidad de que x sea igual a k

1:08:41eh por z a la k - 2,

1:08:47¿cierto?

1:08:48Y si ahora yo pongo g x y evalúo en z =

1:08:531, me va a quedar la sumatoria

1:08:56para k mayor o igual que 0 de k por k -

1:09:001 por la probabilidad de que x sea igual

1:09:04a perdón dije x eso está malo allá

1:09:10la prob que x se igual a k eso era por

1:09:14la prob se igual a k ah desaparece el z

1:09:18y eso es la sumatoria para k mayor o

1:09:22igual que 0 de k² por la probabilidad de

1:09:25que x sea igual a k

1:09:28menos la sumatoria para k mayor o igual

1:09:31que 0 de k por la probabilidad de que x

1:09:35sea igual a k.

1:09:37Ya. Y bueno,

1:09:42esto que tengo aquí es el valor esperado

1:09:45de x²

1:09:47y esto que tengo acá es mu.

1:09:51O sea, g segunda en 1 es el valor

1:09:53esperado x² - mu. Ya. Eh, parecido a lo

1:09:58que yo necesito.

1:10:00Eh, pero no idéntico. Bueno, fácil. Si

1:10:05yo necesito despejar eh el valor

1:10:08esperado de x²,

1:10:10lo que tengo que hacer es pasar el mu

1:10:12sumando al otro lado. Aquí este mu acá,

1:10:15entonces me va a quedar que el valor

1:10:16esperado cuadrado es la segunda derivada

1:10:18más mu. Entonces yo tenía esta fórmula

1:10:21acá.

1:10:24Yo necesitaba el valor esperado de que

1:10:25es cuadrado.

1:10:27Ya. Eh, entonces voy a sustituir lo que

1:10:31acabo de obtener acá. Voy a sustituir la

1:10:34segunda derivada más mu. Entonces, me va

1:10:36a quedar que el valor esperado

1:10:38aquí en vez de x e de x² va a quedar la

1:10:40segunda derivada más mu y - mu cuadrado.

1:10:44¿Ya? O sea, eso implica

1:10:49cambiamos color.

1:10:54Eso implica

1:10:56ahí que el la varianza de x

1:11:01va a ser gunda

1:11:04sub x en 1

1:11:07más mu, ¿no es cierto? Ese es el más mu

1:11:09que apareció al al

1:11:12despejar el e dex² y - mu²ad.

1:11:23Ahí está.

1:11:27O si ustedes lo prefieren escrito de una

1:11:29manera en términos de la función G,

1:11:32queda que la varianza de X es la segunda

1:11:36derivada en 1

1:11:40más la primera derivada en 1

1:11:44menos la primera derivada en un pero al

1:11:47cuadrado.

1:11:59Ya.

1:12:00Ahora como notación

1:12:08llamamos P de Z a la al G de X de Z

1:12:13por P por probabilidad.

1:12:16Eh, y definimos operadores. Pz es una

1:12:21función generatriz. Entonces definimos

1:12:23dos operadores sobre funciones

1:12:24generatrices. El operador AB de Average

1:12:29que consiste en derivar y evaluar en uno

1:12:33y el bar

1:12:37de P dez,

1:12:39que significa derivar dos veces es valor

1:12:41en un

1:12:43más derivar una vez valor en un y menos

1:12:47derivar

1:12:48dos, perdón, una vez.

1:12:54yar en uno al cuadrado.

1:12:57Ya no confundan,

1:13:03no confundan eh

1:13:08estos operadores AB y bar con los

1:13:09operadores E y B corta. Ya. Los

1:13:14operadores E y B corta son operadores

1:13:16sobre variables aleatorias.

1:13:19Los operadores AVE y bar son operadores

1:13:20sobre funciones generatrices. Ya. Eh,

1:13:24para que aprecie la diferencia, si yo eh

1:13:28tengo una función aleatoria que tiene

1:13:29valor constante uno y le aplico valor

1:13:31esperado, el valor esperado de uno es

1:13:33uno, obviamente, ¿no es cierto? Pero si

1:13:36yo tengo una función generatriz de

1:13:37probabilidad que vale uno constante y le

1:13:40aplico AB, eh el AB de 1 es cerar

1:13:46y evaluar en C = 1, pero si yo derivo el

1:13:48uno, que es una constante, me da cero.

1:13:50Ya. Así que no confundan una cosa con la

1:13:52otra. Y para concluir por hoy,

1:13:56eh, vamos a ver qué pasa. Pámosla acá

1:14:00con suma de variables aleatorias

1:14:02independientes.

1:14:06Ya. suma

1:14:10suma de variables aleatorias

1:14:12independientes.

1:14:28Okay.

1:14:32dadas

1:14:36dos variables aleatorias independientes

1:14:45X com Y.

1:14:48Ya

1:14:50queremos

1:14:54estudiar

1:14:58la variable aleatoria x + y.

1:15:10Por ejemplo, supongamos que yo lanzo eh

1:15:14n veces una moneda y calculo cuántas

1:15:16caras salieron ahí y luego lanzo m veces

1:15:21una moneda y veo cuántas caras salieron

1:15:23ahí. Y ahora pregunto, ¿cuántas caras

1:15:26salieron en total?

1:15:28Va a ser la suma de las que salieron de

1:15:29acá con la suma de las que salieron de

1:15:30allá, ¿no es cierto? y ambas son

1:15:32independientes. Ya el número de caras

1:15:35que sale de acá es independiente cuántas

1:15:36salieron acá. Entonces, ese eso es lo

1:15:39escenario que yo quiero estudiar. ¿Okay?

1:15:42Entonces,

1:15:44veamos cuál es la probabilidad de que x

1:15:48+ y

1:15:51sea igual a un cierto eh K.

1:15:57Ya

1:15:59es, a ver, eh, no, pongamos n

1:16:03cambiamos cambiemos de opinión.

1:16:06Sea igual a un cierto n.

1:16:14Eso va a ser igual. ¿Cómo yo llego a que

1:16:17la suma de uno con el otro valen n?

1:16:19Bueno, porque uno vale k y el otro vale

1:16:21n men- k, ¿no es cierto? Para que sumen

1:16:23n. Entonces, eh de hecho quizás me

1:16:27conviene más escribirlo

1:16:29como

1:16:32como simétrico, ¿no?

1:16:37Eh, claro.

1:16:40Ya.

1:16:43A ver, eh, la probabilidad que es que

1:16:45sea igual a n es la suma sobre todo y j

1:16:49mayor o igual que 0 tal que i + j = n,

1:16:52¿cierto?

1:16:54de la probabilidad

1:16:57de que x sea igual a i y que y sea igual

1:17:01a J.

1:17:04Ya, porque si si x = i y = j, eh, x + i

1:17:11es i + j, pero i + j es n. Esa es la

1:17:13probabilidad que x + y sea igual a n.

1:17:16Okay. Entonces, ahí tengo mi mi

1:17:19probabilidad de que x + y sea ig a n.

1:17:21Entonces, ahora eh calculemos

1:17:25la función generatriz en probabil de

1:17:27probabilidad

1:17:30de

1:17:33la variable aleatoria

1:17:35x + y.

1:17:37¿Ya?

1:17:39Esto va a ser igual a la suma,

1:17:43sobre todo n mayor o igual que 0 de la

1:17:47probabilidad de que x + y sea igual a n

1:17:50por z a la n, ¿no es cierto?

1:17:53Y la probabilidad de que x + y sea ig la

1:17:55que estoy escrito allí arriba, es la

1:17:57sumatoria sobre todo y j mayor o igual

1:18:00que 0 tal que i + j = n

1:18:04de la probabilidad. Y aquí eh

1:18:14aquí antes de seguir escribiendo eso,

1:18:17aquí

1:18:18yo debería haber dicho que esto era lo

1:18:21mismo que probabilidad de que x sea

1:18:22igual a y

1:18:25por probabilidad de que y sea igual a J

1:18:30por la suposición de independencia.

1:18:34Así que acá

1:18:36al tiro puedo escribir que esto

1:18:38probabilidad que x sea igual a i por

1:18:41probabilidad de que y sea igual a J.

1:18:45¿Ya?

1:18:47Y

1:18:49y ahora,

1:18:52a ver, déjenme, necesito un poquito más

1:18:54de espacio, disculpen, voy a escribirlo

1:18:56de nuevo. Ya corremos aquí

1:18:59ya necesito un poquito más de espacio.

1:19:03Entonces, la probabilidad de que x sea

1:19:07igual a y

1:19:10por la probabilidad

1:19:13de que y sea igual a J.

1:19:17Y todo eso multiplicado por z la n.

1:19:20Okay. Ya. ¿Por qué dejé ese espacio?

1:19:24Porque ahora yo puedo decir que z a la

1:19:26n, como n es ig a i + j, lo puedo

1:19:30escribir como z a la i por z a la j, ¿no

1:19:32es cierto? Y lo meto aquí adentro. Z a

1:19:36la i, z a la j. Eso, eso es lo que

1:19:39quería hacer. Ya. Y ahora

1:19:43esta doble sumatoria es separable.

1:19:47Me queda sumatoria.

1:19:49A ver, antes, bueno, todavía no lo

1:19:50escrito como doble sumatoria. Escriamos

1:19:52doble sumatoria. Eh, yo voy n tomando

1:19:55los los valores n = 0, n = 1 = 2 y

1:19:59viendo todos los que suman n. Pero eso

1:20:01es lo mismo que decir que yo estoy

1:20:02cubriendo todo el cuadrante y j mayor o

1:20:04igual que 0. una doble sumatoria de la

1:20:07probabilidad de que x sea igual a i * z

1:20:11a la i por la probabilidad de que y sea

1:20:15igual a j z a la j. Y ahora estas dos

1:20:18son las que son separables. Por un lado

1:20:20me queda sumatoria

1:20:23sobre todo y mayor o igual que 0 de la

1:20:26probabilidad de que x sea igual a i por

1:20:28z la i por la sumatoria sobre todo j

1:20:33mayor o igual que 0. probabilidad de que

1:20:36y sea igual a j z la j.

1:20:41¿Ya?

1:20:43Y esto no es otra cosa que gx de z y el

1:20:49otro no es otra cosa que gy de z.

1:20:54Entonces, aquí está. Esto es lo que

1:20:56quería demostrar, que la función

1:20:59generatriz de probabilidad de la suma de

1:21:01variables aleatorias independientes

1:21:04es el producto

1:21:08de las funciones geratrices de las

1:21:09respectivas variables.

1:21:22Este es un resultado superimportante y

1:21:25que para que quede más claro lo voy a

1:21:26escribir en palabras. Ah, la

1:21:31función generatriz de probabilidad

1:21:34de la suma

1:21:38de variables aleatorias independientes

1:21:48es el producto.

1:21:53La función G de la suma es el producto

1:21:57de las respectivas

1:22:04funciones

1:22:07generatrices

1:22:09de probabilidad.

1:22:21O sea, cada vez que ustedes tengan

1:22:23procesos encadenado

1:22:25en que yo hago algo y obtengo una

1:22:28variable X como resultado y después hago

1:22:30algo y obtengo una variable y como

1:22:32resultado y son independientes,

1:22:35eh, y yo quiero formar la función

1:22:36generatriz resultante de todo eso, las

1:22:39respectivas funciones generatrices se

1:22:42van a ir multiplicando.

1:22:44O sea, cuando las respectivas variables

1:22:45se van sumando y son independientes, las

1:22:48respectivas funciones se van

1:22:50multiplicando.

1:22:52¿Cuál es la intuición que hay detrás de

1:22:54esto de que una suma se transforma en un

1:22:56producto? Ah, la intuición que hay es

1:22:59que eh los valores que puede tomar la

1:23:03función eh la variable aleatoria,

1:23:07yo las leo en el exponente de los zas.

1:23:10Ya si volvemos atrás, cuando definimos

1:23:13lo que eran estas funciones generatrices

1:23:15de probabilidad,

1:23:18acá está, ¿okay?

1:23:23La variable aleatoria x puede tomar

1:23:26valores k, k = 0, k = 1, etcétera. Y

1:23:30esos valores yo los leo en el exponente

1:23:32de los Z. Ahí se encuentran los valores

1:23:34que puede tomar la función generatriz.

1:23:37Entonces, cuando yo voy sumando

1:23:41eh variables aleatorias independientes,

1:23:42yo quiero que los valores resultantes se

1:23:44vayan sumando. Y eso se obtiene

1:23:46exactamente al ir multiplicando las

1:23:48respectivas funciones generatrices,

1:23:50porque al multiplicar

1:23:52z a la i, cuando la primera variable dio

1:23:54valor i por el z a la jorta

1:23:58la segunda variable aleatoria, me

1:24:00resulta un z a la i + j, que es

1:24:02exactamente lo que yo quiero obtener

1:24:03como el resultado de la suma de las dos

1:24:06variables aleatorias. Ah, esa es la

1:24:09razón por la cual yo las multiplico,

1:24:11porque al multiplicar funciones

1:24:14generatrices, eh, los valores que están

1:24:18en los exponentes se van sumando. Ah, y

1:24:20así lo obtengo. O sea, esto de esta esta

1:24:24operación de multiplicar funciones

1:24:27generatrices para obtener eh la

1:24:29generatriz de la suma es algo que vamos

1:24:31a ver con con mucha frecuencia. Eh, y

1:24:34bien, con eso completamos el material

1:24:37que yo tenía para la clase de hoy

1:24:40y vamos a cerrar la grabación.

1:24:45Bueno, vamos a dejar

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