Distribución Beta-Binomial: Definición

Actualizado por ultima vez el 12 de mayo de 2022, por Luis Benites.

Una distribución binomial beta es una mezcla de distribución binomial y beta, por lo que puede resultarle útil leer estos artículos primero:

¿Qué es la Distribución Beta-Binomial?

Función de densidad beta-binomial para varios valores de alfa y beta.  Imagen: Mschuma|Wikimedia Commons.

Función de densidad para varios valores de alfa y beta. Imagen: Mschuma|Wikimedia Commons.

La distribución binomial beta es uno de los modelos bayesianos más simples. Es ampliamente utilizado, incluso en epidemiología, pruebas de inteligencia y marketing.

Una distribución es beta-binomial si p, la probabilidad de éxito, en una distribución binomial tiene una distribución beta con parámetros de forma α > 0 y β > 0. Los parámetros de forma definen la probabilidad de éxito.

  • Para valores grandes de α y β, la distribución se aproxima a una distribución binomial.
  • Cuando α y β son iguales a 1, la distribución es igual a una distribución uniforme discreta de 0 a n.
  • Cuando n = 1, la distribución es la misma que una distribución de Bernoulli.

Una diferencia importante entre una binomial y una binomial beta es que en una distribución binomial, p se fija para un número determinado de intentos; en un beta-binomial, p no es fijo y cambia de un ensayo a otro.

Derivación de la fórmula

Digamos que tiene m elementos en una prueba y cada elemento se prueba n veces. La fórmula de distribución binomial es:
P(X=x i ) = n C x i * P x i i * (1 – p i ) n – x i , i =1,2,3,…,n
Donde:

  • P = probabilidad binomial,
  • x i = número total de «éxitos» (aprobado o reprobado, cara o cruz, etc.) para la i -ésima prueba,
  • p i = probabilidad de éxito en un ensayo individual,
  • n = número de ensayos,

Quizás la forma más sencilla de pensar en el binomio beta es tomar la fórmula anterior y pensar en p como extraído aleatoriamente de una distribución beta.

Sin embargo, para escribir la fórmula en su totalidad, tome la función de densidad de probabilidad para la Distribución Beta: …y combínela con la fórmula de distribución binomial para obtener un pdf conjunto. Que también se puede escribir (usando las propiedades de distribución Beta) como:
distribución beta

compuesto

compuesto2


Tengo una Maestría en Ciencias en Estadística Aplicada y he trabajado en algoritmos de aprendizaje automático para empresas profesionales tanto en el sector de la salud como en el comercio minorista.

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