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Especificaciones condicionales para vectores bidimensionales, discretos y finitos

Abstract

Introducción. En este trabajo se estudia el siguiente problema de cálculo de probabilidades: dadas dos matrices A= (aij) y B = (bij) de orden nxm que verifican (fórmulas) y además (fórmulas) ¿bajo qué condiciones tales matrices pueden ser consideradas distribuciones condicionadas de cierto vector aleatorio (X,Y) de variables discretas con recorrido finito? Desarrollo. De esta forma se estudia la existencia (compatibilidad) y la unicidad de soluciones utilizando diversos métodos, con especial énfasis en el método de extensión a rango unidad del que se ofrecen además, algunas aplicaciones al caso en que las distribuciones marginales del vector (X,Y) tenga alguna propiedad probabilística. Destacamos el uso de teoría de grafos en el estudio de la unicidad. Estudiamos también la incompatibilidad, esto es, la no existencia de soluciones, y se encuentran distribuciones que presentan una mínima incompatibilidad, es decir, de forma que la discrepancia entre las distribuciones condicionadas de tales distribuciones, con las distribuciones definidas por las matrices A y B, es mínima, en algún sentido que se precisa en cada caso. También se estudia brevemente el caso en el que las distribuciones son discretas e infinitas. Finalmente, se aplica el problema de la compatibilidad y unicidad al caso en el que dos agentes (personas, empresas,…) enfrentados en algún sentido, pueden tener cierto conocimiento de las probabilidades de las distintas opciones de que dispongan, cuando suponen que ya ha actuado la otra, las preguntas que se plantean aquí son, por ejemplo ¿existe coherencia en los agentes? (compatibilidad) ¿existe una única distribución de probabilidad que ha generado las probabilidades condicionadas? (unicidad). El trabajo se completa con dos anexos, el primero pasa revista a algunos métodos adicionales para resolver el problema que nos ocupa y en el segundo se proporcionan algunas referencias que contienen algoritmos, en algunos casos con el código correspondiente, que resuelven algunos de los problemas tratados en este trabajo. Conclusiones. Encontramos una fuerte relación del problema de compatibilidad con el rango de cierta matriz (completa o no) de cocientes. Esta relación nos proporciona, no sólo información sobre la compatibilidad de las distribuciones condicionadas si no, además, métodos de cálculo de tal distribución, bien directamente o mediante otras matrices, que hemos denominado matrices de constantes de proporcionalidad. Este método puede aplicarse al estudio de la estructura de las matrices condicionadas que indican ciertas propiedades probabilísticas de las distribuciones marginales. Se han revisado, también, algunos métodos alternativos. Respecto a la unicidad, se ha mostrado que el conjunto de soluciones de un problema de compatibilidad, es convexo. A continuación se mostró que la unicidad está relacionada con la situación de los ceros en las matrices de probabilidad condicionadas. Resultando que, tanto teoría de grafos, como la estructura de la matriz de cocientes son poderosas herramientas para estudiar esta cuestión. La descomposición en valores singulares de la matriz de cocientes, puede ser utilizada para encontrar distribuciones de mínima incompatibilidad, en el sentido de ciertas normas matriciales. Respecto a los modelos de acción y reacción probabilística, se definen algunos modelos de comportamiento.

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Especificaciones condicionales para vectores bidimensionales, discretos y finitos

Author: Pérez Villalta, Román Ángel
Year: 2016
Source: https://idus.us.es/bitstreams/a87b0dca-6353-4b07-995d-bb70d04f677b/download
Especi icaciones Condicionales pa a
Vec o es Bidimensionales, Disc e os
y Fini os.
T abajo p esen ado po Román A. Pé ez Villal a pa a la ob ención del g ado de
doc o , di igido po el doc o D. José An onio Camúñez Ruiz.
Resumen.
In oducción.
En es e abajo se es udia el siguien e p oblema de cálculo de p obabilidades:
dadas dos ma ices A= (aij) y B = (bij) de o den n

m que e i ican aij> 0, bij> 0

i= 1,…,n;

j = 1,…,m y además
11
11
nm
a , b .
ij ij
ij



¿bajo qué condiciones ales ma ices pueden se conside adas dis ibuciones
condicionadas de cie o ec o alea o io (X,Y) de a iables disc e as con eco ido
ini o?
Desa ollo.
De es a o ma se es udia la exis encia (compa ibilidad) y la unicidad de
soluciones u ilizando di e sos mé odos, con especial én asis en el mé odo de
ex ensión a ango unidad del que se o ecen además, algunas aplicaciones al caso
en que las dis ibuciones ma ginales del ec o (X,Y) enga alguna p opiedad
p obabilís ica. Des acamos el uso de eo ía de g a os en el es udio de la unicidad.
Es udiamos ambién la incompa ibilidad, es o es, la no exis encia de soluciones,
y se encuen an dis ibuciones que p esen an una mínima incompa ibilidad, es
deci , de o ma que la disc epancia en e las dis ibuciones condicionadas de
ales dis ibuciones, con las dis ibuciones de inidas po las ma ices A y B, es
mínima, en algún sen ido que se p ecisa en cada caso. También se es udia
b e emen e el caso en el que las dis ibuciones son disc e as e in ini as.
Finalmen e, se aplica el p oblema de la compa ibilidad y unicidad al caso en el
que dos agen es (pe sonas, emp esas,…) en en ados en algún sen ido, pueden
ene cie o conocimien o de las p obabilidades de las dis in as opciones de que
dispongan, cuando suponen que ya ha ac uado la o a, las p egun as que se
plan ean aquí son, po ejemplo ¿exis e cohe encia en los agen es?
(compa ibilidad) ¿exis e una única dis ibución de p obabilidad que ha gene ado
las p obabilidades condicionadas? (unicidad).
El abajo se comple a con dos anexos, el p ime o pasa e is a a algunos mé odos
adicionales pa a esol e el p oblema que nos ocupa y en el segundo se
p opo cionan algunas e e encias que con ienen algo i mos, en algunos casos con
el código co espondien e, que esuel en algunos de los p oblemas a ados en
es e abajo.
Conclusiones.
Encon amos una ue e elación del p oblema de compa ibilidad con el ango de
cie a ma iz (comple a o no) de cocien es. Es a elación nos p opo ciona, no sólo
in o mación sob e la compa ibilidad de las dis ibuciones condicionadas si no,
además, mé odos de cálculo de al dis ibución, bien di ec amen e o median e
o as ma ices, que hemos denominado ma ices de cons an es de
p opo cionalidad. Es e mé odo puede aplica se al es udio de la es uc u a de las
ma ices condicionadas que indican cie as p opiedades p obabilís icas de las
dis ibuciones ma ginales. Se han e isado, ambién, algunos mé odos
al e na i os.
Respec o a la unicidad, se ha mos ado que el conjun o de soluciones de un
p oblema de compa ibilidad, es con exo. A con inuación se mos ó que la
unicidad es á elacionada con la si uación de los ce os en las ma ices de
p obabilidad condicionadas. Resul ando que, an o eo ía de g a os, como la
es uc u a de la ma iz de cocien es son pode osas he amien as pa a es udia es a
cues ión.
La descomposición en alo es singula es de la ma iz de cocien es, puede se
u ilizada pa a encon a dis ibuciones de mínima incompa ibilidad, en el sen ido
de cie as no mas ma iciales.
Respec o a los modelos de acción y eacción p obabilís ica, se de inen algunos
modelos de compo amien o.