Estadística desde cero · Lección 11 de 22

Probabilidad condicionada y teorema de Bayes, explicados con una alarma de coche

En una frase: La probabilidad de algo depende de lo que ya sabes, y cuando ese algo es raro, incluso una alarma muy precisa suele ser una falsa alarma.

La idea

La mayoría de las probabilidades de la vida real llevan una condición pegada: la probabilidad de lluvia si hay nubes negras, la de que una acción baje si ha salido una mala noticia, la de un robo si la alarma está pitando. Ese «si» lo cambia todo, y ahí es donde se equivoca casi todo el mundo, incluidos bastantes expertos.

El error clásico es confundir dos preguntas que suenan igual: «¿cuántas veces suena la alarma cuando hay un ladrón?» y «¿cuántas veces hay un ladrón cuando suena la alarma?». Las respuestas pueden ser muy distintas.

La alarma del tío Paco

El tío Paco le ha puesto una alarma nueva al coche. La caja dice que detecta el 99% de los intentos de robo. Paco está encantado. Cada vez que suena de noche, sale a la calle en bata, con una linterna y el palo de la fregona, que nunca ha usado para fregar.

Este año lo ha hecho 34 veces. Ha encontrado: el viento, un gato, otra vez el viento, al cuñado y, una noche memorable, un erizo. Ningún ladrón.

Paco ha concluido que la alarma está rota. No lo está. Funciona exactamente como dice la caja. Paco simplemente respondió a la pregunta equivocada.

Cuenta personas, no porcentajes

Los porcentajes de porcentajes confunden a cualquiera. Los recuentos no. Así que imagina 10.000 noches en la calle de Paco y supón que:

La alarma suena unas 510 noches, y solo unas 10 son de verdad. Cuando Paco la oye, la probabilidad de que haya un ladrón es de unas 10 de 510, más o menos un 2%. La alarma acierta el 99% de las veces que hay un ladrón y se equivoca el 98% de las veces que suena.

Las dos frases son ciertas. Responden a preguntas distintas. Y están tan lejos porque los robos de verdad son raros. Cuando buscas algo raro, las falsas alarmas del montón enorme de noches normales tapan a las verdaderas.

Eso es el teorema de Bayes

Lo que acabas de hacer tiene un nombre famoso: el teorema de Bayes. Es una regla para actualizar una creencia cuando llega una prueba nueva. Empiezas con lo frecuente que es algo antes de cualquier prueba (la frecuencia de base, o probabilidad a priori: 1 noche de cada 1000), miras lo bien que la prueba separa los casos (99% detectados, 5% de falsas alarmas) y terminas con la probabilidad actualizada (alrededor del 2%).

La fórmula del libro hace exactamente esa cuenta, con letras. Si la fórmula te asusta, no la uses. Imagina 10.000 personas o noches, repártelas y lee el resultado. Los estadísticos lo llaman «frecuencias naturales», y muchos comprueban así sus propias cuentas.

Dónde se esconde en la vida real

Pruébalo tú

La tía Mari Carmen recibe 1000 correos al mes. El 10% son spam. Su filtro detecta el 90% del spam, pero también marca por error el 2% de los correos normales.

De los correos que acaban en la carpeta de spam, ¿qué parte es spam de verdad? ¿Y de los que se quedan en la bandeja de entrada, qué parte es spam?

Ver la respuesta

Cuéntalos. 100 son spam: el filtro marca 90 y se le escapan 10. 900 son normales: marca por error el 2%, que son 18.

En la carpeta de spam hay 90 + 18 = 108 correos, de los que 90 son spam: alrededor del 83%. Más o menos 1 de cada 6 correos del spam es correo de verdad, y por eso la invitación de boda de su prima acabó ahí.

En la bandeja hay 10 de spam y 882 normales, 892 en total, así que solo un 1,1% es spam. Aquí el spam es mucho más frecuente que los ladrones, así que el filtro funciona mucho mejor que la alarma de Paco. La misma clase de herramienta, una frecuencia de base muy distinta.

Las palabras que usa tu profesor

El profesor diceSignifica
Probabilidad condicionada, P(A | B)La probabilidad de A sabiendo que ha pasado B. La barra se lee «dado que»
Teorema de BayesLa regla para pasar de P(B | A) a P(A | B) usando la frecuencia de base
Probabilidad a priori (frecuencia de base)Lo probable que es algo antes de ver la prueba nueva
Probabilidad a posterioriLo probable que es después de tener en cuenta la prueba
SensibilidadCuántas veces la prueba dice «sí» cuando la respuesta es de verdad «sí» (el 99% de la alarma)
Tasa de falsos positivosCuántas veces dice «sí» cuando la respuesta es de verdad «no» (el 5% de las noches tranquilas)
Falacia de la frecuencia de baseIgnorar lo raro que es algo, y por eso fiarse demasiado de un resultado positivo

Tres cosas para recordar

Forma parte de Estadística desde cero, un curso gratuito para principiantes de WrongStat. No sustituye a tu profesor, pero esperamos que sea un buen traductor.