Calculadora de Probabilidad Condicional y Teorema de Bayes
Calcula la probabilidad a posteriori P(A|B) mediante el teorema de Bayes a partir de la probabilidad a priori, la verosimilitud y la tasa de falsos positivos.
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Probabilidad condicional y teorema de Bayes
La probabilidad condicional responde a la pregunta: «dado que sabemos que el evento B ha ocurrido, ¿qué tan probable es A?». Se escribe P(A|B) y restringe el espacio muestral de todos los resultados posibles a solo aquellos en los que B es verdadero, preguntando luego qué fracción de esos resultados involucra también a A. Esta calculadora recibe tres datos — la probabilidad a priori P(A), la verosimilitud P(B|A) y la tasa de falsos positivos P(B|¬A) — y calcula la probabilidad a posteriori P(A|B) mediante el teorema de Bayes, junto con la probabilidad conjunta P(A∩B) y la probabilidad total P(B).
El teorema de Bayes paso a paso
El teorema de Bayes conecta la probabilidad a posteriori con la probabilidad a priori a través de dos componentes de la evidencia:
Paso 1 — Probabilidad conjunta
Esta es la probabilidad de que A sea verdadero y de que aparezca la evidencia B al mismo tiempo.
Paso 2 — Probabilidad total de B
B puede ocurrir por dos vías: cuando A es verdadero (ponderado por la probabilidad previa) y cuando A es falso (ponderado por la tasa de falsos positivos). Al sumar ambas vías se obtiene la probabilidad global de observar B.
Paso 3 — Probabilidad a posteriori mediante el teorema de Bayes
La probabilidad a posteriori es la fracción de los «eventos B» que también corresponden a A.
Por qué funciona la fórmula
La intuición es sencilla: entre todas las ocasiones en que B ocurre, algunas son verdaderos positivos (A era verdadero y produjo B) y otras son falsos positivos (A era falso pero B apareció igualmente). El teorema de Bayes contabiliza ambos grupos con precisión. Si el grupo de falsos positivos es grande — ya sea porque P(B|¬A) es alta o porque ¬A es muy común — diluye los verdaderos positivos y la probabilidad a posteriori disminuye.
Ejemplo: diagnóstico médico
Una enfermedad afecta al 1 % de la población. Una prueba diagnóstica tiene una sensibilidad del 99 % (P(B|A) = 0,99) y una tasa de falsos positivos del 5 % (P(B|¬A) = 0,05). Se obtiene un resultado positivo. ¿Cuál es la probabilidad real de estar enfermo?
| Cantidad | Valor |
|---|---|
| P(A) — prevalencia | 1 % = 0,01 |
| P(B|A) — sensibilidad | 99 % = 0,99 |
| P(B|¬A) — tasa de falsos positivos | 5 % = 0,05 |
Paso 1: P(A∩B) = 0,01 × 0,99 = 0,0099
Paso 2: P(B) = 0,01 × 0,99 + 0,99 × 0,05 = 0,0099 + 0,0495 = 0,0594
Paso 3: P(A|B) = 0,0099 / 0,0594 ≈ 16,7 %
A pesar de que la prueba tiene una sensibilidad del 99 %, un resultado positivo implica solo una probabilidad de aproximadamente 1 entre 6 de estar enfermo. El 99 % sano de la población genera muchos más falsos positivos (≈5 %) que los verdaderos positivos generados por el 1 % enfermo (≈1 %), ahogando la señal. Este resultado contraintuitivo explica por qué la prueba confirmatoria es una práctica estándar en medicina.
La falacia de la tasa base
La falacia de la tasa base es el error de ignorar la probabilidad previa al evaluar una evidencia. En el ejemplo anterior, fijarse únicamente en la precisión del 99 % de la prueba y concluir que la enfermedad es casi segura pasa por alto el dato fundamental: la enfermedad es muy poco frecuente. Cuanto más raro es el evento, menor debe ser la tasa de falsos positivos antes de que un resultado positivo sea realmente indicativo. La fórmula captura exactamente este equilibrio: al reducir P(A) en la calculadora, la probabilidad a posteriori disminuye aunque la precisión de la prueba no varíe.
Independencia: cuando la evidencia no aporta nada
Si P(B|A) es igual a P(B|¬A), la evidencia B es estadísticamente independiente de A: observar B no proporciona ninguna información sobre si A ocurrió. En ese caso la probabilidad total P(B) es igual al valor común de ambas verosimilitudes y el teorema de Bayes se simplifica a P(A|B) = P(A). Con P(B|A) = P(B|¬A) = 50 %, la probabilidad a posteriori coincide con la probabilidad previa independientemente del valor de P(A).
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿En qué consiste el teorema de Bayes?
El teorema de Bayes describe cómo actualizar la probabilidad de una hipótesis A tras observar la evidencia B. La fórmula es P(A|B) = P(B|A) × P(A) / P(B), donde P(B) = P(B|A)·P(A) + P(B|¬A)·(1−P(A)). Es el fundamento matemático de la estadística bayesiana, los filtros antispam, el diagnóstico médico y el aprendizaje automático.
La clave está en que la probabilidad a posteriori P(A|B) depende fuertemente de la probabilidad a priori P(A): ignorar este valor previo conduce directamente a la falacia de la tasa base.
¿Qué es la falacia de la tasa base?
La falacia de la tasa base ocurre cuando se ignora la probabilidad previa de un evento y se atiende únicamente al resultado de la prueba. Ejemplo: una prueba con precisión del 99 % para una enfermedad con prevalencia del 1 % parece muy fiable, pero un resultado positivo implica en realidad solo un 50 % de probabilidad de estar enfermo.
La prevalencia baja (1 %) hace que la mayoría de los positivos sean falsas alarmas. Con P(A) = 1 %, P(B|A) = 99 % y P(B|¬A) = 1 %, el teorema de Bayes confirma este resultado.
¿Cuál es la diferencia entre probabilidad condicional y probabilidad conjunta?
La probabilidad conjunta P(A ∩ B) es la probabilidad de que ocurran simultáneamente A y B. La probabilidad condicional P(A|B) es la probabilidad de que ocurra A sabiendo que B ya ha ocurrido — restringe el espacio muestral a los resultados donde B es verdadero. La relación entre ambas es P(A|B) = P(A ∩ B) / P(B). Si A y B son independientes, entonces P(A|B) = P(A): conocer B no aporta ninguna información nueva sobre A.
¿Por qué un resultado positivo en una prueba médica no garantiza tener la enfermedad?
Incluso una prueba de alta precisión puede ser engañosa cuando la enfermedad es poco frecuente. Si solo el 0,1 % de la población padece una enfermedad y la prueba tiene una tasa de falsos positivos del 5 %, la gran mayoría de los positivos proviene del 99,9 % sano, que inunda los verdaderos positivos.
Por ejemplo, con P(A) = 0,1 %, P(B|A) = 95 %, P(B|¬A) = 5 %, el teorema de Bayes da P(A|B) ≈ 1,9 %: más del 98 % de los positivos son falsas alarmas. Por eso la prueba confirmatoria es una práctica estándar en medicina.
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