TAREA 0 - MODELO BINOMIAL

CASO

La tecnología de los vehículos eléctricos ha avanzado mucho en los últimos años, pero uno de los principales desafíos que enfrenta es la duración y el rendimiento de las baterías. Estas son las que almacenan la energía eléctrica que mueve el vehículo, y su calidad depende de varios factores, como el tipo de material, el diseño, el uso y el mantenimiento. Un ingeniero está interesado en desarrollar un nuevo tipo de batería que sea más eficiente, segura y ecológica que las existentes. Para ello, necesita evaluar la fiabilidad de su prototipo, es decir, la capacidad de funcionar correctamente bajo condiciones normales de operación. Una forma de medir la fiabilidad es mediante la proporción de baterías que funcionan correctamente después de un año de uso.

El ingeniero Chicho quiere evaluar la fiabilidad de un nuevo tipo de batería para vehículos eléctricos. Sea 𝜃 la proporción de baterías que funcionan correctamente después de un año de uso, Además, la distribución a priori para 𝜃 tiene distribución Beta(𝛼 = 4, 𝛽 = 7).

a) El ingeniero Chicho prueba una muestra de 25 baterías durante un año, y observa que 18 de ellas funcionan correctamente al final del período. Hallar la distribución posterior.

'distribución beta ¿cuáles serían los parámetros?'
EstBetaParams <- function(mu, var) {
  alpha <- ((1 - mu)/var - 1/mu)*mu^2
  beta <- alpha * (1/mu - 1)
  return(params = list(alpha 
                       = alpha, beta = beta))
}
EstBetaParams(mu = 0.365, var = 0.0191)
## $alpha
## [1] 4.064208
## 
## $beta
## [1] 7.070609
alpha <- 4
beta <- 7
n <- 25
y <- 18
alpha.n <- y + alpha
beta.n <- n - y + beta
alpha.n
## [1] 22
beta.n
## [1] 14

Distribución a posteriori

\[ \theta|y \sim Beta(\alpha_{25}= 22, \quad \beta_{25}=14 )\]

library(LearnBayes)
triplot(prior = c(alpha, beta), data = c(n, n - y), where = "topleft")

b) Calcular la probabilidad posterior que la proporción de baterías que funcionan correctamente después de un año de uso sea menor del 55 %.

'Pr(𝜃< 0.55|y)'
pbeta(0.55, shape1 = alpha.n, shape2 = beta.n)
## [1] 0.2232624

c) ¿Cuál es la probabilidad que en una nueva muestra de 15 baterías solo 7 de ellas funcionen correctamente después de un año de uso?

library(extraDistr)
dbbinom(7, size = 15, alpha = alpha.n, beta = beta.n)
## [1] 0.1070451

  1. Universidad Nacional Agraria La Molina, ↩︎