Combinatoria

Técnicas de Conteo para Cálculo de Probabilidades

Bioestadística Aplicada | Nivel: Medio

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INTRODUCCIÓN

Objetivos

🎯 Objetivo

Aprender técnicas de conteo para calcular probabilidades en contextos biomédicos.

Al finalizar:

✓ Técnicas básicas

  • Regla multiplicación
  • Permutaciones
  • Permutaciones con repetición

✓ Técnicas avanzadas

  • Variaciones
  • Combinaciones
  • Seleccionar técnica adecuada
💊 Aplicaciones

• Ensayos clínicos
• Combinaciones medicamentos
• Secuencias ADN/ARN
• Epidemiología

INTRODUCCIÓN

¿Por Qué Combinatoria?

Debemos enumerar todas las alternativas posibles o determinar cuántas existen.

📊 La combinatoria proporciona:

Procedimientos y fórmulas para contar posibilidades de elegir elementos con determinadas características.

Ejemplos

🧬 Genética

¿Cuántas secuencias ADN de 10 nucleótidos?

💊 Farmacología

¿Cuántas combinaciones de 3 fármacos de 8?

🔬 Ensayos

¿Cuántas formas de asignar 50 pacientes a 5 grupos?

📈 Epidemiología

¿Cuántas combinaciones de síntomas?

1. REGLA MULTIPLICACIÓN

Principio Fundamental

📌 Definición

Si paso 1 tiene n₁ formas y paso 2 tiene n₂ formas:

n₁ × n₂ maneras
⚡ Generalización

Para k pasos:

n₁ × n₂ × ... × nₖ

Ejemplo

Problema: 3 vehículos, 5 ciudades. ¿Cuántas formas?

Solución

3 × 5 = 15 formas
1. REGLA MULTIPLICACIÓN

Aplicación Biomédica

Protocolo Tratamiento

🏥 Problema

Hipertensión:
• 4 antihipertensivos
• 3 diuréticos
• 5 estatinas
• 2 frecuencias

Solución

4×3×5×2 = 120 protocolos

Menú Hospitalario

🍽️ Problema

4 sopas | 3 platos | 5 postres | 4 bebidas

Solución

4×3×5×4 = 240 menús
2. PERMUTACIONES

Ordenaciones Lineales

📌 Definición

Ordenar todos los elementos de todas las formas posibles.

🔢 Fórmula (lineal)
Pₙ = n!

donde n! = 1×2×3×...×n

Ejemplo

Ordenar 7 personas en fila

Solución

P₇ = 7! = 5,040 maneras

Con a,b,c:

abc, acb, bac, bca, cab, cba

P₃ = 3! = 6
2. PERMUTACIONES

Circulares

📌 Ordenación circular

No hay inicio definido, rotaciones son equivalentes.

🔢 Fórmula (circular)
Pₙ = (n-1)!

Ejemplo

7 personas en mesa redonda

Solución

(7-1)! = 6! = 720 maneras
❄ ¿Por qué (n-1)!?

Girar todos una posición produce el mismo arreglo relativo.

2. PERMUTACIONES

Aplicación Biomédica

Orden de Atención

🏥 Problema

5 pacientes urgencias con diferentes prioridades

Solución

P₅ = 5! = 120 formas

Terapia Grupal

🔄 Problema

8 pacientes en mesa circular

Solución

(8-1)! = 7! = 5,040 formas
3. PERMUTACIONES REP

Elementos Repetidos

📌 Definición

Ordenar n elementos con algunos repetidos.

🔢 Fórmula

p iguales, q iguales, r iguales:

P(n;p,q,r) = n!/(p!×q!×r!)

Ejemplo

7 fichas: 2 rojas, 4 azules, 1 amarilla

Solución

P(7;2,4,1) = 7!/(2!×4!×1!) = 105
3. PERMUTACIONES REP

Aplicación: Secuencias ADN

Secuencia Nucleótidos

🧬 Problema

10 nucleótidos:
• 3 A
• 4 C
• 2 G
• 1 T

Solución

P(10;3,4,2,1) = 10!/(3!×4!×2!×1!) = 12,600

Muestras Sangre

🔬 Problema

12 muestras: 5 tipo A, 4 tipo B, 3 tipo O

Solución

P(12;5,4,3) = 27,720
4. VARIACIONES

Sin Repetición

📌 Definición

Escoger k de n elementos. Orden importa, sin repetir.

🔢 Fórmula
Vₙᵏ = n!/(n-k)!

Ejemplo

24 miembros, 4 cargos (presidente, vice, tesorero, secretario)

Solución

V₂₄⁴ = 24!/20! = 255,024
4. VARIACIONES

Aplicación Biomédica

Asignación Tratamientos

🏥 Problema

30 voluntarios, asignar 3 a: placebo, trat A, trat B

Solución

V₃₀³ = 30×29×28 = 24,360

Comité con Roles

👥 Problema

15 médicos: coordinador, secretario, vocal

Solución

V₁₅³ = 15×14×13 = 2,730
5. VARIACIONES REP

Con Repetición

📌 Definición

Escoger k de n con repetición permitida. Orden importa.

🔢 Fórmula
VRₙᵏ = nᵏ

Ejemplo

Números 6 cifras con dígitos {1,2,3,4,5,6,7}, todos inician con 3

Solución

5 posiciones, 7 opciones c/u

VR₇⁵ = 7⁵ = 16,807
5. VARIACIONES REP

Aplicación Biomédica

Perfiles Síntomas

🩺 Problema

4 preguntas, 3 respuestas (ausente, leve, severo)

Solución

VR₃⁴ = 3⁴ = 81 perfiles

Códigos Muestras

🔬 Problema

Códigos 5 letras: A,B,C,D (repetibles)

Solución

VR₄⁵ = 4⁵ = 1,024 códigos
6. COMBINACIONES

Sin Repetición

📌 Definición

Escoger k de n. Orden NO importa.

🔢 Fórmula
Cₙᵏ = n!/(k!×(n-k)!)

Ejemplo

20 personas, comité de 3

Solución

C₂₀³ = 20!/(3!×17!) = 1,140
❄ Variación vs Combinación

• Variación: AB ≠ BA
• Combinación: AB = BA

6. COMBINACIONES

Aplicación Biomédica

Selección Pacientes

🏥 Problema

50 diabéticos, seleccionar 10 para estudio

Solución

C₅₀¹⁰ = 10,272,278,170

Comité Ético

👥 Problema

25 profesionales, 5 miembros (sin roles)

Solución

C₂₅⁵ = 53,130
7. COMBINACIONES REP

Con Repetición

📌 Definición

Escoger k de n con repetición. Orden NO importa.

🔢 Fórmula
CRₙᵏ = C(n+k-1,k)

Ejemplo

Letras a,b,c. Escoger 2 (pueden repetirse)

Solución

CR₃² = C₄² = 6

aa, ab, ac, bb, bc, cc

RESUMEN

Tabla de Fórmulas

TécnicaOrdenRepetFórmulaBiomédico
Multiplicaciónn₁×n₂×...×nₖProtocolos
Perm linealNon!Orden atención
Perm circularNo(n-1)!Sesión grupal
Perm repn!/(p!×q!)ADN
VariaciónNon!/(n-k)!Roles
Variación repnᵏSíntomas
CombinaciónNoNon!/(k!×(n-k)!)Selección
Comb repNo(n+k-1)!/(k!×(n-1)!)Dosis
🎯 EJERCICIO 1

Identificación

📝 Instrucciones

Selecciona la técnica apropiada.

🎯 EJERCICIO 2

Cálculos

📝 Instrucciones

Calcula el resultado (solo número).

RESUMEN

Puntos Clave

✅ Aprendimos

Técnicas de conteo para probabilidades biomédicas.

Pregunta #1

¿Orden importa?

  • SÍ → Permutación/Variación
  • NO → Combinación

Pregunta #2

¿Repetición?

  • SÍ → Con repetición
  • NO → Sin repetición
💡 Estrategia

1. Lee cuidadosamente
2. Identifica si orden importa
3. Determina repetición
4. Selecciona fórmula
5. Calcula
6. Verifica contexto

BIBLIOGRAFÍA

Referencias IEEE

[1] Conceptos básicos

"Conceptos básicos de estadística," Páginas Personales UNAM. [En línea]. Disponible: https://www.paginaspersonales.unam.mx/files/977/Conceptos_basicos_de_estadistica.pdf

📚 Lecturas complementarias

• Probabilidad en bioestadística
• Combinatoria en genética
• Diseño experimental
• Ensayos clínicos

¡Gracias!

Combinatoria en Bioestadística

Fin de la Sesión

Practica ❄

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