Aproximaciones

En mi entrada anterior mencioné cómo la suma de cuadrados de normales, aun cuando tengan varianzas desiguales, sigue siendo aproximadamente $latex \chi^2$. Es el resultado que subyace, por ejemplo, a la aproximación de Welch que usa R por defecto en t.test. Puede verse una discusión teórica sobre el asunto así como enlaces a la literatura relevante aquí.

Esta entrada es un complemento a la anterior que tiene lo que a la otra le faltan: gráficos. Al fin y al cabo, es un resultado que se prueba a ojo: efectivamente, la suma de […] tiene aspecto de $latex \chi^2$, determinemos su parámetro.

En Street Fighting Mathematics (leedlo) hay un capítulo en el que se discuten trucos para realizar mental y aproximadamente operaciones del tipo 3600 × 4.4 × 10^4 × 32.

La recomendación es la siguiente: contar ceros primero, gestionar las cifras significativas después. En el caso anterior, el autor identifica 8 ceros (tres del 3600, cuatro del 10^4 y uno del 32), quedando como cifras significativas 3.6, 4.4 y 3.2.

Para estas últimas, recomienda aproximarlas a 1, pocos (alrededor de 3) y 10. Pocos es una cifra que vale tres y cuyo cuadrado es 10. Por lo tanto, 3.6 × 4.4 × 3.2 es el cubo de pocos, es decir, treinta. De manera que la aproximación de 3600 × 4.4 × 10^4 × 32 es un tres seguido de nueve ceros (en realidad, es un cinco seguido de nueve ceros).

El algoritmo PSLQ se usa para resolver aproximadamente ecuaciones con coeficientes enteros $latex a_i$ de la forma

$$ \sum_i a_i x_i = 0$$

donde, obviamente, no todos los $latex a_i$ son cero. Aproximadamente significa que la solución se busca dentro de un cierto nivel de tolerancia.

No existe, que yo sepa, una implementación en R. Pero sí en Python, usando librerías que permiten utilizar números de precisión arbitraria, como [mpmath](https://code.google.com/p/mpmath/). Veamos un ejemplo: