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Calculadora de entropia de Rényi

Probabilidades de 0,5 e 0,5 com ordem 2 dão uma entropia de Rényi de 1 bit. Digite uma lista de probabilidades ou de simples contagens e uma ordem α, e veja a entropia, a distribuição normalizada e a soma das potências. Grátis no seu navegador.

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Se você digitar
Probabilidades
0,5, 0,5
Alfa
2
Você obtém
Total
1 bits
N
2
Soma de p^alfa
0,5
Entropia de Rényi
1

A entropia de Rényi é uma família de medidas de informação com um parâmetro que generaliza a entropia de Shannon para distribuições de probabilidade discretas. Para uma ordem alpha diferente de um, define-se a partir da soma das potências alpha das probabilidades normalizadas e reduz-se a casos especiais conhecidos em determinadas ordens, incluindo a entropia de Hartley em zero e a entropia de colisão em dois. Esta calculadora aceita uma lista de pesos ou probabilidades não negativos e uma ordem alpha finita, normaliza a lista pelo total e devolve a entropia de Rényi em bits juntamente com a distribuição normalizada e a soma de potências intermediária.

O que a entropia de Rényi mede e a relação com Shannon

A entropia de Shannon quantifica a surpresa média de uma fonte discreta sob uma única esperança logarítmica. O H_alpha resultante mede-se em bits quando o logaritmo é na base dois. Com alpha igual a zero a medida torna-se a contagem de Hartley do tamanho do suporte em escala logarítmica.

Com alpha igual a dois é a entropia de colisão, ligada à probabilidade de colisão e muito usada em criptografia e extratores de aleatoriedade. Quando alpha cresce, o valor é dominado pela maior massa de probabilidade e aproxima-se da min-entropia. Ordens diferentes enfatizam eventos raros ou comuns: valores baixos de alpha são mais sensíveis às caudas, enquanto valores altos focam no pico.

Uma única família com alpha ajustável permite a teóricos da informação, praticantes de ML e estudantes comparar a mesma fonte sob várias lentes sem inventar uma definição nova de cada vez. Esta página implementa a fórmula clássica discreta de Rényi sobre o alfabeto finito do seu array, não a entropia diferencial contínua nem uma estimativa Monte Carlo de uma densidade desconhecida.

Trabalhos e laboratórios de teoria da informação

Os alunos inserem uma distribuição discreta curta e a ordem α, e verificam H_α em bits face ao cálculo manual sem instalar o stack completo de scipy.

Criptografia e qualidade da aleatoriedade

Engenheiros comparam a entropia de colisão (α = 2) e outras ordens em histogramas empíricos de símbolos ao dimensionar extratores ou auditar fontes.

Diversidade e pesos de características em ML

Pipelines transformam pesos não negativos de classe ou tópico num único número de diversidade de Rényi sob um α fixo para painéis e testes.

Por que alpha igual a um é rejeitado?

A expressão fechada de Rényi divide por (1−α), singular em α = 1.

O que acontece se o total do array de probabilidades for zero?

Um total zero não pode ser normalizado numa distribuição de probabilidade. Falhas de validação não são cobradas.

É preciso que as probabilidades já somem um?

Não. Pesos não negativos são aceites e divididos pelo total. A resposta devolve tanto total como o array probabilities normalizado.

Quanto custa a calculadora de entropia de Rényi?

A ferramenta do navegador é gratuita no seu dispositivo.

O que a ordem α muda na entropia de Rényi?

Ela define quais resultados pesam mais. Ordens baixas são mais sensíveis aos resultados raros das caudas, ordens altas se concentram no mais provável e, quando α cresce muito, o valor se aproxima da min-entropia, que depende só da maior probabilidade.

Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/stat/renyi-entropy

Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/stat/renyi-entropy \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"probabilities":[0.5,0.5],"alpha":2}'
{
  "probabilities": [
    0.5,
    0.5
  ],
  "alpha": 2
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "stat.renyi_entropy",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.

por chamadaUS$ 0,002

Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.

HTTPCódigoO que significa
401unauthorizedToken ausente ou inválido. Confira o header Authorization.
402insufficient_balanceSaldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo.
404unknown_typeEsse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo.
429rate_limitedMuitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo.

Os pedidos falham de forma limpa com invalid_input quando o peso total é zero ou quando alpha é um, para que a automação nunca confunda a forma singular com um valor de Shannon válido.

O que a entropia de Rényi mede e a relação com Shannon

Alfréd Rényi introduziu um contínuo de alternativas indexadas por uma ordem real alpha: depois de escrever a distribuição como probabilidades não negativas que somam um, forma-se a soma de cada probabilidade elevada a alpha, toma-se o logaritmo na base dois dessa soma e escala-se por um sobre um menos alpha. À medida que alpha se aproxima de um, a expressão tem uma singularidade removível e o limite recupera a entropia de Shannon; por isso este endpoint recusa alpha igual a um em vez de mudar de fórmula em silêncio.

Contrato de entrada, normalização, campos de resposta e erros

Combine esta ferramenta com uma calculadora de Shannon quando precisar especificamente do limite alpha para um em vez de forçar alpha igual a um na fórmula singular. Envie um objeto JSON com dois campos obrigatórios. probabilities é um array não vazio de números finitos não negativos; aceitam-se os aliases probs, p, weights e values, e também uma cadeia separada por vírgulas ou espaços em formulários de texto simples. O motor soma os pesos num total e divide cada entrada por esse total, de modo que contagens e histogramas não normalizados funcionam igual a probabilidades já normalizadas. alpha é a ordem de Rényi, um número finito que não pode ser um; aceitam-se os aliases order e a. Em caso de sucesso a resposta inclui n como comprimento do array, alpha como ordem limpa, total como soma dos pesos brutos antes da normalização, probabilities como distribuição normalizada, sum_p_alpha como soma de cada massa normalizada elevada a alpha, renyi_entropy como H_alpha em bits, unit igual a bits, formula como a cadeia de forma fechada e method igual a renyi_entropy_bits. A validação falha com invalid_input e sem cobrança quando a lista falta ou está vazia, alguma entrada é negativa ou não finita, o total dos pesos é zero, falta alpha ou não é finito, alpha é um, a lista excede o limite de tamanho publicado, ou com alpha negativo uma probabilidade nula tornaria a potência infinita. Exemplo: probabilities zero vírgula cinco e zero vírgula cinco com alpha dois dão renyi_entropy igual a um bit, coincidindo com a entropia de colisão de uma fonte binária justa.

Usos práticos, limites, preço e entrega

Use a ferramenta gratuita do navegador quando quiser um número de Rényi imediato para um histograma curto, uma distribuição de trabalho de casa ou um vetor de pesos de importância de características enquanto lê um artigo que cita H_alpha. Use a API quando um notebook, um sandbox de entrevista, um pipeline de segurança ou um site educativo precisar de JSON estável para muitas distribuições discretas sob um único contrato. Cada pedido bem-sucedido é um item faturável a US$ 0,002; a validação falhada não consome saldo. Mantenha os arrays dentro do comprimento máximo publicado para que isolates Worker e caminhos do navegador permaneçam rápidos; cem mil pesos não negativos cobrem tabelas de sala de aula e histogramas empíricos típicos. Os resultados são totalmente determinísticos: as mesmas probabilities e o mesmo alpha produzem sempre o mesmo renyi_entropy, sem modelo de linguagem, sem serviço estatístico externo e sem gerador aleatório no caminho crítico. Quando alpha está perto de um mas não é exatamente um, espere sensibilidade numérica do fator de escala um sobre um menos alpha; para o valor de Shannon verdadeiro use um endpoint Shannon dedicado ou um limite analítico em vez de um alpha extremamente próximo. Ligue o endpoint a laboratórios de criptografia que comparam ordens de colisão e de estilo mínimo, a índices de diversidade que já falam a linguagem de Rényi, ou a qualquer automação que precise de um H_alpha documentado em vez de reimplementar o logaritmo de somas de potências em cada linguagem.

Como se calcula a entropia de Rényi com esta calculadora?

Envie JSON com probabilities (números não negativos) e alpha (ordem ≠ 1). A API normaliza os pesos e devolve renyi_entropy em bits como 1/(1−α)·log2(Σ p_i^α), mais a distribuição normalizada e sum_p_alpha.

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