O desvio-padrão das alturas de 16 estudantes do sexo masculino, escolhidos aleatoriamente em uma escola de 1.000 estudantes desse sexo, é . Determinar os limites de confiança de: (b) do desvio-padrão para todos os estudantes do sexo masculino da escola.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema sobre estatística aqui. Basicamente, temos a altura de 16 meninos escolhidos aleatoriamente de uma escola com 1.000 meninos. A gente sabe que o desvio-padrão dessas alturas é de 2,4 cm. O que queremos descobrir é qual é o intervalo de confiança de 99% para o desvio-padrão de todos os meninos dessa escola. Ou seja, queremos ter certeza de que o desvio-padrão real da população está dentro desse intervalo com 99% de certeza.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que para calcular o intervalo de confiança do desvio-padrão, usamos a distribuição qui-quadrado (). Isso porque o desvio-padrão está relacionado à variância, e a distribuição qui-quadrado é usada quando trabalhamos com variância de uma população quando a amostra segue uma distribuição normal.
Passo 3
Agora, vamos relembrar a fórmula para o intervalo de confiança da variância ():
Aqui:
é o tamanho da amostra (16).
é o desvio-padrão da amostra (2,4 cm).
e são os valores críticos da distribuição qui-quadrado para o nível de confiança desejado.
Como queremos o intervalo de confiança para o desvio-padrão, depois de achar o intervalo para a variância, vamos tirar a raiz quadrada dos limites para obter o desvio-padrão.
Passo 4
Vamos identificar . Como o nível de confiança é de 99%, então . Assim, .
Agora, precisamos encontrar os valores críticos e para graus de liberdade.
Consultando uma tabela qui-quadrado ou usando uma calculadora estatística, encontramos:
Passo 5
Vamos substituir os valores na fórmula do intervalo de confiança para a variância:
Primeiro, calculamos :
Então, o intervalo para a variância fica:
Passo 6
Agora, queremos o intervalo de confiança para o desvio-padrão, então tiramos a raiz quadrada dos limites encontrados:
Resposta
O intervalo de confiança de 99% para o desvio-padrão de todos os estudantes do sexo masculino da escola é aproximadamente entre 1,68 cm e 3,72 cm.