Enunciado

10-1. Considere o teste de hipóteses com variâncias conhecidas o = 10 e o nhos de amostra sejam

Use

(a) Teste a hipótese e encontre o valor P.

(b) Explique como o teste poderia ser conduzido com um intervalo de confiança.

(c) Qual é a poténcia do teste no item ia) para uma diferença verdadeira nas médias de 3?

(d) Considerando tamanhos iguais de amostras, que tamanho de amostra deveria ser usado para obter B 0,05 se a diferença verdadeira nas médias fosse 3? Suponha a = 0.05.

Passo 1

Oi oi gente,

Vamos lá fazer mais uma questão passo a passo?

Vem comigo!

Dados

H 0 : μ 1 = μ 2 H 1 : μ 1 ≠ μ 2 σ 1 = 10 σ 2 = 5 n 1 = 10 n 2 = 15 x - 1 = 4.7 x - 2 = 7.8 α = 0.05

Letra a:

Determine o valor da estatística de teste:

z = x - 1 - x - 2 σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 = 4.7 - 7.8 10 2 10 + 5 2 15 ≈ - 0.91

O valor P é a probabilidade de obter um valor mais extremo ou igual à estatística de teste padronizada z. Determine a probabilidade usando a tabela III.

P = P ( Z < - 0.91  or  Z > 0.91 ) = 2 P ( Z < - 0.91 ) = 2 ( 0.181411 ) = 0.362822

Se o valor P for menor que o nível de significância α ,   então a hipótese nula é rejeitada.

P > 0.05 ⇒  Falha em rejeitar  H 0

Não há evidências suficientes para apoiar a alegação de que as médias da população não são iguais.

Passo 2

Letra b:

Se um intervalo de confiança de 95 % ( 1 - α ) para a média não contém 0, então rejeitamos a hipótese nula de médias iguais.

Se um intervalo de confiança de 95 % ( 1 - α ) para a média contém 0, então não rejeitamos a hipótese nula de médias iguais.

Para o nível de confiança 1 - α = 0.95 , determine z a / 2 = z 0,025 usando a tabela III (procure 0.025 na tabela, o valor z é então o valor z encontrado com sinal oposto):

z α / 2 = 1.96

Os pontos finais do intervalo de confiança para μ 1 - μ 2 são:

x - 1 - x - 2 - z α 2 ⋅ σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 = ( 4.7 - 7.8 ) - 1.96 ⋅ 10 2 10 + 5 2 15 ≈ - 9.7947 x - 1 - x - 2 + z α / 2 ⋅ σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 = ( 4.7 - 7.8 ) + 1.96 ⋅ 10 2 10 + 5 2 15 ≈ 3.5947

O intervalo de confiança não contém 0 e, portanto, as médias parecem ser iguais.

Passo 3

Letra c:

A potência é a probabilidade de rejeitar a hipótese nula quando a hipótese alternativa for verdadeira.

Determine o valor z correspondente a uma probabilidade de α = 2.5 % = 0.025 :

z = ± 1.96

A diferença média da amostra correspondente é a diferença média da população (da hipótese) aumentada pelo produto do valor z e o desvio padrão:

x - 1 - x - 2 = μ 1 - μ 2 - z α 2 ⋅ σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 x - = 0 - 1.96 10 2 10 + 5 2 15 ≈ - 6.6947 x - 1 - x - 2 = μ 1 - μ 2 + z α / 2 ⋅ σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 x - = 0 + 1.96 10 2 10 + 5 2 15 ≈ 6.6947

O valor z é a diferença média da amostra diminuída pela diferença média da população (diferença da média alternativa!) dividido pelo desvio padrão:

z = x - 1 - x - 2 - μ 1 - μ 2 σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 = - 6.6947 - 3 10 2 10 + 5 2 15 ≈ - 2.84 z = x - 1 - x - 2 - μ 1 - μ 2 σ 1 2 n 1 + σ 2 2 n 2 = 6.6947 - 3 10 2 10 + 5 2 15 ≈ 1.08

Determine a probabilidade de rejeitar a hipótese nula usando a tabela III.

P = P Z < - 2.84  or  Z > 1.08 = P Z < - 2.84 + P Z > 1.08 = P Z < - 2.84 + P Z < - 1.08 = 0.002256 + 0.140071 = 0.142327

Passo 4

Letra d:

β = 0.05

Fórmula do tamanho da amostra:

n = z α / 2 + z β 2 σ 1 2 + σ 2 2 Δ - Δ 0 2

Δ 0 é a hipótese nula μ 1 - μ 2 = Δ 0

Δ é a hipótese alternativa μ 1 - μ 2 = Δ .

Determine z a / 2 = z 0.025 usando a tabela III (procure 0.025 na tabela. O valor z é então o valor z encontrado com o sinal oposto):

z α / 2 = 1.96

Determine z β = z 0.05 usando a tabela III (procure 0.025 na tabela. O valor z é então o valor z encontrado com o sinal oposto):

z α / 2 = 1.64

Preencha os valores conhecidos na fórmula e avalie:

n 1 = n 2 = ( 1.96 + 1.64 ) 2 10 2 + 5 2 ( 3 - 0 ) 2 = 180

Resposta

  1. P = 0.362822 . Não há evidências suficientes para apoiar a alegação de que as médias da população não são iguais.
  2. - 9.7947 ≤ μ ≤ 3.5947
  3. P o t ê n c i a   = 0.142327
  4. n 1 = n 2 = 180
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