Enunciado

A Chemco, uma fornecedora de contêineres para resíduos químicos, constata de 3% de uma amostra de 500 unidades apresentam defeito. Sendo fundamentalmente desonesto, o gerente de produção da Chemco quer fazer uma declaração de que a taxa de unidades defeituosas não supera uma percentagem especificada, e não deseja ver a sua afirmação rejeitada ao nível de 0,05 de significância, se os dados amostrais são usados. Qual é a menor percentagem de contêineres defeituosos que ele pode alegar nessas condições?

Passo 1

Fala ae, pessoal! Bora fazer esse exercício de teste de hipóteses!

Para obter a menor percentagem possível, vamos partir da ideia de que rejeitamos uma hipótese nula H 0 se o valor P for NO MÁXIMO igual a α . Então vamos construir um teste de hipóteses onde:

H 0 : p ≥ p *

H 1 : p < p *

Onde H 1 é a nossa hipótese original e p * é a porcentagem que queremos encontrar.

Passo 2

O próximo passo é achar a área correspondente à nossa estatística de teste (vou chamar isso de “ a ( z ) ”). Para achar essa parada, temos que andar para trás no cálculo que usamos para achar o valor P, onde:

v a l o r   P = α

Então:

0,5 - a z = α

a z = 0,5 - α

a z = 0,5 - 0,05

a z = 0,45

O valor de z correspondente a essa área é:

z = 1,645

Passo 3

Agora que temos o valor de z , vamos trabalhar com a equação a seguir para achar um valor para p * . Vou deixar para substituir os valores só no final, para evitar perder muita informação nos arredondamentos.

z =   p ^ - p p ( 1 - p ) n

z =   p ^ - p * p * ( 1 - p * ) n

Elevando os dois lados da equação ao quadrado:

z 2 =   p ^ - p * 2 p * ( 1 - p * ) n

  p ^ - p * 2 p * ( 1 - p * ) = z 2 n

p ^ 2 - 2 p ^ p * + p * 2 p * ( 1 - p * ) = z 2 n

p ^ 2 - 2 p ^ p * + p * 2 - z 2 n p * - p * 2 = 0

1 + z 2 n p * 2 - 2 p ^ + z 2 n p * + p ^ 2 = 0

Substituindo os valores ( p ^ = 0,03 ; z = 1,645 ; n = 500 ):

1,0054 p * 2 - 0,0654 p * + 0,0009 = 0

Dessa equação de segundo grau, tiramos duas raízes:

  p * = 0,0453   p * = 0,0198

Passo 4

Para saber quais das raízes obtidas no passo anterior vai ser a menor percentagem de contêineres defeituosos que o gerente pode alegar, vamos fazer um teste.

Testando p * = 0,0453 :

z =   p ^ - p p ( 1 - p ) n

z =   ( 0,03 ) - ( 0,0453 ) 0,0453 [ 1 - 0,0453 ] ( 500 ) = - 1,645

Testando p * = 0,0198 :

z =   p ^ - p p ( 1 - p ) n

z =   ( 0,03 ) - ( 0,0198 ) 0,0 198 [ 1 - 0,0 198 ] ( 500 ) = 1,637

Como o nosso teste é unilateral esquerdo, pegamos o valor com estatística teste z = - 1,645 , logo, p * = 0,0453 .

Resposta

A menor percentagem de contêineres defeituosos que o gerente pode alegar nas condições apresentadas é 4,53%.

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