Estadística, media muestral

Al muestrear en forma aleatoria 25 de los 900 empleados de una cierta
compañía, el gerente de personal encuentra que 17 prefieren el plan
recientemente propuesto de trabajar solo 4 días de la semana, pero más
horas cada día. Construya un intervalo de confianza para la proporción
de todos los empleados que se inclinaron por la propuesta, con un
coeficiente de confianza del 98.75%.

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En muy pocos lugares se habla de como estimar la proporción cuando la muestra es pequeña. Ahora acabo de encontrar uno tras una incansable búsqueda. Es más tampoco se ponen de acuerdo en que es una muestra pequeña hablando de más dew 20 o mas de 30 y hablando de np y n(1-p) >=5 en algunos y en otros que simplemente lo sea uno de los dos. En resumen, que lo mejor es que lo mires en tu libro o apuntes, supongo que ahí te dará los criterios.

La estimación de p será p'=17/25 = 0.68

Respecto a la forma de calcularlo serían estas dos fórmulas:

$$\begin{align}&\text {Para muestras grandes}\\ &I_z = p´\pm \sqrt{\frac{p´(1-p´)}{n}}·z_{\alpha/2}\\ &\\ &\\ &\text {Para muestras pequeñas}\\ &I_t =p´\pm \sqrt{\frac{p´(1-p´)}{n}}·t_{n-1;\;\alpha/2}\\ &\\ &\text{Siendo esta t la t de Stdent para una cola, }\\ &\text{se puede usar la de dos colas si se pone }t_{n-1;\;\alpha}\\ &\text{Calculamos con los dos métodos y eliges}\\ &\\ &\alpha = 1-0.9875= 0.125\\ &\alpha/2 = 0.00625\\ &z_{\alpha/2}= z_{\,0.00625}\\ &\\ &z_{\,0.00625}\text{ es el valor x de una Z ~ N(0,1) tal que}\\ &\\ &P(Z \ge z_{\,0.00625})=1-0.00625=0.99375\\ &\\ &z_{\,.00625}\text { es el valor que hace que la tabla valga 0.99375}\\ &\\ &tabla(2.49) = 0.9936\\ &tabla(2.50) = 0.9938\\ &z_{\alpha/2}=2.49+\frac{0.01}{0.0002}(0.99375-0.9936)=2.4975\\ &\\ &\\ &\\ &I_z=0.68\pm \sqrt{\frac{0.68·0.32}{25}}·2.4975 =0.68\pm0.233\\ &\\ &I_z =(0.447, \;0.913)\\ &\\ &\\ &\text{Ahora el método paa muestras pequeñas}\\ &\\ &\text{Se usará }t_{24;\; 0.00625}\text{ a una cola}\\ &\text{No existe tabla con ese valor y la interpolación sería mala}\\ &\text{Lo hacemos con Excel}\\ &INV.T(0.99375;24)=2.700233126\\ &\text {Tomemos solo 2.7}\\ &\\ &I_t =0.68\pm \sqrt{\frac{0.68·0.32}{25}}·2.7 =0.68\pm 0.251897\\ &\\ &I_t = (0.428103, 0.931897)\end{align}$$

Y eso es todo. Lo que te digo, usa el método que te hayan enseñado de los dos, aunque el bueno de verdad es el segundo, el It para muestras pequeñas.

Tampoco lo tengo claro 100%, el haber encontrado un único lugar donde se diga que se puede usar la t de Student me hace dudar un poco. Y por eso lo he resuelto por mi método particular.

Si tomamos la binomial de los 25 con p=0.68 Vamos a ver cuántos hay que añadir por arriba y por debajo de 17 para que sumen una probabilidad superior o igual a 0.9875

En la casilla A1 de Excel puse esta fórmula

=DISTR.BINOM.N(17+B1;25;0.68;VERDADERO)-DISTR.BINOM.N(16-B1;25;0.68;VERDADERO)

Y la pegue en las otras casillas de la columna. Luego en la B puse simplemente 0,1,2,3,4,...

Se supera por primera vez el 0.9875 en al casilla A7 con 0.99555. La A6 se queda corta por poco 0.98367

La casilla A7 tiene un B7=6 luego la fórmula de esa casilla

Binom(23) - Binom(10)

Esto es el intervalo (11, 23) que nos daría proporciones este intervalo de proporciones

(11/25, 23/25) =

(0.44, 0.92)

Pues el método de la normal se quedó corto luego estaría mal, el de la t de Student no se quedó corto pero fue menos exacto.

Bueno, todo esto que hice en esta segunda respuesta fue un añadido al que no tienes que hacer caso si no quieres. Fue por quedarme tranquilo yo y no lo he conseguido del todo, pero es que la estadística tiene resultados así de imprecisos, no da seguridad de nada.

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