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Intervalos de Confianza
Problema
2023 · Ordinaria · Suplente
7
Examen

El peso de la gamba roja de Garrucha, en gramos, sigue una distribución Normal de media poblacional desconocida y desviación típica 55 gramos.

a) Se elige una muestra aleatoria de 100100 gambas obteniéndose una media de 5353 gramos. Calcule un intervalo de confianza al 97.597.5 % para estimar el peso medio de la gamba roja.b) Sabiendo que la media poblacional es 5353 gramos y escogiendo una muestra aleatoria de 6464 gambas, calcule la probabilidad de que el peso medio de la muestra sea superior a 53.2553.25 gramos.
Inferencia estadísticaIntervalo de confianzaMedia poblacional+1

La variable aleatoria XX (peso de la gamba roja) sigue una distribución Normal de desviación típica σ=5\sigma = 5 gramos. Para la media muestral Xˉ\bar{X}, su distribución se aproxima a una Normal con media μXˉ=μ\mu_{\bar{X}} = \mu y desviación típica σXˉ=σn\sigma_{\bar{X}} = \frac{\sigma}{\sqrt{n}}.

a) Calcule un intervalo de confianza al 97.597.5 % para estimar el peso medio de la gamba roja.

Los datos proporcionados son:Desviación típica poblacional: σ=5\sigma = 5 gramos Tamaño de la muestra: n=100n = 100 Media muestral: xˉ=53\bar{x} = 53 gramos Nivel de confianza: 97.5%1α=0.97597.5 \% \Rightarrow 1 - \alpha = 0.975 Calculamos el valor de α\alpha:

1α=0.975α=10.975=0.0251 - \alpha = 0.975 \Rightarrow \alpha = 1 - 0.975 = 0.025

Para hallar el valor crítico zα/2z_{\alpha/2}, necesitamos 1α21 - \frac{\alpha}{2}:

1α2=10.0252=10.0125=0.98751 - \frac{\alpha}{2} = 1 - \frac{0.025}{2} = 1 - 0.0125 = 0.9875

Buscando en la tabla de la distribución Normal estándar, el valor zα/2z_{\alpha/2} correspondiente a una probabilidad acumulada de 0.98750.9875 es 2.242.24.La fórmula del intervalo de confianza para la media poblacional, con σ\sigma conocida, es:

IC=(xˉzα/2σn,xˉ+zα/2σn)\text{IC} = \left( \bar{x} - z_{\alpha/2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}}, \bar{x} + z_{\alpha/2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \right)

Calculamos el error estándar de la media:

σn=5100=510=0.5\frac{\sigma}{\sqrt{n}} = \frac{5}{\sqrt{100}} = \frac{5}{10} = 0.5

Calculamos el margen de error:

E=zα/2σn=2.240.5=1.12E = z_{\alpha/2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}} = 2.24 \cdot 0.5 = 1.12

Sustituimos los valores en la fórmula del intervalo de confianza:

IC=(531.12,53+1.12)\text{IC} = (53 - 1.12, 53 + 1.12)
IC=(51.88,54.12)\text{IC} = (51.88, 54.12)

El intervalo de confianza al 97.597.5 % para el peso medio de la gamba roja es (51.88,54.12)(51.88, 54.12) gramos.

b) Sabiendo que la media poblacional es 5353 gramos y escogiendo una muestra aleatoria de 6464 gambas, calcule la probabilidad de que el peso medio de la muestra sea superior a 53.2553.25 gramos.

Los datos proporcionados son:Media poblacional: μ=53\mu = 53 gramos Desviación típica poblacional: σ=5\sigma = 5 gramos Tamaño de la muestra: n=64n = 64 Queremos calcular P(Xˉ>53.25)P(\bar{X} > 53.25). Primero, calculamos la desviación típica de la media muestral (error estándar):

σXˉ=σn=564=58=0.625\sigma_{\bar{X}} = \frac{\sigma}{\sqrt{n}} = \frac{5}{\sqrt{64}} = \frac{5}{8} = 0.625

Ahora estandarizamos el valor de la media muestral Xˉ=53.25\bar{X} = 53.25 utilizando la fórmula del valor ZZ:

Z=XˉμσXˉZ = \frac{\bar{X} - \mu}{\sigma_{\bar{X}}}
Z=53.25530.625=0.250.625=0.4Z = \frac{53.25 - 53}{0.625} = \frac{0.25}{0.625} = 0.4

Por lo tanto, necesitamos calcular la probabilidad P(Z>0.4)P(Z > 0.4). Utilizando la tabla de la distribución Normal estándar o una calculadora, sabemos que P(Z0.4)0.6554P(Z \le 0.4) \approx 0.6554.

P(Xˉ>53.25)=P(Z>0.4)=1P(Z0.4)P(\bar{X} > 53.25) = P(Z > 0.4) = 1 - P(Z \le 0.4)
P(Xˉ>53.25)=10.6554=0.3446P(\bar{X} > 53.25) = 1 - 0.6554 = 0.3446

La probabilidad de que el peso medio de la muestra sea superior a 53.2553.25 gramos es 0.34460.3446.