grado en ingeniería asignatura: estadística tema: 2 ... · fenómenos y experimentos aleatorios....
Post on 03-Oct-2018
235 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Grado en Ingeniería Grado en Ingeniería Grado en Ingeniería Grado en Ingeniería
Asignatura: EstadísticaAsignatura: Estadística
Tema: 2. Inferencia estadísticaTema: 2. Inferencia estadística
Asignatura: EstadísticaAsignatura: Estadística
Tema: 2. Inferencia estadísticaTema: 2. Inferencia estadística
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 2
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Inferencia estadísticaInferencia estadísticaInferencia estadísticaInferencia estadística
Población
Muestra
Inferencia estadística: Proceso
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 3
Inferencia estadística: Proceso mediante el cual se utiliza la información de la muestra para extraer conclusiones de la población
Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?
Supongamos que somos fabricantes de juguetes para niños. Para la fabricación de nuestra última novedad, dependemos de un proveedor que nos suministra los componentes electrónicos necesarios. La proporción de componentes La proporción de componentes La proporción de componentes La proporción de componentes defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. Recibimos un lote de 50000 componentes, como no tenemos recursos para inspeccionarlos todos, se decide realizar una inspección de 500 componentes y en función de los resultados de esta inspección decidiremos aceptar o rechazar todo el lote.
Frequency Table for Circuitos_Defec
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 4
Recibimos el lote Inspeccionamos una muestra información de la muestra
En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.
------------------------------------------------------------------------ Relative Cumulative Cum. Rel.Class Value Frequency Frequency Frequency Frequency------------------------------------------------------------------------ 1 0 499 0.9980 499 0.9980 2 1 1 0.0020 500 1.0000------------------------------------------------------------------------
Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?
Supongamos que somos fabricantes de láminas de carbono. Una característica importante que debemos controlar es la resistencia a la rotura. El responsable de la planta ha establecido un valor objetivo, en función de lo que demanda el mercado: la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser igual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mm2222 y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.Para verificar si se cumple este criterio, y dado que no se pueden inspeccionar todas las láminas porque la prueba para determinar su resistencia supone la destrucción de la misma, se decide realizar la prueba a 80 laminas.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 5
En la muestra observamos que la resistencia media es de 2788.52 N/mm2, con una desviación de. 21.28 N/mm2 ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.
Summary Statistics for Resistencia
Count = 80Average = 2788.52Median = 2788.78Standard deviation = 21.2788
Histogram for Resistencia
Resistencia
freq
uen
cy
2700 2730 2760 2790 2820 28500
10
20
30
40
Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones
Somos responsables de elegir donde se situará un nuevo parque eólico. Tenemos dos posibles localizaciones, dentro del mismo municipio. Para tomar nuestra decisión, recurrimos a la estadística.Se observa la velocidad del viento durante 730 horas de forma simultánea en dos localizaciones alternativas (variables Parque1 y Parque2). Se quiere utilizar estos datos para decidir en qué localización instalar un parque de producción de energía eólica.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 6
localización instalar un parque de producción de energía eólica.
A la vista de los datos, ¿qué localización es más aconsejable?
Summary Statistics
Veloc_Parque1 Veloc_Parque2 ------------------------------------------------------------Count 730 730 Average 5.80179 5.63285 Median 5.31 5.045 Standard deviation 3.24126 3.25496 Minimum 0.27 0.14 Maximum 16.28 17.82 Lower quartile 3.26 3.24 Upper quartile 7.96 7.44 Skewness 0.649086 0.952801 Kurtosis -0.0911749 0.753856 Coeff. of variation 55.8664% 57.7853% ------------------------------------------------------------
Box-and-Whisker Plot
0 3 6 9 12 15 18
Veloc_Parque1
Veloc_Parque2
Las medias muestrales son distintas.¿Son distintas la medias poblacionales?
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 7
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
La probabilidad es el arma que vamos a utilizar para poder generalizar nuestras
conclusiones a toda la población de referencia
Teoría de la probabilidad. ¿Por qué es necesaria?Teoría de la probabilidad. ¿Por qué es necesaria?Teoría de la probabilidad. ¿Por qué es necesaria?Teoría de la probabilidad. ¿Por qué es necesaria?
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 8
El Cálculo de Probabilidades Cálculo de Probabilidades Cálculo de Probabilidades Cálculo de Probabilidades nos permite calcular el grado de fiabilidad o error de las conclusiones obtenidas mediante inferencia estadística.
Introducción a la probabilidad Introducción a la probabilidad -- ObjetivosObjetivosIntroducción a la probabilidad Introducción a la probabilidad -- ObjetivosObjetivos
Entender el concepto de experimento aleatorio
Valorar la probabilidad y sus aplicaciones.
Calcular probabilidades de sucesos simples
Manejar con soltura el concepto de independencia de sucesos.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 9
Manejar con soltura el concepto de independencia de sucesos.
Entender el concepto de probabilidad condicionada y aplicar con soltura los teoremas de la probabilidad total y Bayes.
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 10
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Fenómenos y experimentos aleatoriosFenómenos y experimentos aleatoriosFenómenos y experimentos aleatoriosFenómenos y experimentos aleatorios
ExperimentoExperimentoExperimentoExperimento: Proceso de observar una característica. Un experimento es determinista experimento es determinista experimento es determinista experimento es determinista cuando existe un conjunto de circunstancias que, antes de su ejecución, determinan completamente su resultado.Un experimento es aleatorio experimento es aleatorio experimento es aleatorio experimento es aleatorio si no podemos predecir su resultado de antemano:
Se conocen previamente y con exactitud los posibles resultados del experimento.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 11
experimento.Es imposible saber su resultado antes de su realización.Se puede repetir indefinidamente, en las mismas condiciones iniciales, obteniendo resultados distintos.
Experimento aleatorioExperimento aleatorioExperimento aleatorioExperimento aleatorio
Ejemplos de experimentos aleatorios:Ejemplos de experimentos aleatorios:Ejemplos de experimentos aleatorios:Ejemplos de experimentos aleatorios:Lanzar una moneda 3 veces y observar el numero de carasMedir el peso de un estudianteMedir la corriente en un cable de cobreMedir la temperatura de un fluido en un tanque (proceso industrial)Medir el caudal de un fluido que circula por una tuberíaEl numero mensual de reclamaciones de una compañía
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 12
El numero mensual de reclamaciones de una compañíaEl tiempo de atención al cliente de una sucursal bancariaEl numero de articulo defectuosos de un lote de materia prima
Experimento aleatorioExperimento aleatorioExperimento aleatorioExperimento aleatorio
Ejemplo: Nº de “seis” en el lanzamiento de tres dadosSi repetimos el experimento en distintos momentos obtenemos distintos resultados, además el resultado es inciertoresultado es inciertoresultado es inciertoresultado es incierto¿Por qué?¿Por qué?¿Por qué?¿Por qué?
Movimiento de la manoFactores ambientales….
FactoresFactoresFactoresFactoresno controladosno controladosno controladosno controlados
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 13
….
El experimento esta sujeto a una componente aleatoriacomponente aleatoriacomponente aleatoriacomponente aleatoria
Experimento aleatorio. Experimento aleatorio. Definiciones. Suceso, espacio muestralDefiniciones. Suceso, espacio muestralExperimento aleatorio. Experimento aleatorio. Definiciones. Suceso, espacio muestralDefiniciones. Suceso, espacio muestral
Cuando se realiza un experimento aleatorio diversos resultados son posibles. Al conjunto de todos los resultados del experimento se le denomina espacio muestral,espacio muestral,espacio muestral,espacio muestral, Ω. Ω. Ω. Ω. Ejemplo: En el lanzamiento de un dado, Ω Ω Ω Ω = 1,2,3,4,5,6Se llama sucesosucesosucesosuceso a un subconjunto del espacio muestral:
Ω
Ω
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 14
muestral:Suceso elementalSuceso elementalSuceso elementalSuceso elemental, cada uno de los posibles resultados individuales del experimentoEjemplo: Lanzar dado, A = 6Sucesos compuestosSucesos compuestosSucesos compuestosSucesos compuestos, uniones de los sucesos elementalesEjemplo: Lanzar dado, B= 5,6Suceso imposible, es aquel que nunca ocurre como resultado de un experimento. Ejemplo: Lanzar dado, sacar un numero negativo
Ω
Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)El calculo de probabilidades requiere unos conceptos de teoría de conjuntos. Sean A y B dos conjuntos
Operación unión. Operación unión. Operación unión. Operación unión. Dados dos sucesos A y B, el suceso A U B ocurre cuando ocurre A u ocurre B u ocurren ambos.
Α=1,2 ; Β=2,3,4
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 15
Operación unión. Operación unión. Operación unión. Operación unión. Dados dos sucesos A y B, el suceso A U B ocurre cuando ocurre A u ocurre B u ocurren ambos.
Operación intersección. Operación intersección. Operación intersección. Operación intersección. Dados dos sucesos dos sucesos dos sucesos dos sucesos A y B, el suceso A IBocurre cuando ocurren simultáneamente A y B.
Α U Β=1,2,3,4
Α I Β=2
Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)Operaciones con sucesos (conjuntos)Suceso contrario Suceso contrario Suceso contrario Suceso contrario (o complementariocomplementariocomplementariocomplementario). Dado un suceso A, su contrario AC ocurre cuando A no ocurre.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 16
Ω=1,2,3,4,5,6 ; Α=1,2
Αc=3,4,5,6
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 17
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Concepto de ProbabilidadConcepto de ProbabilidadConcepto de ProbabilidadConcepto de Probabilidad
Todos tenemos la idea intuitiva de lo que es la probabilidad. Decimos de forma habitual cosas como:
La probabilidad de que salga un seis al lanzar un dado es 1 entre 6Si realizo una apuesta simple la probabilidad de que me toque la primitiva es muy pequeña (1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 18
muy pequeña (1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)1 entre 14 millones)
La probabilidad se define sobre un suceso y trata de cuantificar su
incertidumbre
Definición de probabilidadDefinición de probabilidadDefinición de probabilidadDefinición de probabilidad
Una probabilidadprobabilidadprobabilidadprobabilidad es una función P que asigna a cada suceso A asociado al experimento un valor real tal que verifica1. 0 ≤ P(A) ≤ 1 ; 2. P(ΩΩΩΩ ) = 1 ;3. Si A y B son mutuamente excluyentes (su
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 19
3. Si A y B son mutuamente excluyentes (su intersección es el vacio)
P(A U B)=P(A)+P(B) 4. Si A y B no son mutuamente excluyentes
P(A U B) = P(A)+P(B)-P(A I B)5. P(Ac) = 1-P(A)
Consideración finalConsideración finalConsideración finalConsideración final
Leyes de los Grandes Números. Si repetimos muchas veces un experimento, la frecuencia relativa de un suceso A cualquiera 0.
40.
60.
8
frecu
enci
a re
lativ
a ca
ra
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 20
suceso A cualquiera tiende a estabilizarse en torno a un valor (PROBABILIDAD DEL SUCESO). 0 200 400 600 800 1000
0.0
0.2
numero lanzamientosfre
cuen
cia
rela
tiva
cara
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 21
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Asignación de probabilidad en la práctica. Asignación de probabilidad en la práctica. Asignación de probabilidad en la práctica. Asignación de probabilidad en la práctica.
EquiprobabilidadEquiprobabilidadEquiprobabilidadEquiprobabilidad, regla de , regla de , regla de , regla de LaplaceLaplaceLaplaceLaplaceSi un experimento tiene un número finito de resultados posibles y no hay razón que privilegie un resultado frente a otro, para cualquier A
a favorables casos de número)(
A AP =
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 22
posibles casos de número
a favorables casos de número)(
A AP =
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 23
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Probabilidad condicionadaProbabilidad condicionadaProbabilidad condicionadaProbabilidad condicionada
Ejemplo. Lanzamos 2 dados
Calculamos la probabilidad de la suma sea mayor que 7
P(suma ≥ 7)=21/36
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 24
Supongamos que ahora sabemos que el 1º dado ha sido un numero menor que 4, calcular la probabilidad de que la suma sea mayor que siete.
Ahora los posibles resultados son
P(suma ≥7 / 1º menor que 4)= 6/18=1/3
Probabilidad condicionadaProbabilidad condicionadaProbabilidad condicionadaProbabilidad condicionada
Consiste en modificar la probabilidad de un suceso cuando se dispone de información adicional, es decir, consiste en cambiar la probabilidad de un suceso A cuando se sabe que otro suceso B ha ocurrido.
Ω )(
)()/(
BP
BAPBAP
I=
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 25
Β
ΑΑ∩Β
Ω )(BP
Cuando calculamos P(A/B) estamos calculando la probabilidad de P(A) en el espacio reducido de B, en lugar de en el espacio muestral original Ω. Es decir, medimos lo que mide A∩B con relación a B
Probabilidad condicionada. Ley multiplicativaProbabilidad condicionada. Ley multiplicativaProbabilidad condicionada. Ley multiplicativaProbabilidad condicionada. Ley multiplicativa
permite calcular la probabilidad conjunta de que ocurra
)(*)/()( BPBAPBAP =I
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 26
permite calcular la probabilidad conjunta de que ocurraal tiempo dos sucesos a partir de la probabilidad condicionada de uno por el otro y la probabilidad marginal del suceso que condiciona.
Sucesos independientesSucesos independientesSucesos independientesSucesos independientesEjemplo 1: Sean A y B dos sucesos disjunto
=⇒= )/( BAPBA φIΑ B 0
Ejemplo 2: Sean A y B dos sucesos tal que A contiene a B
Α Β =⇒⊂ )/( BAPAB 1
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 27
Α Β =⇒⊂ )/( BAPAB 1
En estos dos ejemplos el conocer que ha ocurrido B, proporciona mucha información sobre la ocurrencia de A
En muchos caso se sabe que ha ocurrido un suceso, B, y esto no proporciona ninguna información sobre la ocurrencia de A. En este caso se dice que los sucesos A y B son independiente y se verifica:
)()/( APBAP =
Definición: Diremos que dos sucesos A y B son independientes cuando se verifique
Observación: si la P(B) es distinta de cero, el hecho de que A y B sean independientes implica que:
Sucesos IndependientesSucesos IndependientesSucesos IndependientesSucesos Independientes
)(*)()( BPAPBAP =I
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 28
Observación: si la P(B) es distinta de cero, el hecho de que A y B sean independientes implica que:
)()/( APBAP =
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 29
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Β
Teorema causas totalesTeorema causas totalesTeorema causas totalesTeorema causas totales
Α1
Α2
Α3Ω departición una ,...,, 21 iAAASea
∑=i
ii APABPBP )(*)/()(
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 30
∑∑ ====
iii
ii
I
APABPABP
ABABABPBP
)(*)/()(
))(...)()(()( 21
I
IUUIUI
Demostración
Teorema de las causas totales Teorema de las causas totales -- EjemploEjemploTeorema de las causas totales Teorema de las causas totales -- EjemploEjemplo
Defect./ A
0.022
Supongamos que el mismo artículo es fabricado por dos maquinas ; A y B. La probabilidad de que el articulo sea defectuoso dependiendo de que maquina provenga y la probabilidad de que el articulo sea fabricado por cada una de las maquinas son detalladas en el diagrama de árbol.
Calcular la probabilidad de que un articulo sea defectuoso DefectuosoΑ
B
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 31
0.36
B 0.64 Defect./ B
No Defect./ A A
No Defect./ B
0.978
0.014
0.986
0.64*0.0140.36*0.022
P(B)*P(D/B)P(A)*P(D/A)P(D)
+=+=
Teorema de BayesTeorema de BayesTeorema de BayesTeorema de Bayes
Β
Α1
Α2
Α3Ω departición una ,...,, 21 iAAASea
∑=
iii
III APABP
APABPBAP
)(*)/(
)(*)/()/(
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 32
∑==
iii
IIII APABP
APABP
BP
ABPBAP
)(*)/(
)(*)/(
)(
)()/(
I
Demostración
Teorema de bayesTeorema de bayesTeorema de bayesTeorema de bayes
Ejercicio. Sabiendo que un articulo es defectuoso. Calcular la probabilidad de que provenga del proveedor A
Defect./ A
0.36No Defect./ A A
0.022
0.978
DefectuosoΑ
B
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 33
0.36
B 0.64 Defect./ B
No Defect./ B
0.014
0.986
0.64*0.0140.36*0.022
0.36*0.022
P(B)*P(D/B)P(A)*P(D/A)
P(A)*P(D/A)
)(
)(P(A/D)
+=
+=∩=
DP
DAP
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 34
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Una variable aleatoria es una variable cuyo valor numérico está determinado por el resultado del experimento aleatorio
Variables aleatoriasVariables aleatoriasVariables aleatoriasVariables aleatorias
Ε S2
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 35
S1
a b
X(s1)=a
X(s2)=b
X
Variables aleatoriasVariables aleatoriasVariables aleatoriasVariables aleatorias
Lanzamos 2 veces una moneda. Podemos definir la variable aleatoria
X = número de caras
ΕCC
XC
CX
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 36
XX
0 2
X(xx)=a
X(cc)=2
T
XC
1
X(cx)=1
X(xc)=1
Definimos RX, rango de X, como el conjunto de posibles valores de X
Variables aleatorias. EjemplosVariables aleatorias. EjemplosVariables aleatorias. EjemplosVariables aleatorias. Ejemplos
Nº de artículos defectuosos en un lote de materia primaNº de clientes atendidos al díaNº de BIT transmitidos correctamentePeso de las piezas fabricadasTemperatura del fluidoResistencia del material
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 37
Resistencia del materialCorriente que circula por un cable…
Variables aleatorias. ClasificaciónVariables aleatorias. ClasificaciónVariables aleatorias. ClasificaciónVariables aleatorias. Clasificación
Atendiendo al rango, las variables aleatorias se clasifican como:DiscretasDiscretasDiscretasDiscretas: El rango es finito o infinito numerable
Nº de artículos defectuosos en un lote de materia primaNº de clientes atendidos al díaNº de BIT transmitidos correctamente
Continuas:Continuas:Continuas:Continuas: El rango es un intervalo de la recta realPeso de las piezas fabricadasTemperatura del fluido
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 38
Temperatura del fluidoResistencia del materialCorriente que circula por un cable
Para definir perfectamente una variable aleatoria se necesita conocer:
El conjunto de valores que toma la variable, el rangoel rangoel rangoel rangoCon que probabilidad toma esos valores, la distribuciónla distribuciónla distribuciónla distribución.
Variables aleatorias DiscretasVariables aleatorias DiscretasVariables aleatorias DiscretasVariables aleatorias Discretas
Definimos la función de probabilidadfunción de probabilidadfunción de probabilidadfunción de probabilidad. A cada valor de la variable le asocia la probabilidad
E = Lanzar 2 veces una moneda X = Número de caras
0,5
0,6
C C X P
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 39
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0 1 2
C
C
X
X
C
X
X
C
X PX
0 ¼=0.25
1 2/4=0.5
2 ¼=0.25
Modelos de distribución de probabilidad Modelos de distribución de probabilidad Modelos de distribución de probabilidad Modelos de distribución de probabilidad
Cuando se estudian las variable aleatorias:Definir en cada problema los valores y las probabilidades pueden ser muy complejo.
Ejemplo: Niños y niñas en familias de cuatro hijosEjemplo: Altura de individuos
Lo simplificamos mediante distribuciones de probabilidad “conocidas”:
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 40
“conocidas”:– Variables discretas: Distribución Binomial,…., – Variables continuas: Distribución Normal
Mean10725520
Exponential Distribution
x
den
sity
0 30 60 90 120 1500
0,04
0,08
0,12
0,16
0,2Mean,Std. dev.
0,10,1,50,21,11,2
Normal Distribution
x
den
sity
-10 -6 -2 2 6 10 140
0,1
0,2
0,3
0,4Event prob.,Trials0,1,100,2,100,5,10
Binomial Distribution
x
prob
abili
ty
0 2 4 6 8 100
0,1
0,2
0,3
0,4
Proceso de bernoulliProceso de bernoulliProceso de bernoulliProceso de bernoulli
Consideremos un experimento en el que se van realizando pruebas con las siguientes características:Cada prueba tiene dos posibles resultados
Aceptable-defectuoso, niño-niña,…La probabilidad de éxito en cada prueba es constanteLas pruebas son independientes.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 41
Las pruebas son independientes.
Ε Ε F E F Ε Ε
Procesos de Procesos de BernoulliBernoulliProcesos de Procesos de BernoulliBernoulli
Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:Ejemplos:Lanzamiento de una moneda:
Posible resultado: Cara ó cruzProbabilidades contantes: P(Cara)=0.5; P(Cruz)=0.5Observaciones independiente
Producción de piezas:Posible resultado: Defectuosa ó Aceptable.Probabilidades fijas. P(D)=0.01 ; P (Aceptable)=0.99
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 42
Probabilidades fijas. P(D)=0.01 ; P (Aceptable)=0.99Observaciones independientes (el observar si una pieza es defectuosa o aceptable, no me dice nada de si otra pieza es defectuosa o no)
Sexo recién nacidos:Posible resultado: Niño ó Niña.Probabilidades fijas. P(D)=0.01 ; P (Aceptable)=0.99Observaciones independientes (El saber el sexo del último recién nacido en un hospital, no da información del sexo del próximo)
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialEn un proceso de BernoulliTomamos una muestra de tamaño n, y contamos el numero de éxitos
(por ejemplo, numero de defectuosos en 50 piezas)La distribución Binomial nos da la probabilidad de obtener un
numero de éxitos (por ejemplo, nos da la probabilidad de obtener 4 defectos en 50 piezas
X→B(n,p)
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 43
Función de probabilidad Medidas características
X→B(n,p)
knk ppk
nkXP −−
== )1()( )1(2 pnp
np
−==
σµ
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomial
Distribución binomialDistribución binomialDistribución binomialDistribución binomial---- Función deFunción deFunción deFunción de probabilidadprobabilidadprobabilidadprobabilidad
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 44
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomial
Ejemplo 1: Un aparato electrónico contiene 40 circuitos integrados. La probabilidad de que un circuito sea defectuoso es 0.01 y los circuitos son independientes. El aparato funciona solo si no hay ningún circuito defectuoso. ¿Cuál es la probabilidad de que el aparato funcione?
Sea X= Número de circuitos defectuosos en los 40 de un aparatoLa probabilidad solicitada es P(X=0)¿Qué distribución sigue X?
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 45
¿Qué distribución sigue X?Se observan 40 pruebas de bernoulli:
Cada prueba, observar un circuito, tiene dos posibles resultados; funciona, no funcionaLa probabilidad de que un circuito funcione es constante, 0.01Los circuitos son independientes
El número de defectuosos en 40 pruebas es una binomial (40, 0.01)
X→B(40,0.01)
400 )01.01(*01.00
40)0( −
==XP
Ejemplo 1: Un aparato electrónico contiene 40 circuitos integrados. La probabilidad de que un circuito sea defectuoso es 0.01 y los circuitos son independientes. El aparato funciona solo si no hay ningún circuito defectuoso. ¿Cuál es la probabilidad de que el aparato funcione?
Cumulative Distribution-----------------------
Distribution: Binomial
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomial
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 46
Distribution: Binomial
Lower Tail Area (<)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 50 0.0
Probability Mass (=)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 50 0.668972
Upper Tail Area (>)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 50 0.331028
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomial
Ejemplo 2: Supongamos que recibimos un lote con muchas piezas y no tenemos recursos para inspeccionarlas todas. Para decidir si aceptamos el lote o lo rechazamos seleccionamos una muestra de 20 unidades y en función de las piezas defectuosas en la muestra rechazamos o aceptamos todo el lote.La regla de decisión es: aceptamos el lote si en la muestra hay como máximo 2 unidades defectuosas.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 47
como máximo 2 unidades defectuosas.
Si la proporción de defectos en el lote fuera 0.05, ¿Cuál sería la probabilidad de calcular la probabilidad de rechazar el lote?
Si la proporción de defectos en el lote fuera 0.2, ¿Cuál sería la probabilidad de calcular la probabilidad de rechazar el lote?
Proceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomialProceso de Proceso de BernoulliBernoulli. Distribución . Distribución BinomialBinomial
Cumulative Distribution-----------------------
Distribution: Binomial
Lower Tail Area (<)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 52 0.73584 0.0691753
Acepto el lote si en la muestra hay 0, 1 ó 2 defectuosos = rechazo el lote si en la
Ejemplo 2:
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 48
Probability Mass (=)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 52 0.188677 0.13691
Upper Tail Area (>)Variable Dist. 1 Dist. 2 Dist. 3 Dist. 4 Dist. 52 0.0754835 0.793915
Dist.1 = Binomial(20, 0.05)Dist.2 = Binomial(20, 0.2)
defectuosos = rechazo el lote si en la muestra hay más de 2 defectuosos
Si p(D)=0.05 , P(rechazar el lote)= 0.0754
Si p(D)=0.2 , P(rechazar el lote)= 0.7939
Variables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuas
Desafortunadamente, el método para describir la distribución de las v.a. discretas es inadecuado para describir una v.a. continuas, no se puede asociar a cada valor de la v.a. su probabilidad.Buscamos una función que nos permita calcular probabilidadesCandidatos a funciones de densidad,… muchos:
0,4
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 49
x
den
sity
-5 -3 -1 1 3 50
0,1
0,2
0,3
Variables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuas
La función de densidad describe la distribución de probabilidad de una variable continua
∫ =
≥∞
∞−b
dxxf
xf
1)(
0)(
∫=<<b
a
dxxfbXaP )()(
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 50
∫=<<b
a
dxxfbXaP )()(
x
dens
ity
-5 -3 -1 1 3 50
0,1
0,2
0,3
0,4
a
a b
Variables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuas
Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo: Sea X el tiempo de funcionamiento de una maquina en un año (en horas x100)
<< 5.20si
5.2
4.0xx
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 51
<≤−=
caso otroen0
55.2si5.2
4.08.0
5.2
)( xxxf
Variables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuas
Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo: Sea X el tiempo de funcionamiento de una maquina en un año (en horas x100)
4.04.0
)()2.3(
2.35.2
2.3
=−+
==<
∫∫
∫∞−
dxxfXP
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 52
74.0)5.2
4.08.0(
5.2
4.0
5.20
=−+ ∫∫ dxxxdx
Variables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuasVariables aleatorias continuas
Observando conjuntos de datos observamos un patrón, un modelo que se repite con mucha frecuencia.
Histogram for altura
150 160 170 180 190 2000
10
20
30
40
fre
que
ncy
Histogram for Matematicas
Matematicas
fre
que
ncy
5.8 6.3 6.8 7.3 7.8 8.3 8.80
5
10
15
20
25
30
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 53
150 160 170 180 190 200
altura Matematicas
Altura alumnos Nota matemáticas
Resistencia de láminas fabricadas Peso de piezas
Histogram for PESO
PESO
fre
que
ncy
98 99 100 101 1020
10
20
30
40
Histogram for Resistencia
Resistencia
fre
que
ncy
2700 2730 2760 2790 2820 28500
10
20
30
40
Distribución normal o gaussianaDistribución normal o gaussianaDistribución normal o gaussianaDistribución normal o gaussianaLa distribución normal es sin duda la distribución de probabilidad mas importante:
Aproxima lo observado en muchos procesos de medición: medidas físicas del cuerpo humano, características psíquicas, medidas de calidad de procesos industriales En muchas situaciones otras distribuciones se pueden aproximar a una NormaEs la base de la inferencia estadística. Aunque una variable aleatoria no sea normal, la media de la muestras sigue una distribución normal
Su importancia es una consecuencia del teorema central del límite: cuando
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 54
Su importancia es una consecuencia del teorema central del límite: cuando los resultados de un experimentos son debidos a un conjunto muy grande de causas independientes, que actúan sumando sus efectos, siendo cada efecto de poca importancia respecto al conjunto, es esperable que los resultados sigan una distribución normal
Mean,Std. dev.0,1
Normal Distribution
-5 -3 -1 1 3 5
x
0
0,1
0,2
0,3
0,4
den
sity
Distribución normalDistribución normalDistribución normalDistribución normal
Su función de densidad es:
2
2
2
)(
2
1)( σ
µ
πσ
−−=
x
exf2)(
)(
σµ=
=
XVar
XE
Media10
0,4Sta. dev.
Normal Distribution
0,8
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 55
10119
0 3 6 9 12 15 180
0,1
0,2
0,3
Sta. dev.10.52
den
sity
5 9 13 170
0,2
0,4
0,6
0,8
Distribución normalDistribución normalDistribución normalDistribución normal
Regla empírica
0,3
0,4
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 56
-5 -3 -1 1 3 50
0,1
0,2
µ+σ µ+2σ µ+3σµ-σµ-2σµ-3σ
0.680.95
0.997
Distribución normalDistribución normalDistribución normalDistribución normal
El tiempo de vida de un semiconductor sigue una distribución Normal con media 7000 horas y desviación típica 600 horas.
¿Cuál es la probabilidad de que el semiconductor falle antes de 6000 horas?¿Qué tiempo de vida es excedido por el 95.05% de los semiconductores?¿Cuál es la probabilidad de que el semiconductor falle entre las 6200 y las 7600 horas de vida?
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 57
las 7600 horas de vida?
Modelos de distribución de probabilidadModelos de distribución de probabilidadModelos de distribución de probabilidadModelos de distribución de probabilidad
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 58
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 59
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Inferencia estadísticaInferencia estadísticaInferencia estadísticaInferencia estadística
Población
Muestra
Inferencia estadística: Proceso
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 60
Inferencia estadística: Proceso mediante el cual se utiliza la información de la muestra para extraer conclusiones de la población
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 61
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Ajuste a modelo de probabilidadAjuste a modelo de probabilidadAjuste a modelo de probabilidadAjuste a modelo de probabilidad
Consiste en identificar el modelo de probabilidad que sigue la variable de interés. ¿Qué modelo ha generado los datos observados?Para ajustar un modelo de probabilidad para la variable:1. Analizar el tipo de variable y la información que suministra la
muestra. 2. Proponer un modelo adecuado de distribución de probabilidad
para la variable de interés (Normal, Exponencial, Poisson,…..).
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 62
para la variable de interés (Normal, Exponencial, Poisson,…..).3. Estimar los parámetros desconocidos del modelo propuesto4. Comprobar que el modelo propuesto es “adecuado”
El modelo ajustado te ayuda a tomar decisiones respecto a la población.
Histogram for Azucar
Azucar
fre
qu
en
cy
0.94 0.96 0.98 1 1.020
20
40
60
80
100
Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Se observa la aceleración en 155 coches (Seconds from 0 to 60 millas/hora).
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 63
Teniendo en cuenta el tipo de variable y la información que suministra la muestra,
Fuente: Archivo de datos del Statgraphics,Cardata.sf3
Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Ajuste de modelo: Identificación de modelo.Se observa la aceleración en 155 coches.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 64
La distribución normal (función de densidad, una campaña de Gauss) parece que se ajusta bien.
Fuente: Archivo de datos del Statgraphics,Cardata.sf3
Ajuste a modelo: Estimación de parámetrosAjuste a modelo: Estimación de parámetrosAjuste a modelo: Estimación de parámetrosAjuste a modelo: Estimación de parámetrosA la vista del histograma parece razonable proponer la distribución normalLa distribución normal depende de dos parámetros, la media y la varianza poblacional, ambos desconocidos (recordar que solo hemos observado una muestra, no toda la población).Para dar valores a los parámetros, estimarlos, utilizamos la información que suministra la muestra.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 65
Fuente: archivo de datos del statgraphics,cardata
Count = 155Average = 16.2761Median = 15.8Variance = 6.35131Standard deviation = 2.52018Minimum = 11.2
Ajuste de modelo: Estimación parámetros Ajuste de modelo: Estimación parámetros Ajuste de modelo: Estimación parámetros Ajuste de modelo: Estimación parámetros
muestra) varianzamuestra, (Media),( NN =σµ
Histog ram fo r accel
30
40
50
frequ
ency
Estimación de parámetros
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 66
Fuente: Archivo de datos del Statgraphics,Cardata.sf3
10 14 18 22 26
accel
0
10
20
30
frequ
ency
)52.2;27.16(NSummary Statistics for accel
Count = 155Average = 16.2761Median = 15.8Variance = 6.35131Standard deviation = 2.52018Minimum = 11.2
Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis ¿el modelo de probabilidad estimado es idóneo? ¿los datos aportan evidencia suficiente en contra del modelo de probabilidad asumido?Gráficamente. Si observamos el grafico parece que los datos observados confirman el modelo propuesto
Histog ram fo r accel
30
40
50
frequ
enc
y
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 67
¿hay alguna forma de verificar que el modelo propuesto es adecuado?
10 14 18 22 26
accel
0
10
20
30
frequ
enc
y
Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis Ajuste a modelo: Diagnosis
El test de Bondad de Ajuste de Chi-Cuadrado de Pearson compara la frecuencia observada con la frecuencia esperada bajo el modelo propuesto, si existe mucha discrepancia entre lo observado y lo esperado entonces rechazamos el modelo propuesto
Goodness-of-Fit Tests for accel
Chi-Square Test---------------------------------------------------------------------------- Lower Upper Observed Expected Limit Limit Frequency Frequency Chi-Square---------------------------------------------------------------------------- at or below 12.4931 4 10.33 3.88 12.4931 13.4768 15 10.33 2.11 13.4768 14.1551 6 10.33 1.82 14.1551 14.7062 18 10.33 5.69
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 68
14.1551 14.7062 18 10.33 5.69 14.7062 15.1906 13 10.33 0.69 15.1906 15.6376 13 10.33 0.69 15.6376 16.0653 13 10.33 0.69 16.0653 16.487 10 10.33 0.01 16.487 16.9146 10 10.33 0.01 16.9146 17.3616 10 10.33 0.01 17.3616 17.846 5 10.33 2.75 17.846 18.3972 10 10.33 0.01 18.3972 19.0755 7 10.33 1.08 19.0755 20.0591 9 10.33 0.17above 20.0591 12 10.33 0.27----------------------------------------------------------------------------Chi-Square = 19.8711 with 12 d.f. P-Value = 0.0695631
Cuanto mas pequeño sea el p-valor mas evidencia tenemos en contra del modelo propuesto. Si p-valor < 0.05, rechazamos el modelo propuesto
Ajuste de modelo: Cálculo de probabilidadesAjuste de modelo: Cálculo de probabilidadesAjuste de modelo: Cálculo de probabilidadesAjuste de modelo: Cálculo de probabilidades
)52.2;27.16(n Aceleració N→Conocer el modelo de probabilidad nos permite responder a preguntas relacionadas con la población.¿Cuál es la probabilidad de que la aceleración de un coche sea superior a 17 (Seconds from 0 to 60)?
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 69
Fuente: Archivo de datos del Statgraphics,Cardata.sf3
Tail Areas for accel
area below 17.0 = 0.613034
area below 14.6485 = 0.259191
area below 16.2761 = 0.499993
area below 17.9037 = 0.740802
area below 19.5314 = 0.901767
Ajuste a modelo. Ejemplo 2: Proporción de defectosAjuste a modelo. Ejemplo 2: Proporción de defectosAjuste a modelo. Ejemplo 2: Proporción de defectosAjuste a modelo. Ejemplo 2: Proporción de defectos
Los artículos fabricados los clasifico en defectuosos y no defectuosos.Observo 5000 artículos.
Frequency Table for defecto
------------------------------------------------------------------------ Relative Cumulative Cum. Rel.Class Value Frequency Frequency Frequency Frequency------------------------------------------------------------------------No defectuoso 4495 0.8990 4495 0.8990
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 70
Ejercicio:Identifica modelo de probabilidadEstima parámetro o parámetros desconocidosCalcular la probabilidad de que en un lote de 50 piezas haya mas de 3 defectuosas.
No defectuoso 4495 0.8990 4495 0.8990Defectuoso 505 0.1010 5000 1.0000------------------------------------------------------------------------
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 71
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Intervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianza
Los intervalos de confianza proporcionan una zona en la que previsiblemente estará el valor autentico del parámetro.Se calculan con una confianza determinada. Normalmente 95%
Casos que veremos:Intervalo de confianza para la mediaIntervalo de confianza para la desviación típica (población normal)
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 72
Intervalo de confianza para la desviación típica (población normal)Intervalo de confianza para la proporción
Intervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianza
Supongamos que somos fabricantes de laminas de carbono. Una característica importante que debemos controlar es la resistencia a la rotura. La resistencia observada en 80 laminas. Summary Statistics for Resistencia
Count = 80Average = 2788.52
Histogram for Resistencia
freq
uen
cy
20
30
40
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 73
¿Es el verdadero valor de la resistencia media de todas las laminas fabricadas 2788.52 ?
Average = 2788.52Median = 2788.78Standard deviation = 21.2788
Resistencia
freq
uen
cy
2700 2730 2760 2790 2820 28500
10
Un intervalo de confianza proporciona una zona en la que con una confianza
predeterminada estará el verdadero valor del parámetro
Intervalo de confianzaIntervalo de confianzaIntervalo de confianzaIntervalo de confianza
El verdadero valor de la resistencia media de todas las laminas fabricadas es con un nivel de confianza del 95%:
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 74
laminas fabricadas es con un nivel de confianza del 95%:
52.278879.2783
Confidence Intervals for Resistencia
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
26.2793
Intervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianzaIntervalos de confianza
Las formulas para calcular los intervalos de confianza están en cualquiera de los libros indicados en la bibliografía.Por ejemplo:
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 75
Intervalo de confianza para la mediaIntervalo de confianza para la mediaIntervalo de confianza para la mediaIntervalo de confianza para la media
Calculo del intervalo de confianza para la media.Menú Statgraphics:
Describe / Numerical data / One-Variable Analysis…Tabular Option / Confidencel Intervals
Confidence Intervals for Resistencia
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 76
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
95.0% confidence interval for standard deviation: [18.4158;25.2042]
Intervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típicaSupongamos que somos fabricantes de laminas de carbono. Una característica importante que debemos controlar es la resistencia a la rotura (distribuida según modelo normal). Se observa la resistencia en 80 laminas
Summary Statistics for Resistencia
Count = 80Average = 2788.52Median = 2788.78Standard deviation = 21.2788
freq
uenc
y
0
10
20
30
40
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 77
El verdadero valor de la Deviación Típica de la resistencia de todas las laminas fabricadas es con un nivel de confianza del 95%:
41.18
Confidence Intervals for Resistencia
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
95.0% confidence interval for standard deviation: [18.4158;25.2042]
20.25
Standard deviation = 21.2788Resistencia
2700 2730 2760 2790 2820 2850
Intervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típicaIntervalo de confianza para la desviación típica
Calculo del intervalo de confianza para la desviación típicaMenú Statgraphics:
Describe / Numerical data / One-Variable Analysis…Tabular Option / Confidencel Intervals
Confidence Intervals for Resistencia
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 78
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538 [2783.79;2793.26]
95.0% confidence interval for standard deviation: [18.4158;25.2042]
Intervalo de confianza para la proporciónIntervalo de confianza para la proporciónIntervalo de confianza para la proporciónIntervalo de confianza para la proporción
Los artículos fabricados los clasifico en defectuosos y no defectuosos. Observo 5000 artículos. Codificamos los valores. 0=No defectuoso, 1=Defectuoso
Frequency Table for defecto
------------------------------------------------------------------------ Relative Cumulative Cum. Rel.Class Value Frequency Frequency Frequency Frequency------------------------------------------------------------------------No defectuoso 4495 0.8990 4495 0.8990Defectuoso 505 0.1010 5000 1.0000
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 79
Intervalo de confianza para la proporción de artículos defectuosos fabricados
Defectuoso 505 0.1010 5000 1.0000------------------------------------------------------------------------
Confidence Intervals for Art_defect
95.0% confidence interval for mean: 0.101 +/- 0.0083531 [0.0926469;0.109353]
En todo intervalo de confianza hay una noticia buena y otra mala:
La buena: hemos usado una técnica que en % alto de casos acierta.La mala: no sabemos si ha acertado en nuestro caso.
Interpretación de los intervalos de confianzaInterpretación de los intervalos de confianzaInterpretación de los intervalos de confianzaInterpretación de los intervalos de confianza
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 80
Confidence Intervals for Resistencia
95.0% confidence interval for mean: 2788.52 +/- 4.73538
Inferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceInferencia. ÍndiceIntroducción. Teoría probabilidad
Fenómenos y experimentos aleatorios. Sucesos y operaciones con sucesos (conjuntos)
Concepto de probabilidad y propiedadesAsignación de probabilidades en la práctica.
Equiprobabilidad y regla de LaplaceProbabilidad condicionada e independencia de sucesosTeoremas de la probabilidad total y de Bayes
Variables aleatorias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 81
Teoremas de la probabilidad total y de BayesVariables aleatorias
Discretas. Distribución BinomialContinua. Distribución Normal
Inferencia estadística:Ajuste a modelo de probabilidad.
Propones un modeloEstimación de parámetrosDiagnosisUtilización modelo: calculo de probabilidades.
Estimación de parámetros mediante:Intervalos de confianzaContraste de hipótesis.
Contraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de HipótesisContraste de Hipótesis
En investigaciones empíricas muchas veces existe una teoría preconcebida relativa a la característica de la población sometida a estudio. Este tipo de circunstancias es estudiado mediante un contraste de hipótesis, e implica la existencia de dos hipótesis que reflejan esta idea a priori y que tendremos que contratar con la realidad observada.
Contrastando una hipótesisContrastando una hipótesis
¿es la edad
media 40 años?
Son
demasiados.
..
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 83
años 20=X
¡Gran diferencia!
Rechazo la hipótesis
Muestra
aleatoria
Contraste de Hipótesis: analogía con juicio penalContraste de Hipótesis: analogía con juicio penalContraste de Hipótesis: analogía con juicio penalContraste de Hipótesis: analogía con juicio penal1. Establecemos las hipótesis
2. Se observan las pruebasSi las pruebas aportan suficiente evidencia en contra de H0, entonces rechazamos H0
Si las pruebas no aportan suficiente evidencia, entonces no rechazamos H0
culpable es acusado :
inocente es acusado :
1
0
ElH
ElH La hipótesis nula es la hipótesis que mantendremos a no ser que haya suficiente evidencia para rechazarla (nunca se prueba)
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 84
Es decir si hay mucha discrepancia entre las pruebas y H0, entonces rechazamos H0
3. Errores
Realidad
Inocente culpable
Decisión
inocente - Error II
Culpable Error I -
El error que más nos preocupa es Error tipo I (rechazar H0 , siendo cierta). Realizaremos el contraste intentando controlar este error
α=P(EI)=P(rechazar H0 / H0 es cierta)
β= P(EI)=P(aceptar H0 / H0 es falsa)
Contraste de hipótesisContraste de hipótesisContraste de hipótesisContraste de hipótesis
Contraste de hipótesis en estadística es contestar a preguntasSiempre se contesta en términos de probabilidadEs semejante a los intervalos de confianza.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 85
Es semejante a los intervalos de confianza. Hay contrastes que se pueden resolver utilizando intervalos de confianza
Contraste de Hipótesis. EtapasContraste de Hipótesis. EtapasContraste de Hipótesis. EtapasContraste de Hipótesis. Etapas
Definir el contraste: Definir la hipótesis nula (H0 ) y hipótesis alternativa (H1 )Decidir:
Rechazo H0 y acepto H1 (la muestra aporta suficientes pruebas en contra de la hipótesis nula) o Aceptar H0 (la muestra no aporta suficientes pruebas en contra
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 86
Aceptar H0 (la muestra no aporta suficientes pruebas en contra de la hipótesis nula)
La herramienta que vamos a utilizar para tomar la decisión es el p-valor. Si p-valor es pequeño rechazamos H0
Contraste de hipótesisContraste de hipótesisContraste de hipótesisContraste de hipótesis
Un ingeniero esta interesado en la tasa de combustión de un combustible sólido. Él sospecha, y es lo que quiere demostrar que la tasa de combustión es en media superior a 40.
Tomare una muestra y realizaré un contraste para demostrar mi
Summary Statistics for Combustion
Count = 100Average = 40.92Median = 40.897Variance = 1.09515Standard deviation = 1.04649Minimum = 38.4888
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 87
demostrar mi sospecha
Minimum = 38.4888Maximum = 43.6189Range = 5.1301Lower quartile = 40.1761Upper quartile = 41.6151Stnd. skewness = 0.873252Stnd. kurtosis = -0.129913
Histog ram fo r Combustion
38 39 40 41 42 43 44
Combustion
0
5
10
15
20
25
30
frequ
enc
y
Contraste de hipótesis. Definir hipótesisContraste de hipótesis. Definir hipótesisContraste de hipótesis. Definir hipótesisContraste de hipótesis. Definir hipótesis
Definir la Hipótesis nula y alternativa. Tipos de contrastes
>≤
01
00
:
:
µµµµ
H
H
≠=
01
00
:
:
µµµµ
H
H
Contrate Bilateral Contrastes unilaterales
<≥
01
00
:
:
µµµµ
H
H
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 88
Hipótesis nulaHipótesis nulaHipótesis nulaHipótesis nula Hipótesis alternativaHipótesis alternativaHipótesis alternativaHipótesis alternativa
a) La que contrastamos a) Niega a la hipótesis nulaLo que queremos demostrar
b) Los datos pueden refutarla b) Los datos pueden demostrar evidencia a favor
c) No debería ser rechazada sin una buena razón c) No debería ser aceptada sin una gran evidencia a favor
Definir el contraste: definir hipótesis nula e hipótesis alternativa
Contrate de hipótesis. Definir hipótesisContrate de hipótesis. Definir hipótesisContrate de hipótesis. Definir hipótesisContrate de hipótesis. Definir hipótesis
>= 40:0
µµH¿es la tasa de
combustión media del solido superior
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 89
> 40:1 µH
del solido superior a 40?
Contrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. Decisión
>=
40:
40:
1
0
µµ
H
H¿es la tasa de combustión media del s superior a 40
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 90
Intuitivamente rechazaremos H0 si la media muestral es mucho más grande que 40
Para establecer un criterio para aceptar o rechazar la hipótesis nula utilizaremos el p-valor
. 40 si rechazamos 0 >>XH Gran diferencia entre lo observado y lo esperado
Contrate de hipótesis. Herramienta de decisión: pContrate de hipótesis. Herramienta de decisión: p--valorvalorContrate de hipótesis. Herramienta de decisión: pContrate de hipótesis. Herramienta de decisión: p--valorvalor
El p-valor da una idea de lo verosímil que es la hipótesis nula con los datos que tenemosP-valor es bajo (menor que 0.05)…poco
1
0.75
0.5 Acepto Η0
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 91
que 0.05)…poco razonable que H0 sea verdadP-valor alto(mayor que 0.05)…es bastante posible que H0 se verdad
0.025
0 0.05Rechazo Η0
Contrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. DecisiónContrate de hipótesis. Decisión
>=
40:
40:
1
0
µµ
H
H¿es la tasa de combustión media del s superior a 40
Hypothesis Tests for Combustion
Sample mean = 40.92Sample median = 40.897
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 92
t-test------Null hypothesis: mean = 40.0Alternative: greater than
Computed t statistic = 8.79089P-Value = 1.9218E-7
Reject the null hypothesis for alpha = 0.05.
Tenemos evidencia suficiente para rechazar Η0
Contrastes de hipótesisContrastes de hipótesisContrastes de hipótesisContrastes de hipótesis
Casos que veremos:Intervalo de confianza para la mediaIntervalo de confianza para la desviación típica (población normal) Intervalo de confianza para la proporciónComparación de poblaciones
Comparación de medias
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 93
Comparación de mediasComparación de varianzas (poblaciones normales)Comparación de proporciones
Contraste mediaContraste mediaContraste mediaContraste mediaUn fabricante de bolsas asegura que sus bolsas soportan al menos 17 Kg. Nosotros sospechamos que soportan menos.Tomamos una muestra de 238 datos. A la vista de los datos, tenemos evidencia en contra del fabricante.
1. Definimos contraste ≥ 17: µH
Summary Statistics for Bolsas
Count = 238Average = 16.9259Standard deviation = 0.889525
Histogram for Bolsas
13 15 17 19 21
Bolsas
0
20
40
60
80
100
freq
ue
ncy
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 94
1. Definimos contraste
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Describe / Numerical data / One-Variable Analysis/ Tabular Option / Confidencel Intervals)
<≥
17:
17:
1
0
µµ
H
H
t-test------Null hypothesis: mean = 17.0Alternative: less than
Computed t statistic = -1.28473P-Value = 0.100071
Do not reject the null hypothesis for alpha = 0.05.
Contraste varianza. Solo para poblaciones normalesContraste varianza. Solo para poblaciones normalesContraste varianza. Solo para poblaciones normalesContraste varianza. Solo para poblaciones normalesLa temperatura ideal para una sala es 22 grados. El sistema refrigeración intenta mantener la temperatura alrededor de este valor objetivo. El sistema de refrigeración será de alta calidad si la desviación típica de la temperatura en menor de 0.3 grados. Sospechamos que este sistema no es de calidad altaSe realizan 67 observaciones. (hemos comprobado que se ajusta a una normal)
1. Definimos contraste ≤ 3.0:0 σH
Summary Statistics for Temperatura:Count = 67Average = 22.052Standard deviation = 0.499787
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 95
1. Definimos contraste
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Describe / Hyphotesis tests)
>≤
3.0:
3.0:
1
0
σσ
H
H
Hypothesis Tests----------------Sample standard deviation = 0.499787Sample size = 67
95.0% lower confidence bound for sigma: [0.437922]
Null Hypothesis: standard deviation = 0.3Alternative: greater thanComputed chi-squared statistic = 183.177P-Value = 5.82534E-13Reject the null hypothesis for alpha = 0.05.
Contraste Proporciones (muestras grandes)Contraste Proporciones (muestras grandes)Contraste Proporciones (muestras grandes)Contraste Proporciones (muestras grandes)El porcentaje de pupitres para zurdos en la Universidad es del 3% Suponemos que no hay pupitres para zurdos suficientes.Tomamos una muestra de 223 alumnos.
Frequency Table for zurdos------------------------------------------------------------------------ Relative Cumulative Cum. Rel.Value Frequency Frequency Frequency Frequency------------------------------------------------------------------------diestros 214 0.9596 214 0.9596zurdos 9 0.0404 223 1.0000------------------------------------------------------------------------
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 96
1. Definimos contraste
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Describe / Hyphotesis tests)
>≤
03.0:
03.0:
1
0
pH
pH
Hypothesis Tests----------------Sample proportion = 0.0404Sample size = 100
Approximate 95.0% lower confidence bound for p: [0.0140121]
Null Hypothesis: proportion = 0.03Alternative: greater thanP-Value = 0.352751Do not reject the null hypothesis for alpha = 0.05.
Comparación de proporcionesComparación de proporcionesComparación de proporcionesComparación de proporciones
¿El porcentaje de alumnos y alumnas zurdas es igual? Tomamos una muestra de 223 alumnos, y 212 alumnas:
7.62% de chicos zurdos3.76% de chicas zurdas
1. Definimos contraste
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 97
1. Definimos contraste
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Compare / Hyphotesis tests)
==
chicaschi
chicaschi
ppH
ppH
cos1
cos0
:
:
Comparación de proporcionesComparación de proporcionesComparación de proporcionesComparación de proporciones2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Compare / Hyphotesis tests)
Hypothesis Tests----------------Sample proportions = 0.0762 and 0.0376Sample sizes = 223 and 212
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 98
Sample sizes = 223 and 212
Approximate 95.0% confidence interval for difference between proportions: [-0.00462411;0.0818241]
Null Hypothesis: difference between proportions = 0.0Alternative: not equalComputed z statistic = 1.73016P-Value = 0.0836016Do not reject the null hypothesis for alpha = 0.05.
Warning: normal approximation may not be appropriate for small sample sizes.
Comparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones Normales
Dos proveedores suministran bombillas ¿Hay diferencias significativas entre la duración de las bombillas de los dos proveedores? Tomamos una muestra de 200 bombillas de cada proveedor
Box-and-Whisker Plot
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 99
Box-and-Whisker Plot
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
Bombillas1
bombillas2
Summary Statistics
Bombillas1 bombillas2 ------------------------------------------------------------Count 250 250 Average 1291.63 1249.95 Standard deviation 61.1392 58.0918 ------------------------------------------------------------
Comparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones Normales
¿Hay diferencias significativas entre la duración de las bombillas de los dos proveedores?
1. Definimos los contrastes
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Compare / Two Sample)
≠=
211
210
:
:
µµµµ
H
H
≠=
211
210
:
:
σσσσ
H
H
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 100
2. Calculamos el p-valor. Statgraphics (Compare / Two Sample)
a) Comparación desviaciones típicasb) Comparación de medias
Comparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones Normales
¿Hay diferencias significativas entre la duración de las bombillas de los dos proveedores? a) Comparación desviaciones típicas (las poblaciones
deben ser normales)
≠=
211
210
:
:
σσσσ
H
HComparison of Standard Deviations---------------------------------
Bombillas1 bombillas2 ------------------------------------------------------------
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 101
211 ------------------------------------------------------------Standard deviation 61.1392 58.0918Variance 3738.0 3374.66Df 249 249
Ratio of Variances = 1.10767
95.0% Confidence Intervals Standard deviation of Bombillas1: [56.2084;67.026] Standard deviation of bombillas2: [53.4067;63.6852] Ratio of Variances: [0.863529;1.42083]
F-test to Compare Standard Deviations
Null hypothesis: sigma1 = sigma2 Alt. hypothesis: sigma1 NE sigma2 F = 1.10767 P-value = 0.420353
Comparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones NormalesComparación de poblaciones Normales
¿Hay diferencias significativas entre la duración de las bombillas de los dos proveedores? b) Comparación de medias
≠=
211
210
:
:
µµµµ
H
H
Comparison of Means
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 102
Comparison of Means-------------------
95.0% confidence interval for mean of Bombillas1: 1291.63 +/- 7.61579 [1284.01,1299.24]95.0% confidence interval for mean of bombillas2: 1249.95 +/- 7.23619 [1242.71,1257.18]95.0% confidence interval for the difference between the means assuming equal variances: 41.6787 +/- 10.4798 [31.1989,52.1585]
t test to compare means
Null hypothesis: mean1 = mean2 Alt. hypothesis: mean1 NE mean2 assuming equal variances: t = 7.81391 P-value = 0.0
Ahora podemos responder a las cuestiones Ahora podemos responder a las cuestiones planteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos inicialesAhora podemos responder a las cuestiones Ahora podemos responder a las cuestiones planteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos inicialesplanteadas en los ejemplos iniciales
Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?Ejemplo 1: ¿proporción poblacional?
Supongamos que somos fabricantes de juguetes para niños. Para la fabricación de nuestra última novedad, dependemos de un proveedor que nos suministra los componentes electrónicos necesarios. La proporción de componentes La proporción de componentes La proporción de componentes La proporción de componentes defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. defectuosos que consideramos admisible es 0.001. Recibimos un lote de 50000 componentes, como no tenemos recursos para inspeccionarlos todos, se decide realizar una inspección de 500 componentes y en función de los resultados de esta inspección decidiremos aceptar o rechazar todo el lote.
Frequency Table for Circuitos_Defec
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 104
Recibimos el lote Inspeccionamos una muestra) información de la muestra
En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con En la muestra observamos que la proporción de defectuosos es de 0.002. ¿con la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.la información que nos suministra la muestra podemos rechazar el lote?.
------------------------------------------------------------------------ Relative Cumulative Cum. Rel.Class Value Frequency Frequency Frequency Frequency------------------------------------------------------------------------ 1 0 499 0.9980 499 0.9980 2 1 1 0.0020 500 1.0000------------------------------------------------------------------------
Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?Ejemplo 2: ¿media y varianza poblacional?
Supongamos que somos fabricantes de laminas de carbono. Una característica importante que debemos controlar es la resistencia a la rotura. El responsable de la planta ha establecido un valor objetivo, en función de lo que demanda el mercado: la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser : la resistencia media de todas las láminas que se fabriquen debe ser igual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mmigual o superior a 2800 N/mm2222 y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.y la desviación típica no superior a 20 N/mm2.Para verificar si se cumple este criterio, y dado que no se pueden inspeccionar todas las láminas, porque la prueba para determinar su resistencia supone la destrucción de la misma, se decide realizar la prueba a 80 laminas.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 105
En la muestra observamos que la resistencia media es de 2788.52 N/mm2, con una desviación de. 21.28 N/mm2 ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la ¿con la información que nos suministra la muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio muestra podemos decir que el proceso de fabricación no cumple con el criterio de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.de calidad establecido por el responsable?.
Summary Statistics for Resistencia
Count = 80Average = 2788.52Median = 2788.78Standard deviation = 21.2788
Histogram for Resistencia
Resistencia
freq
uen
cy2700 2730 2760 2790 2820 2850
0
10
20
30
40
Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones Ejemplo 3: Comparación de poblaciones
Somos responsables de elegir donde se situará un nuevo parque eólico. Tenemos dos posibles localizaciones, dentro del mismo municipio. Para tomar nuestra decisión, recurrimos a la estadística.Se observa la velocidad del viento durante 730 horas de forma simultánea en dos localizaciones alternativas (variables Parque1 y Parque2). Se quiere utilizar estos datos para decidir en qué localización instalar un parque de producción de energía eólica.
Ingeniería de grado. Estadística. Tema 2Número de transparencia: 106
localización instalar un parque de producción de energía eólica.
A la vista de los datos, ¿qué localización es más aconsejable?
Summary Statistics
Veloc_Parque1 Veloc_Parque2 ------------------------------------------------------------Count 730 730 Average 5.80179 5.63285 Median 5.31 5.045 Standard deviation 3.24126 3.25496 Minimum 0.27 0.14 Maximum 16.28 17.82 Lower quartile 3.26 3.24 Upper quartile 7.96 7.44 Skewness 0.649086 0.952801 Kurtosis -0.0911749 0.753856 Coeff. of variation 55.8664% 57.7853% ------------------------------------------------------------
Box-and-Whisker Plot
0 3 6 9 12 15 18
Veloc_Parque1
Veloc_Parque2
Las medias muestrales son distintas.¿Son distintas la medias poblacionales?
top related