Ejercicio 6: Junio de 2025
El tiempo de estudio semanal de los estudiantes andaluces, medido en horas, se distribuye según una ley Normal de media desconocida y desviación típica 5 horas.
A partir de una muestra de 81 estudiantes se ha obtenido que el intervalo de confianza para la media poblacional es
- Obtenga el tiempo medio de estudio de esa muestra de estudiantes.
- Si se amplía el tamaño de la muestra, razone si manteniendo el nivel de confianza, la amplitud del intervalo de confianza aumenta o disminuye.
- Si se desea reducir la amplitud del intervalo de confianza, razone si manteniendo el tamaño muestral, ha de reducirse o aumentarse el nivel de confianza.
- Si la media de la población es de 10,2 horas y sabiendo que la media muestral es de 12 horas, calcule el tamaño máximo de la muestra para obtener un intervalo de confianza que contenga la media poblacional, manteniendo el 97% de confianza.
Resolución
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La media muestral viene dada por el punto medio del intervalo.
¯ 𝑥 = 1 0 , 7 0 4 + 1 3 , 2 0 6 2 = 1 2 . - La amplitud del intervalo disminuye al aumentar el tamaño de la muestra, porque el error máximo cometido se reduce.
- El nivel de confianza debe reducirse para disminuir la amplitud del intervalo, porque el error máximo cometido se reduce.
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El intervalo de confianza para estimar la media poblacional con nivel de confianza
viene dado por:1 − 𝛼 Como el nivel de confianza es del 97%, entonces:𝐼 = ( ―― 𝑥 − 𝑧 𝛼 / 2 ⋅ 𝜎 √ 𝑛 , ―― 𝑥 + 𝑧 𝛼 / 2 ⋅ 𝜎 √ 𝑛 ) . Así que el intervalo de confianza para estimar la media de la población con un nivel de confianza del 97% es:𝑃 ( 𝑍 ≤ 𝑧 𝛼 / 2 ) = 1 + 0 , 9 7 2 = 0 , 9 8 5 ⇔ 𝑧 𝛼 / 2 = 2 , 1 7 . Para que el intervalo contenga a la media poblacional𝐼 = ( 1 2 − 2 , 1 7 ⋅ 5 √ 𝑛 , 1 2 + 2 , 1 7 ⋅ 5 √ 𝑛 ) = ( 1 2 − 1 0 , 8 5 √ 𝑛 , 1 2 + 1 0 , 8 5 √ 𝑛 ) . , ha de verificarse:𝜇 = 1 0 , 2 Por tanto, el tamaño máximo de la muestra debe ser de 36 estudiantes.1 2 − 1 0 , 8 5 √ 𝑛 = 1 0 , 2 ⇔ 1 0 , 8 5 √ 𝑛 = 1 , 8 ⇔ √ 𝑛 = 1 0 , 8 5 1 , 8 ⇔ 𝑛 = 1 0 , 8 5 2 1 , 8 2 ≈ 3 6 , 3 3 4 1 .