Trabajos Grupo AH
Estadistica 2024.

Trabajo 1 04/03/2024

Probabilidad

El merchandising oficial de nintendo sobre la saga de Mario se centra principalmente en tres tipos de peluches: M=Los Peluches de Mario, en un 50% L=Los Peluches de Luigi, en un 30% P=Los peluches de Peach, en un 20% Dentro de estas medidas, tambien sabemos que la probabilidad de los peluches tengan defectos de fabrica: MD= es de un 5% para Mario LD= un 7% para Luigi PD= y un 2% para Peach

Si compramos un peluche cualquiera de estos:

  1. Calcula la probabilidad de que sea defectuoso.

\(P(D)= P(MD)xP(M)+P(LD)xP(L)+P(PD)xP(P)\), despejando obtenemos que \(P(D)=0.05\)

  1. Siendo defectuosa, calcula lo probable que sea de que sea de Luigi.

\(P(DLD)= (P(LD)xP(L))/P(D)\) lo cual nos da que si la figura es defectuosa, que sea de luigi tiene la siguiente probabilidad, \(P(DLD)= 0.42\)

  1. Siendo una figura de Luigi, cual es la probabilidad de que no tenga defectos de fabrica

\(P(LL)=1-P(LD)\) por lo tanto \(P(LL)=0.93\)

  1. Si la figura es de los hermanos Mario y Luigi, como de probable es que sea defectuosa

\(P(DML)=(P(MD)xP(M) + P(LD)xP(L))/(P(M)+P(L))\) por lo tanto acabamos teniendo que la probabilidad es \(P(DML)=0.0575\)


Variable aleatoria exponencial

Las nuevos telefonos sufren de obsolescencia programada exponencial, con el que gradualmente acaban volviendose inservibles. Este problema se suele manifestar a lo largo de 5 años.

  1. Si me comprara un telefono nuevo, cual es la probabilidad de que me no se me quede obsoleto en 4 años.

\(P(x>4)\)=

1-pexp(4,0.2)
## [1] 0.449329
  1. Y en caso de que quisiera que me durara mas de 6 años, cual seria su probabilidad. Calcula tambien la mediana de que el telefono se vuelva obsoleto.

\(P(X> 6)=\)

1-pexp(6,0.2)
## [1] 0.3011942

Y para la mediana

qexp(0.5,0.2)
## [1] 3.465736

  1. Si mi telefono tiene ya 6 años, cual es la probabilidad de que me aguante 3 años mas.

\(P(X<9/X>6)\)

(pexp(6,0.2)-pexp(9,0.2))/(1-pexp(9,0.2))
## [1] -0.8221188

  1. Un nuevo modelo de telefono ha salido, que se anuncia capaz de sobrevivir a la obsolescencia con una nueva media de 10 años.¿Cual es la probabilidad de que me aguante 20?¿Y la mediana de supervivencia de los nuevos telefonos?

La probabilidad la calculamos tal que

1-pexp(20,0.1)
## [1] 0.1353353

Y para la mediana

qexp(0.5,0.1)
## [1] 6.931472

***

Estadística descriptiva

La base de datos iris del paquete de R recoge el ancho y largo tanto del sepalo como de los petalos de flores de 3 especies distintas.

  1. Proporciona con R resumen de los datos.
summary(iris) 
##   Sepal.Length    Sepal.Width     Petal.Length    Petal.Width   
##  Min.   :4.300   Min.   :2.000   Min.   :1.000   Min.   :0.100  
##  1st Qu.:5.100   1st Qu.:2.800   1st Qu.:1.600   1st Qu.:0.300  
##  Median :5.800   Median :3.000   Median :4.350   Median :1.300  
##  Mean   :5.843   Mean   :3.057   Mean   :3.758   Mean   :1.199  
##  3rd Qu.:6.400   3rd Qu.:3.300   3rd Qu.:5.100   3rd Qu.:1.800  
##  Max.   :7.900   Max.   :4.400   Max.   :6.900   Max.   :2.500  
##        Species  
##  setosa    :50  
##  versicolor:50  
##  virginica :50  
##                 
##                 
## 
  1. Haz un Boxplot del ancho de petalo de los 3 tipos distinto de especies para compararlos entre si
boxplot(iris$Petal.Width[1:50])

boxplot(iris$Petal.Width[51:100])

boxplot(iris$Petal.Width[101:150])

  1. Haz un Boxplot del todas las variables de “Setosa”
boxplot(iris$Petal.Width[1:50])

boxplot(iris$Petal.Length[1:50])

boxplot(iris$Sepal.Width[1:50])

boxplot(iris$Sepal.Length[1:50])

  1. Calcula el cuantial del 75 de la longitud del sepalo de las “virginicas”
quantile(iris$Sepal.Length[101:150])
##    0%   25%   50%   75%  100% 
## 4.900 6.225 6.500 6.900 7.900

Enlace al video

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Trabajo 2 12/04/2024

Las deportivas de marca que se ha comprado un amigo mío se desgastan de forma exponencial, destruyendo por completo la suela y forzándole a comprarse otras en un ciclo de capitalismo rampante. Las zapatillas no suelen durar más de 10 kilómetros.

  1. Si mi compañero se acaba de comprar las zapatillas, y quiere correr 8 kilómetros, cual es la probabilidad de que lo consiga sin que le desaparezcan las suelas

Media=10 Parametro distribución exponencial, Lambda=1/10=0,1

P(x>8)=1-pexp(8,0.1)=0.449=44,9%

1-pexp(8,0.1)
## [1] 0.449329

Mi compañero es terriblemente optimista, y después de correr esos 8 se ha decidido correr unos 4 mas, cual es la probabilidad de que no se halla quemado la suela completa para entonces. ¿Y la mediana de que si se hallan quemado?

P(x>12) )=1-pexp(12,0.1)=0.3011=30,11%

1-pexp(12,0.1)
## [1] 0.3011942

P(x<m)=0,5 Qexp(0.5,0.1)=6.931

qexp(0.5,0.1)
## [1] 6.931472

Las zapatillas han muerto, pero mi amigo es previsor y tenia un par de repuesto viejas, lo malo es que en su estado actual, no tiene pinta de que duren mas de 4 kilometros. ¿Como de probable es que le aguanten los 2 kilometros restantes hasta la gasolinera mas cercana a su casa?

Media=4 Parametro distribución exponencial, Lambda=1/4=0,25 P(x>2)=1-pexp(2,0.25)=0.6065=60,65%

1-pexp(2,0.25)
## [1] 0.6065307

¿Y que le aguanten los 8 que le costarían llegar a casa?¿Y la mediana de fallo de estos zapatos?

P(x>8)=1-pexp(8,0.25)=0.1353=13,53%

1-pexp(8,0.25)
## [1] 0.1353353

P(x<m)=0,5 Qexp(0.5,0.25)=2.7725

qexp(0.5,0.25)
## [1] 2.772589

Un hombre farda de poder saber la cantidad de granos de pimienta negra picantes dentro de una ración de pimienta negra cualquiera. Sus compañeros, para comprobar esta magnifica afirmación, le han preparado 40 vasos de con una media de 200 pimientas picantes cada uno. El afirma que la media de pimientos picantes por plato es de 199.8, con 1 pimienta de desviación típica.

  1. ¿Podemos aceptar la hipótesis de H0: u=200 frente a H1:u=/200 con Alpha=0.05? Comprobar por Región critica X=200.2 S=1 N=40

Zs=(x-H0)/(s/RAIZ(n))

(200.2-200)/(1/sqrt(40))
## [1] 1.264911

P(z<zAlpha/2) 1-0.05/2=0.975 ZAlpha/2=1.96

Se aprueba Ho ya que Zs<Zalpha/2

  1. Comprobar con P valor P(z>z_s)=P(z>1.264)=1-P(z<1.264)=1- 0.89435=0,10565*2=0,2113 Al ser mas grande que alfa, se cumple

  2. El hombre confiesa que les vio colocar las pimientas picantes, así que repitieron el test, esta vez con 20 vasos de 300 picantes. Dándonos esta vez el hombre unas 301 picantes con una desviación estándar de 2 pimientas. Comprobar por Región critica si la hipótesis de H0: u=300 frente a H1:u=/300 con Alpha=0.07 X=301 O=2 N=20

Zs=(x-H0)/(s/RAIZ(n))

(301-300)/(2/sqrt(20))
## [1] 2.236068

P(z<zAlpha/2) 1-0.07/2=0’965 ZAlpha/2=1.81 Se rechaza Ho ya que Zs>Zalpha/2

  1. Y ahora con P valor P(z>z_s)=P(z>2.236)=1-P(z<2.236)=1- 0.98983=0,01017*2=0,02034 Al ser más pequeño que alfa, no se cumple

Hemos decidido estudiar la diferencia de aporte de electrolitos entre dos grandes marcas de bebidas deportivas. Siendo estas dos marcas blancas de mercado que llamaremos Perrorade y Fuerzarade. Se prueban una 30 muestras de cada tipo, siendo sus medias muestrales x1= 130mg/l y x2 150mg/l también siguiendo distribuciones normales.

Sabemos que la desviación estándar de ambas marcas en cuanto a cantidad de electrolitos es de 5 mg/l y que sigue una distribución normal.

  1. Construye un intervalo de confianza bilateral de 97% para la diferencia entre las medias N1=30 N2=30 X1=130 X2=150 O1=O2=5

IC al 97=Aplha 0.03 D_0 es 0 en este caso al n1-n2=0 Estimador puntual+-Valor criticoerror estándar X1-x2+-Z_ALPHA/2Raiz(O1cuadrado/n1+O2cuadrado/n2)

P(Z<=<ALPHA/2)= 1-0.03/2=0.985 ZAplha/2=2.17

(130-150)+2.17*(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -17.19854
(130-150)-2.17*(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -22.80146

Haciendo un intervalo de confianza del 95% en [-22.80146,-17.19854]

  1. ¿Y con un intervalo del 95%?

P(Z<=<ALPHA/2)= 1-0.05/2=0.975 ZAplha/2=1.96

(130-150)+1.96*(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -17.46965
(130-150)-1.96*(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -22.53035

Haciendo un intervalo de confianza del 95% en [-22.53035,-17.46965]

  1. Utilizando un Alpha=0.1, comprobar la hipótesis de que tienen la misma media de eletrolitos en el primer caso. H0 m1-m2=0 H1 m1-m2/=0 Alpha=0.1 (X1-x2)/Raiz(O1cuadrado/n1+O2cuadrado/n2)
(130-150)/(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -15.49193

RC 90 zAlpha/2=1.64

No se cumple debido a que -15 <-1.64

  1. Debido a cortes de presupuesto, Fuerzarade no puede mantener el porcentaje de electrolitos que contiene, bajándolo a 132 para superar por poco a su rival. Comprobar si la hipótesis se cumple ahora (X1-x2)/Raiz(O1cuadrado/n1+O2cuadrado/n2)
(130-132)/(sqrt((25/30)+(25/30)))
## [1] -1.549193

Esta vez podemos decir que se cumple, ya que -1.54>-1.64

Enlace al video

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Trabajo 3 11/05/2024

Contraste de hipotesis, parametrico y no parametrico

Parametrico

En un curso de informatica han recolectado las notas de todos sus alumnos, y quieren calcular si la media es de aprobados,osease mayor de 5.Toman una muestra aleatoria de 30 alumnos del curso, siendo la nota media de estos un 4.32, con una desviación típica poblacional de 1.2.

a)Plantear un contraste para saber si la media es menor de 5 y calcular el estadistico test. Como tenemos que comprobar si la media es menor, tenemos que es unilateral, por lo que el contraste sería: H0:μ ≤ 5 H1:μ > 5

Para calcular el estadístico test, como es un test unilateral, tendremos que usar la fórmula de zs

x=4.32
μ0=5
σ=1.2
n=30
zs=(x-μ0)/(σ/sqrt(n))
zs
## [1] -3.103761

b)Calcular el pvalor y decir la conclusión de la hipótesis con una confianza del 90% Para calcular el pvalor, tendremos que tener en cuenta que es un análisis unilateral, por lo que se calcula de la siguiente forma: p_valor=p(x>zs)

1-pnorm(zs)
## [1] 0.9990446

Como tenemos que el pvalor>alpha no rechazamos H0 y podemos decir que existe evidencia estadística a favor de H0

NO Parametrico

Mauricio vende marisco de alta calidad de forma remota como oficio, sin embargo ultimamente ve que a su margen de beneficio es menor al habitual. Usando el test de los signos calcula si la mediana de beneficio que dan por sus mariscos es menor que 130 euros con un nivel de significación de 0.07. Tomando como medida los beneficios mensuales ajuntados a continuacion: Marisco-neficios: (140, 135, 127, 132, 129, 125, 133, 122, 130, 124)

c)Justifica el utilizar un test no paramétrico para este caso

Utilizamos un test no parametrico debido al tamaño de la muestra siendo mas pequeño de 30 (10 en este caso) y debido a no concer la distribucion, podría no seguir una normal. Al pedir probar hipótesis sobre la mediana, el test de signos sera la opcion mas optima.

d)Calcula el estadístico test

n = 10 α = 0.07 H0: M1 – M2 ≥ 0 Siendo M1 = 130 y M2 la mediana de los datos H1: M1 – M2 < 0

El primer paso es colocar un signo dependiendo de si la comparación entre ambas es positiva o negativa

tab1<-c (130,130,130,130,130,130,130,130,130,130) 
tab2<-c(140, 135, 127, 132, 129, 125, 133, 122, 130, 124)
res<-c('-','-','+','-','+','+','-','+','=','+')
matriz <-rbind(tab1,tab2,res)
matriz
##      [,1]  [,2]  [,3]  [,4]  [,5]  [,6]  [,7]  [,8]  [,9]  [,10]
## tab1 "130" "130" "130" "130" "130" "130" "130" "130" "130" "130"
## tab2 "140" "135" "127" "132" "129" "125" "133" "122" "130" "124"
## res  "-"   "-"   "+"   "-"   "+"   "+"   "-"   "+"   "="   "+"

Ahora cogemos y sumamos los positivos y negativos

N+ = 5 N- = 4

El valor del estadístico test es Bs = max{ N+, N- } = 5


Anova

En un coto de pesca, dos famosos y competitivos pescadores, deciden pescar 10 peces cada uno, que seran medidos por los responsables de dicho coto, tras recopilar los daots de los peces de PescadorA y PescadorB obtenemos las siguiente medidas en centimetros:

PescadorA <- c(120, 124, 114, 119, 130, 121, 111, 123, 117, 115)
PescadorB <- c(100 ,102, 91, 103, 110, 83, 35 ,116, 102, 107)
Pescados<-rbind(PescadorA,PescadorB)
Pescados
##           [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10]
## PescadorA  120  124  114  119  130  121  111  123  117   115
## PescadorB  100  102   91  103  110   83   35  116  102   107
  1. Estudiar la normalidad de las muestras
shapiro.test(PescadorA)
## 
##  Shapiro-Wilk normality test
## 
## data:  PescadorA
## W = 0.98452, p-value = 0.9847
shapiro.test(PescadorB)
## 
##  Shapiro-Wilk normality test
## 
## data:  PescadorB
## W = 0.73553, p-value = 0.002379

Encontramos que el p-valor de los peces del Pescador B es menor a 0.05. Como p-valor es menor que el nivel de significancia, se rechaza la hipótesis nula y se concluye que los datos no siguen una distribución normal.

En cambio, los peces del pescador A si siguen la normalidad.

  1. Hacer un diagrama de cajas para ver como son las varianzas
boxplot(PescadorA,PescadorB)

A simple vista se puede apreciar que las varianzas son diferentes.

3¿Existe diferencias significativas entre las longitudes de pez de ambos? Con alpha=0.05

datos = c(120, 124, 114, 119, 130, 121, 111, 123, 117, 115,100 ,102, 91, 103, 110, 83, 35 ,116, 102, 107)
grupo=factor(rep(1:2, rep(10,2)))
summary(aov(datos ~ grupo))
##             Df Sum Sq Mean Sq F value  Pr(>F)   
## grupo        1   3001  3001.2   10.74 0.00419 **
## Residuals   18   5031   279.5                   
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1

El p-valor es mayor que 0.05 por lo que no se rechaza H0 y no existe evidencia estadística de que las medias sean distintas

  1. Comprueba si los pescadores tienen carisma como para influir en los juezes
datos = c(120, 124, 114, 119, 130, 121, 111, 123, 117, 115,100 ,102, 91, 103, 110, 83, 35 ,116, 102, 107)
pescadores=factor(rep(c('PescadorA','PesacdorB'),10))
summary(aov(datos~pescadores))
##             Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
## pescadores   1    344   344.5   0.806  0.381
## Residuals   18   7688   427.1

Por lo que el factor humano si afecta al valor.

***

Regresion Lineal

La pesca de cangrejos es relativamente popular un pueblo cercano a 6 rios, y los habitantes de dicho pueblo, como no podia ser de otro modo, medido cuantos cangrejos sacan en sus viajes, dependiendo de lo ancho que sea el rio. Obviando los factores ambientales y el ecosistema de cada rio, estos son los valores obtenidos:

NumeroCangrejos=c(58,79,40,63,47,90)
AnchuraRio=c(140,170,120,150,130,180)
X=AnchuraRio
Y=NumeroCangrejos

1)¿De que tipo es la relacion resultante?¿Es fuerte o floja?

plot(X,Y)

Podemos observar que la linea es reacta y no difieren mucho los puntos entre si, asi que es una Relacion lineal fuerte

2)¿Cual es la pendiente de la recta?¿Y el valor promedio de Y cuando x es 0?

lm(Y~X)
## 
## Call:
## lm(formula = Y ~ X)
## 
## Coefficients:
## (Intercept)            X  
##    -58.1366       0.8155

Podemos ver que la pendiente es -58.13, y que el valor promedio es 0.81

3)Encuentra ahora el p-valor y el R^2 de la relacion

summary(lm(Y~X))
## 
## Call:
## lm(formula = Y ~ X)
## 
## Residuals:
##       1       2       3       4       5       6 
##  1.9627 -1.5031  0.2733 -1.1925 -0.8820  1.3416 
## 
## Coefficients:
##              Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
## (Intercept) -58.13665    4.61583  -12.60 0.000229 ***
## X             0.81553    0.03081   26.47 1.21e-05 ***
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## Residual standard error: 1.596 on 4 degrees of freedom
## Multiple R-squared:  0.9943, Adjusted R-squared:  0.9929 
## F-statistic: 700.8 on 1 and 4 DF,  p-value: 1.21e-05

Podemos ver que el p-valor es 1.21x10^-5 y que el R cuadrado es 0.9943

4)Por ultimo, halla los intervalor de confianza

confint(lm(Y~X))
##                   2.5 %      97.5 %
## (Intercept) -70.9522459 -45.3210460
## X             0.7299955   0.9010604

Para la constante es (-70.95,-45.32) y para la pendiente es (0.72,0.90)

Enlace al video

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Trabajo Base de datos 13/05/2024

Base de datos a Utiliza

datos=datasets::ChickWeight
datos
##     weight Time Chick Diet
## 1       42    0     1    1
## 2       51    2     1    1
## 3       59    4     1    1
## 4       64    6     1    1
## 5       76    8     1    1
## 6       93   10     1    1
## 7      106   12     1    1
## 8      125   14     1    1
## 9      149   16     1    1
## 10     171   18     1    1
## 11     199   20     1    1
## 12     205   21     1    1
## 13      40    0     2    1
## 14      49    2     2    1
## 15      58    4     2    1
## 16      72    6     2    1
## 17      84    8     2    1
## 18     103   10     2    1
## 19     122   12     2    1
## 20     138   14     2    1
## 21     162   16     2    1
## 22     187   18     2    1
## 23     209   20     2    1
## 24     215   21     2    1
## 25      43    0     3    1
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## 566    237   21    49    4
## 567     41    0    50    4
## 568     54    2    50    4
## 569     67    4    50    4
## 570     84    6    50    4
## 571    105    8    50    4
## 572    122   10    50    4
## 573    155   12    50    4
## 574    175   14    50    4
## 575    205   16    50    4
## 576    234   18    50    4
## 577    264   20    50    4
## 578    264   21    50    4

Estudio de Regresion Lineal

pairs(datos)

plot(datos$weight,datos$Time)

cor(datos$weight,datos$Time)
## [1] 0.8371017

H0=p0 H1=/p0

summary(lm(datos$weight~datos$Time))
## 
## Call:
## lm(formula = datos$weight ~ datos$Time)
## 
## Residuals:
##      Min       1Q   Median       3Q      Max 
## -138.331  -14.536    0.926   13.533  160.669 
## 
## Coefficients:
##             Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
## (Intercept)  27.4674     3.0365   9.046   <2e-16 ***
## datos$Time    8.8030     0.2397  36.725   <2e-16 ***
## ---
## Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
## 
## Residual standard error: 38.91 on 576 degrees of freedom
## Multiple R-squared:  0.7007, Adjusted R-squared:  0.7002 
## F-statistic:  1349 on 1 and 576 DF,  p-value: < 2.2e-16

P-valor casi 0, no tiene relacion


Primera Hipotesis

El peso medio de las gallinas con la dieta 1 sera mayor que con la dieta 4

h0:u1>u2 H1:u1<u2

t.test(datos$weight[datos$Diet=="1"],datos$weight[datos$Diet=="4"],alternative="greater")
## 
##  Welch Two Sample t-test
## 
## data:  datos$weight[datos$Diet == "1"] and datos$weight[datos$Diet == "4"]
## t = -4.4086, df = 203.16, p-value = 1
## alternative hypothesis: true difference in means is greater than 0
## 95 percent confidence interval:
##  -44.84249       Inf
## sample estimates:
## mean of x mean of y 
##  102.6455  135.2627

El P-valor es mayor a 0,05, por lo que la hipotesis es verdadera

Segunda Hipotesis

La media del peso de las gallinas que hallan seguido la dieta durante menos de 10 dias es menor para las que utilizaban la dieta 2 en lugar de la dieta 3

h0:u1<=u2 H1:u1>u2

t.test(datos$weight[datos$Diet=="2"][datos$Time<=10],datos$weight[datos$Diet=="3"][datos$Time>10],alternative="less")
## 
##  Welch Two Sample t-test
## 
## data:  datos$weight[datos$Diet == "2"][datos$Time <= 10] and datos$weight[datos$Diet == "3"][datos$Time > 10]
## t = -11.797, df = 100.52, p-value < 2.2e-16
## alternative hypothesis: true difference in means is less than 0
## 95 percent confidence interval:
##       -Inf -108.4216
## sample estimates:
## mean of x mean of y 
##   77.7541  203.9322

Al ser P-valor inferior a 0,05. rechazamos la hipotesis nula


Tercera Hipotesis

Las gallinas que toman de las dietas 1 y 3 tienen la misma media de pesos cuando han usado la dieta menos de 8 dias

h0:u1=u2 H1:u1=/u2

t.test(datos$weight[datos$Diet=="1"][datos$Time<8],datos$weight[datos$Diet=="3"][datos$Time<8])
## 
##  Welch Two Sample t-test
## 
## data:  datos$weight[datos$Diet == "1"][datos$Time < 8] and datos$weight[datos$Diet == "3"][datos$Time < 8]
## t = -2.112, df = 41.186, p-value = 0.04079
## alternative hypothesis: true difference in means is not equal to 0
## 95 percent confidence interval:
##  -41.7926892  -0.9383927
## sample estimates:
## mean of x mean of y 
##  52.75641  74.12195

Al ser P-valor inferior a 0.05 rechazamos hipotesis nula.


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