1. Tamaño muestral para estimar la media poblacional \(\mu\)

Derivación paso a paso

El intervalo de confianza para la media (con desviación estándar poblacional conocida) es:

\[ \bar{X} \pm z_{\alpha/2} \frac{\sigma}{\sqrt{n}} \]

El margen de error \(E\) corresponde a:

\[ E = z_{\alpha/2}\frac{\sigma}{\sqrt{n}} \]

Despejamos \(n\):

\[ E\sqrt{n} = z_{\alpha/2}\sigma \]

Dividimos ambos lados de la ecuación por \(E\):

\[ \sqrt{n} = \frac{z_{\alpha/2}\sigma}{E} \]

Finalmente elevamos al cuadrado ambos lados para obtener una fórmula explícita de \(n\):

\[ \boxed{n = \left(\frac{z_{\alpha/2}\sigma}{E}\right)^2} \]

2.Tamaño muestral para estimar la proporción poblacional \(p\)

La fórmula del intervalo de confianza para una proporción poblacional \(p\) es:

\[ \hat{p} \pm z_{\alpha/2} \sqrt{\frac{p(1-p)}{n}} \]

El margen de error \(E\) corresponde a:

\[ E = z_{\alpha/2} \sqrt{\frac{p(1-p)}{n}} \]

Inicialmente dividimos ambos lados entre \(z_{\alpha/2}\):

\[ \frac{E}{z_{\alpha/2}} = \sqrt{\frac{p(1-p)}{n}} \]

Elevamos ambos lados al cuadrado:

\[ \left( \frac{E}{z_{\alpha/2}} \right)^2 = \frac{p(1-p)}{n} \]

Finalmente despejamos \(n\):

\[ n = \frac{p(1-p)}{\left( \frac{E}{z_{\alpha/2}} \right)^2} \]

Entonces se obtiene una fórmula explícita para el cálculo de \(n\):

\[ \boxed{n = \frac{z_{\alpha/2}^2 \, p(1-p)}{E^2}} \]