Pruebas para media una población

Inferencia sobre la media de una población normal

Ejercicio

El conjunto de datos SleepStudy (esta en R) contiene 253 observaciones sobre patrones de sueño en estudiantes universitarios. Para ello se realizó un seguimiento de estos alumnos durante dos semanas. La variable X=AverageSleep contiene el número medio de horas de sueño de cada estudiante durante este periodo. En el siguiente paso leemos los datos y presentamos un histograma de esta variable.
Recuerde que primero debe instalar el paquete: Lock5Data

# esto es para que Cargamos el paquete-libreria en R que contiene los datos
install.packages("Lock5Data")
library(Lock5Data) 
# Cargamos los datos del estudio de sueño
data(SleepStudy)    
#Para ver los primeros 6 datos 
head(SleepStudy)
#Para ver el histograma de frecuencia
hist(SleepStudy$AverageSleep, col="lightSalmon", xlab="Promedio de horas de sueño diarias", main="Estudio del sueño en \n estudiantes universitarios")  

EjemploSupongamos que queremos determinar si es admisible la hipótesis de que estos alumnos duermen en promedio 8 horas diarias, con un nivel de significancia del 5%.
H0: Los alumnos duermen en promedio 8 horas diarias
H1: Los alumnos No duermen en promedio 8 horas diarias.
Utilizaríamos entonces la sintaxis:

t.test(x=SleepStudy$AverageSleep,
       alternative = "two.sided",
       mu = 8, conf.level = 0.95) 

Obsérvese que para llevar a cabo el contraste basta con especificar la media que se desea poner a prueba mediante mu=8, el nivel de confianza: 1-significancia.
Como resultado del procedimiento se muestra que elp-valor del contraste es 0.57483> 0.05, que indica que la hipótesis H0 no se rechaza osea que la hipotesis planteada es admisible.
Además, obtenemos también la estimación del número medio de horas de sueño en la muestra de estudiantes universitarios =7.96593 horas y un intervalo de confianza al 95%: 7.846466- 8.085392, que nos indica que con un 95% de confianza podemos inferir que el numero de horas medio de los universitarios esta entre 7.8466 y 8.085392 horas. Finalmente observe que el valor promedio de la muestra esta dentreo del intervalo de confianza, por esto es que NO se rechaza Ho.

Ejercicio

Para los siguientes ejercicios: a. Escriba la Hipotesis nula y la hipotesis alterna
c. Describa con que grado de significacncia a utilizar.
d. Que tipo de prueba a utilizar si es de dos colas o de una cola.
e. Correr la prueba, y describa el resultado de la prueba y la conclusión. f. Cual es el intervalo de confianza y su interpretación

  1. Es admisible la hipótesis de que estos alumnos duermen en promedio más de 10 horas diarias, con un nivel de significancia del 1%.
  2. Es admisible la hipótesis de que estos alumnos duermen en promedio menos de 7 horas diarias, con un nivel de significancia del 10%.
  3. Es admisible la hipótesis de que estos alumnos duermen en promedio 6 horas diarias, con un nivel de significancia del 5%.
  4. Seleccione una variable de la base de datos SleepStudy y proponga y verifique una hipotesis para el valor medio.

Diferencia de medias en dos poblaciones normales independientes

Diferencia de medias en dos poblaciones normales independientes

Podemos utilizar t.test() para contrastar la igualdad de medias en poblaciones normales. Por defecto, la función t.test() asume que la variable sobre la que se realiza el contraste tiene diferente varianza en los grupos que se comparan.

Comparación de grupos con varianzas distintas

La hipotesis a contrastar es: Existen diferencias en el promedio de horas de sueño diarias entre hombres y mujeres, asumiendo varianzas distintas, con un nivel de significancia del 5%.
H0: Las mujeres duermen en promedio las mismas horas que los hombres
H1: Las mujeres NO duermen en promedio las mismas horas que los hombres.
Entonces, empleamos la siguiente sintaxis:

t.test(AverageSleep~Gender,alternative ="two.sided",
       mu = 0, var.equal = FALSE,
       data=SleepStudy)

Como vemos, no existen diferencias significativas en las horas promedio de sueño entre hombres y mujeres dado que el p-valor 0.564, y con una confianza del 95% podemos afirmar que la diferencia en el numero de horas promedio entre hombres y mujeres es cero horas porque el intervalo es 7.994768 7.923235.

Ejercicio

Para los siguientes ejercicios: a. Escriba la Hipotesis nula y la hipotesis alterna
c. Describa con que grado de significacncia a utilizar.
d. Que tipo de prueba a utilizar si es de dos colas o de una cola.
e. Correr la prueba, y describa el resultado de la prueba y la conclusión. f. Cual es el intervalo de confianza y su interpretación

  1. Es admisible la hipótesis de que las mujeres duermen en promedio las mismas horas que los hombres, con un nivel de significancia del 1% y varianzas iguales.
  2. Seleccione una variable de la base de datos SleepStudy y proponga y verifique una hipotesis para la diferencia de entre mujeres y hombres valor medio.
LS0tDQp0aXRsZTogIlRhbGxlciBQcnVlYmFzIHBhcmEgbGEgTWVkaWEgIg0Kb3V0cHV0OiBodG1sX25vdGVib29rDQotLS0NCg0KIyMgUHJ1ZWJhcyBwYXJhIG1lZGlhIHVuYSBwb2JsYWNpw7NuDQojIyMgSW5mZXJlbmNpYSBzb2JyZSBsYSBtZWRpYSBkZSB1bmEgcG9ibGFjacOzbiBub3JtYWwgIA0KDQoqKkVqZXJjaWNpbyoqICANCg0KRWwgY29uanVudG8gZGUgZGF0b3MgU2xlZXBTdHVkeSAoZXN0YSBlbiBSKSBjb250aWVuZSAyNTMgb2JzZXJ2YWNpb25lcyBzb2JyZSBwYXRyb25lcyBkZSBzdWXDsW8gZW4gZXN0dWRpYW50ZXMgdW5pdmVyc2l0YXJpb3MuIFBhcmEgZWxsbyBzZSByZWFsaXrDsyB1biBzZWd1aW1pZW50byBkZSBlc3RvcyBhbHVtbm9zIGR1cmFudGUgZG9zIHNlbWFuYXMuIExhIHZhcmlhYmxlIFg9QXZlcmFnZVNsZWVwIGNvbnRpZW5lIGVsIG7Dum1lcm8gbWVkaW8gZGUgaG9yYXMgZGUgc3Vlw7FvIGRlIGNhZGEgZXN0dWRpYW50ZSBkdXJhbnRlIGVzdGUgcGVyaW9kby4gRW4gZWwgc2lndWllbnRlIHBhc28gbGVlbW9zIGxvcyBkYXRvcyB5IHByZXNlbnRhbW9zIHVuIGhpc3RvZ3JhbWEgZGUgZXN0YSB2YXJpYWJsZS4gIA0KUmVjdWVyZGUgcXVlIHByaW1lcm8gZGViZSBpbnN0YWxhciBlbCBwYXF1ZXRlOiBMb2NrNURhdGENCg0KYGBge3IsIGVjaG89VFJVRX0NCiMgZXN0byBlcyBwYXJhIHF1ZSBDYXJnYW1vcyBlbCBwYXF1ZXRlLWxpYnJlcmlhIGVuIFIgcXVlIGNvbnRpZW5lIGxvcyBkYXRvcw0KaW5zdGFsbC5wYWNrYWdlcygiTG9jazVEYXRhIikNCmxpYnJhcnkoTG9jazVEYXRhKSANCiMgQ2FyZ2Ftb3MgbG9zIGRhdG9zIGRlbCBlc3R1ZGlvIGRlIHN1ZcOxbw0KZGF0YShTbGVlcFN0dWR5KSAgICANCiNQYXJhIHZlciBsb3MgcHJpbWVyb3MgNiBkYXRvcyANCmhlYWQoU2xlZXBTdHVkeSkNCiNQYXJhIHZlciBlbCBoaXN0b2dyYW1hIGRlIGZyZWN1ZW5jaWENCmhpc3QoU2xlZXBTdHVkeSRBdmVyYWdlU2xlZXAsIGNvbD0ibGlnaHRTYWxtb24iLCB4bGFiPSJQcm9tZWRpbyBkZSBob3JhcyBkZSBzdWXDsW8gZGlhcmlhcyIsIG1haW49IkVzdHVkaW8gZGVsIHN1ZcOxbyBlbiBcbiBlc3R1ZGlhbnRlcyB1bml2ZXJzaXRhcmlvcyIpICANCmBgYA0KKipFamVtcGxvKipTdXBvbmdhbW9zIHF1ZSBxdWVyZW1vcyBkZXRlcm1pbmFyIHNpIGVzIGFkbWlzaWJsZSBsYSBoaXDDs3Rlc2lzIGRlIHF1ZSBlc3RvcyBhbHVtbm9zIGR1ZXJtZW4gZW4gcHJvbWVkaW8gOCBob3JhcyBkaWFyaWFzLCBjb24gdW4gbml2ZWwgZGUgc2lnbmlmaWNhbmNpYSBkZWwgNSUuICAgDQpIMDogTG9zIGFsdW1ub3MgZHVlcm1lbiBlbiBwcm9tZWRpbyA4IGhvcmFzIGRpYXJpYXMgIA0KSDE6IExvcyBhbHVtbm9zIE5vIGR1ZXJtZW4gZW4gcHJvbWVkaW8gOCBob3JhcyBkaWFyaWFzLiAgDQpVdGlsaXphcsOtYW1vcyBlbnRvbmNlcyBsYSBzaW50YXhpczoNCmBgYHtyLCBlY2hvPVRSVUV9DQp0LnRlc3QoeD1TbGVlcFN0dWR5JEF2ZXJhZ2VTbGVlcCwNCiAgICAgICBhbHRlcm5hdGl2ZSA9ICJ0d28uc2lkZWQiLA0KICAgICAgIG11ID0gOCwgY29uZi5sZXZlbCA9IDAuOTUpIA0KYGBgDQpPYnPDqXJ2ZXNlIHF1ZSBwYXJhIGxsZXZhciBhIGNhYm8gZWwgY29udHJhc3RlIGJhc3RhIGNvbiBlc3BlY2lmaWNhciBsYSBtZWRpYSBxdWUgc2UgZGVzZWEgcG9uZXIgYSBwcnVlYmEgbWVkaWFudGUgbXU9OCwgZWwgbml2ZWwgZGUgY29uZmlhbnphOiAxLXNpZ25pZmljYW5jaWEuICAgDQpDb21vIHJlc3VsdGFkbyBkZWwgcHJvY2VkaW1pZW50byBzZSBtdWVzdHJhIHF1ZSBlbHAtdmFsb3IgZGVsIGNvbnRyYXN0ZSBlcyAwLjU3NDgzPiAwLjA1LCBxdWUgaW5kaWNhIHF1ZSBsYSBoaXDDs3Rlc2lzIEgwIG5vIHNlIHJlY2hhemEgb3NlYSBxdWUgbGEgaGlwb3Rlc2lzIHBsYW50ZWFkYSBlcyBhZG1pc2libGUuICANCkFkZW3DoXMsIG9idGVuZW1vcyB0YW1iacOpbiBsYSBlc3RpbWFjacOzbiBkZWwgbsO6bWVybyBtZWRpbyBkZSBob3JhcyBkZSBzdWXDsW8gZW4gbGEgbXVlc3RyYSBkZSBlc3R1ZGlhbnRlcyB1bml2ZXJzaXRhcmlvcyA9Ny45NjU5MyBob3JhcyAgeSB1biBpbnRlcnZhbG8gZGUgY29uZmlhbnphIGFsIDk1JTogNy44NDY0NjYtIDguMDg1MzkyLCBxdWUgbm9zIGluZGljYSBxdWUgY29uIHVuIDk1JSBkZSBjb25maWFuemEgcG9kZW1vcyBpbmZlcmlyIHF1ZSBlbCBudW1lcm8gZGUgaG9yYXMgbWVkaW8gZGUgbG9zIHVuaXZlcnNpdGFyaW9zIGVzdGEgZW50cmUgNy44NDY2IHkgOC4wODUzOTIgaG9yYXMuIEZpbmFsbWVudGUgb2JzZXJ2ZSBxdWUgZWwgdmFsb3IgcHJvbWVkaW8gZGUgbGEgbXVlc3RyYSBlc3RhIGRlbnRyZW8gZGVsIGludGVydmFsbyBkZSBjb25maWFuemEsIHBvciBlc3RvIGVzIHF1ZSBOTyBzZSByZWNoYXphIEhvLiAgDQoNCiMjIyBFamVyY2ljaW8gIA0KDQpQYXJhIGxvcyBzaWd1aWVudGVzIGVqZXJjaWNpb3M6IA0KYS4gRXNjcmliYSBsYSBIaXBvdGVzaXMgbnVsYSB5IGxhIGhpcG90ZXNpcyBhbHRlcm5hICAgIA0KYy4gRGVzY3JpYmEgY29uIHF1ZSBncmFkbyBkZSBzaWduaWZpY2FjbmNpYSBhIHV0aWxpemFyLiAgIA0KZC4gUXVlIHRpcG8gZGUgcHJ1ZWJhIGEgdXRpbGl6YXIgc2kgZXMgZGUgZG9zIGNvbGFzIG8gZGUgdW5hIGNvbGEuICANCmUuIENvcnJlciBsYSBwcnVlYmEsIHkgZGVzY3JpYmEgZWwgcmVzdWx0YWRvIGRlIGxhIHBydWViYSB5IGxhIGNvbmNsdXNpw7NuLiANCmYuIEN1YWwgZXMgZWwgaW50ZXJ2YWxvIGRlIGNvbmZpYW56YSB5IHN1IGludGVycHJldGFjacOzbiAgDQoNCg0KMS4gRXMgYWRtaXNpYmxlIGxhIGhpcMOzdGVzaXMgZGUgcXVlIGVzdG9zIGFsdW1ub3MgZHVlcm1lbiBlbiBwcm9tZWRpbyBtw6FzIGRlIDEwIGhvcmFzIGRpYXJpYXMsIGNvbiB1biBuaXZlbCBkZSBzaWduaWZpY2FuY2lhIGRlbCAxJS4gDQoyLiBFcyBhZG1pc2libGUgbGEgaGlww7N0ZXNpcyBkZSBxdWUgZXN0b3MgYWx1bW5vcyBkdWVybWVuIGVuIHByb21lZGlvIG1lbm9zIGRlIDcgaG9yYXMgZGlhcmlhcywgY29uIHVuIG5pdmVsIGRlIHNpZ25pZmljYW5jaWEgZGVsIDEwJS4gDQozLiBFcyBhZG1pc2libGUgbGEgaGlww7N0ZXNpcyBkZSBxdWUgZXN0b3MgYWx1bW5vcyBkdWVybWVuIGVuIHByb21lZGlvIDYgaG9yYXMgZGlhcmlhcywgY29uIHVuIG5pdmVsIGRlIHNpZ25pZmljYW5jaWEgZGVsIDUlLiAgIA0KNC4gU2VsZWNjaW9uZSB1bmEgdmFyaWFibGUgZGUgbGEgYmFzZSBkZSBkYXRvcyBTbGVlcFN0dWR5IHkgcHJvcG9uZ2EgeSB2ZXJpZmlxdWUgdW5hIGhpcG90ZXNpcyBwYXJhIGVsIHZhbG9yIG1lZGlvLiAgICANCg0KDQojIyBEaWZlcmVuY2lhIGRlIG1lZGlhcyBlbiBkb3MgcG9ibGFjaW9uZXMgbm9ybWFsZXMgaW5kZXBlbmRpZW50ZXMgIA0KDQojIyMgRGlmZXJlbmNpYSBkZSBtZWRpYXMgZW4gZG9zIHBvYmxhY2lvbmVzIG5vcm1hbGVzIGluZGVwZW5kaWVudGVzDQoNClBvZGVtb3MgdXRpbGl6YXIgdC50ZXN0KCkgcGFyYSBjb250cmFzdGFyIGxhIGlndWFsZGFkIGRlIG1lZGlhcyBlbiBwb2JsYWNpb25lcyBub3JtYWxlcy4gUG9yIGRlZmVjdG8sIGxhIGZ1bmNpw7NuIHQudGVzdCgpIGFzdW1lIHF1ZSBsYSB2YXJpYWJsZSBzb2JyZSBsYSBxdWUgc2UgcmVhbGl6YSBlbCBjb250cmFzdGUgdGllbmUgKipkaWZlcmVudGUgdmFyaWFuemEgZW4gbG9zIGdydXBvcyBxdWUgc2UgY29tcGFyYW4qKi4gIA0KDQojIyMjIENvbXBhcmFjacOzbiBkZSBncnVwb3MgY29uIHZhcmlhbnphcyBk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