Inferência para proporções

Wald, Agresti–Coull, dimensão da amostra e testes para uma ou duas proporções.

TLDR

Perguntar sobre esta página

ChatGPTClaudePerplexityGrokGeminiCopiar e abrirDeepSeekCopiar e abrir

Uma proporção: intervalos

  • Em n ensaios Bernoulli independentes de probabilidade p constante, x sucessos dão p^=x/n\hat p=x/n. O quantil zαz_\alpha satisfaz P(Z>zα)=αP(Z>z_\alpha)=\alpha para Z∼N(0,1)Z\sim N(0,1). Os intervalos seguintes são aproximados:
MétodoCentro e margem bilateral
Waldp^±zα/2p^(1−p^)/n\hat p\pm z_{\alpha/2}\sqrt{\hat p(1-\hat p)/n}
Mais quatro a 95%p~=(x+2)/(n+4)\tilde p=(x+2)/(n+4) e p~±1,96p~(1−p~)/(n+4)\tilde p\pm1,96\sqrt{\tilde p(1-\tilde p)/(n+4)}
  • Wald requer contagens de sucessos e insucessos suficientemente grandes; é frágil perto de 0 ou 1, e zero sucessos não prova p igual a zero, apesar do intervalo Wald de largura zero.
  • Mais quatro acrescenta dois sucessos e dois insucessos para cálculo. Usa centro e erro padrão ajustados, sem misturar métodos.
  • Para outras confianças, Agresti–Coull geral usa n~=n+zα/22\tilde n=n+z_{\alpha/2}^2 e p~=(x+zα/22/2)/n~\tilde p=(x+z_{\alpha/2}^2/2)/\tilde n. Wilson é outro método.
  • Restringe limites ao domínio [0,1][0,1]; o corte não torna o método exato.
5 falhas em 30 peçasWaldMais quatro00,10,20,30,4Probabilidade de falha p
Mesmos dados e confiança de 95%, métodos diferentes. O ajustamento desloca o centro em direção a 0,5; não basta alargar o intervalo de Wald.
  • Num limite unilateral de confiança 1−α1-\alpha, usa zαz_\alpha, não zα/2z_{\alpha/2}. Wald dá limite superior U=p^+zαSEU=\hat p+z_\alpha SE, formando [0;U][0;U], ou inferior L=p^−zαSEL=\hat p-z_\alpha SE, formando [L;1][L;1]. Escolhe a direção antes dos dados.

Planear a margem

Com margem máxima ε\varepsilon e proporção de planeamento p∗p_*:

nWald≥zα/22p∗(1−p∗)ε2,nmais quatro≥1,962p∗(1−p∗)ε2−4.n_{\text{Wald}}\ge\frac{z_{\alpha/2}^2p_*(1-p_*)}{\varepsilon^2},\qquad n_{\text{mais quatro}}\ge\frac{1,96^2p_*(1-p_*)}{\varepsilon^2}-4.
  • Sem estimativa prévia, usa p∗=0,5p_*=0,5, que maximiza p(1−p)p(1-p); arredonda n para cima. Para margem 0,05 a 95%, obténs 385 em Wald ou 381 em mais quatro. Reduzir a margem a metade quadruplica n+4 no segundo método.

Testar uma proporção

Sob H0:p=p0H_0:p=p_0, verifica np0≥10np_0\ge10 e n(1−p0)≥10n(1-p_0)\ge10:

Z0=p^−p0p0(1−p0)/n≈N(0,1)sob H0.Z_0=\frac{\hat p-p_0}{\sqrt{p_0(1-p_0)/n}}\approx N(0,1)\quad\text{sob }H_0.
  • O denominador usa p0p_0, não a estimativa observada ou ajustada. Escolhe a cauda segundo H1H_1; se a aproximação falhar, considera um teste binomial exato.

Duas proporções independentes

  • Para estimar p1−p2p_1-p_2, Wald usa as proporções separadas e
SE=p^1(1−p^1)n1+p^2(1−p^2)n2.SE=\sqrt{\frac{\hat p_1(1-\hat p_1)}{n_1}+\frac{\hat p_2(1-\hat p_2)}{n_2}}.

No ajustamento a 95%, usa mais dois por grupo, um sucesso e um insucesso:

p~i=xi+1ni+2,IC≈(p~1−p~2)±1,96p~1(1−p~1)n1+2+p~2(1−p~2)n2+2.\tilde p_i=\frac{x_i+1}{n_i+2},\quad IC\approx(\tilde p_1-\tilde p_2)\pm1,96\sqrt{\frac{\tilde p_1(1-\tilde p_1)}{n_1+2}+\frac{\tilde p_2(1-\tilde p_2)}{n_2+2}}.
  • O domínio da diferença é [−1,1][-1,1]. Estes intervalos exigem aproximação adequada, sem garantia de cobertura exata.

Para testar igualdade, a nula impõe uma proporção comum:

pˉ=x1+x2n1+n2,z=p^1−p^2pˉ(1−pˉ)(1/n1+1/n2).\bar p=\frac{x_1+x_2}{n_1+n_2},\qquad z=\frac{\hat p_1-\hat p_2}{\sqrt{\bar p(1-\bar p)(1/n_1+1/n_2)}}.
  • Verifica contagens esperadas grandes em cada grupo. A fórmula não testa diretamente uma diferença nula diferente de zero. Dados binários antes/depois nas mesmas unidades precisam de um método emparelhado.

Exemplos de intervalos e testes de duas proporções.

À tua maneira

Aparência

Modo de cor
Tema
Cor de destaque

Leitura

Fonte de leitura

Álgebra, lógica e uma ideia de cada vez.

Código

Fonte do código

Navegação

Cursor de leitura, sem edição. h, j, k, l movem; / pesquisa nesta página. v seleciona caracteres; V seleciona linhas; y copia. Tab permite destacar ou comentar. Espaço ou Enter abre blocos recolhíveis. Nos cartões, h, j, k, l mudam o foco.

CSS personalizado

Ativa uma sugestão ou guarda o teu CSS. Só muda este navegador.

Usa --page, --text e --accent para acompanhar o tema.

Seletores e recuperação

.site-header, .prose, .course-card, [data-reading-history], [data-playground] e .page-actions.

Abre a aparência com a tecla vírgula ou no rodapé. Se o CSS esconder os controlos, abre esta página sem CSS personalizado.

Pesquisar

Escreve para pesquisar em todo o site.

para escolher · Enter para abrir · Esc para fechar

Copiar fórmula

A cópia automática não está disponível. Copia o LaTeX abaixo.

Pesquisar nesta página

Enter procura · n / N repetem · Esc cancela. Ctrl / Cmd K pesquisa todo o site.

Atalhos de teclado

Clica numa tecla para a mudar. Esc cancela. Backspace desativa.

PesquisarCtrl / Cmd K

Os atalhos não interferem enquanto escreves. Tab e Enter funcionam sempre.