Inferência Estatística
Testes de Hipóteses: conceitos, tipos
de hipóteses, tipos de testes, testes de
1 média, testes de 1 proporção
1
2
Teste de hipóteses é...
Afirmação probabilística sobre:
Parâmetros de uma variável que se supõe
seguir certo modelo.
 Testes paramétricos.
Outros aspectos do comportamento da
variável na população.
 Testes não paramétricos.
3
População
Conjectura (hipótese) sobre o
comportamento de variáveis
Amostra
Resultados reais obtidos: estatística de teste
Decisão sobre a
admissibilidade da hipótese
Valor-p x Nível de significância
4
Tipos de hipóteses
Duas hipóteses alternativas complementares
H0 - Hipótese Nula: aceita como verdadeira
até haver prova estatística em contrário.
H1 - Hipótese Alternativa: a própria hipótese
de pesquisa.
5
Decisão do teste de hipóteses
Decisão: aceitar ou rejeitar H0.
Aceitar H0 : não há provas suficientes para
rejeitá-la.
Rejeitar H0 : há evidências suficientes de que
as diferenças obtidas (entre o que era
esperado e o que foi observado na amostra)
não ocorreram por acaso.
6
Tipos de testes paramétricos
Testes Unilaterais
H0 : parâmetro = valor de teste
H1 : parâmetro < valor de teste
H0 : parâmetro = valor de teste
H1 : parâmetro > valor de teste
Testes Bilaterais
H0 : parâmetro = valor de teste
H1 : parâmetro  valor de teste
7
Aviso
“A MONTAGEM DAS HIPÓTESES DEVE
DEPENDER APENAS DAS
CONCLUSÕES QUE SE PRETENDE
OBTER E JAMAIS DE UMA EVENTUAL
EVIDÊNCIA AMOSTRAL DISPONÍVEL”.
8
Fatores para a decisão
 Nível de Significância (α) ou Nível de Confiança
(1 - ) adotado.
 Do tipo de teste.
 Estatística de teste.
 Distribuição Amostral da estatística de teste.
9
 Média de dimensão: H0:  = b
 Distribuição amostral da média: normal.
Regiões de aceitação e rejeição de
H0
10 Z
0
11
H1:  < b
Z
0
Zcrítico
x
valor-p
12
H1:  > b
Z
0 Zcrítico
x
valor-p
13
H1:  ≠ b
Z
0 Zcrítico
Zcrítico
x
valor-p/2
14
Testes de 1 média
Hipótese sobre a média de uma variável na
população ser maior, menor ou diferente de
um valor de teste.
Suposições:
A variável apresenta distribuição normal na
população.
Ou a amostra aleatória é suficientemente
grande.
15
2 conhecida
Distribuição amostral da média: normal.
n
x
zcalculado
/
0




 Se H1:  > 0 => valor-p = P(Z > zcalculado)
 Se H1:  < 0 => valor-p = P(Z < zcalculado)
 Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(Z > |zcalculado|)
 Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
16
2 desconhecida
Distribuição amostral da média: t.
n
s
x
t calculado
n
/
0
,
1




 Se H1:  > 0 => valor-p = P(tn-1 > tn-1,calculado)
 Se H1:  < 0 => valor-p = P(tn-1 < tn-1,calculado)
 Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(tn-1 > |tn-1,calculado|)
 Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
Exemplo 1
Há interesse em avaliar a carga média de falha
(em MPa) de uma liga metálica. Suspeita-se que a
média seja superior a 10 MPa. Foi realizado um
ensaio em 22 corpos de prova, resultando uma
carga média no ponto de falha de 12,71 MPa e
desvio padrão de 3,55 MPa. Supõe-se que a
distribuição da carga seja normal na população.
Aplicando o teste estatístico apropriado, a 5% de
significância a suspeita é comprovada? 17
Exemplo 1
H0:  = 10 MPa
H1:  > 10 MPa
Distribuição normal da variável na
população, 2 desconhecida: distribuição
amostral tn-1.
18
58
,
2
22
/
55
,
3
10
71
,
11
/
21
1
22
0
,
1 





 
 t
t
n
s
x
t calculado
n

19
α = 0,05
Valor - p = 0,0087
tcalculado = 2,58
tcrítico = 1,721
Valor-p < α => Rejeitar H0
tcalculado > tcrítico => Rejeitar H0
20
Testes de 1 proporção
Hipótese sobre a proporção de um dos
valores de uma variável na população ser
maior, menor ou diferente de um valor de
teste 0.
Suposições:
n × 0 ≥ 5 E n × (1 - 0) ≥ 5 => distribuição
amostral normal.
21
Testes de 1 proporção
 Distribuição amostral da proporção: normal.
n
p
Zcalculado
)
1
( 0
0
0







 Se H1:  > 0 => valor-p = P(Z > zcalculado)
 Se H1:  < 0 => valor-p = P(Z < zcalculado)
 Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(Z > |zcalculado|)
 Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
Exemplo 2
A proporção de controladores usados em
motores de automóveis que apresentam falha
deve ser menor do que 5%. Usualmente o
fabricante retira uma amostra aleatória de 200
controladores. Na última verificação obteve 4
defeituosos. Aplicando um teste de hipóteses
apropriado, usando 1% de significância, o
processo está atendendo ao critério estabelecido?
22
Exemplo 2
H0:  = 0,05
H1:  < 0,05
n×0=200×0,05= 10>5; n×(1- 0)=200×0,95=190> 5
Distribuição amostral normal.
23
95
,
1
200
95
,
0
05
,
0
05
,
0
02
,
0
)
1
( 0
0
0









n
p
Zcalculado



24
α = 0,01
Valor-p = 0,0256
zcalculado = -1,95
zcrítico = -2,326 Valor-p > α => Aceitar H0
zcalculado > zcrítico => Aceitar H0

livromuitoboarevisãopAula08CPGCC2019.pdf

  • 1.
    Inferência Estatística Testes deHipóteses: conceitos, tipos de hipóteses, tipos de testes, testes de 1 média, testes de 1 proporção 1
  • 2.
    2 Teste de hipótesesé... Afirmação probabilística sobre: Parâmetros de uma variável que se supõe seguir certo modelo.  Testes paramétricos. Outros aspectos do comportamento da variável na população.  Testes não paramétricos.
  • 3.
    3 População Conjectura (hipótese) sobreo comportamento de variáveis Amostra Resultados reais obtidos: estatística de teste Decisão sobre a admissibilidade da hipótese Valor-p x Nível de significância
  • 4.
    4 Tipos de hipóteses Duashipóteses alternativas complementares H0 - Hipótese Nula: aceita como verdadeira até haver prova estatística em contrário. H1 - Hipótese Alternativa: a própria hipótese de pesquisa.
  • 5.
    5 Decisão do testede hipóteses Decisão: aceitar ou rejeitar H0. Aceitar H0 : não há provas suficientes para rejeitá-la. Rejeitar H0 : há evidências suficientes de que as diferenças obtidas (entre o que era esperado e o que foi observado na amostra) não ocorreram por acaso.
  • 6.
    6 Tipos de testesparamétricos Testes Unilaterais H0 : parâmetro = valor de teste H1 : parâmetro < valor de teste H0 : parâmetro = valor de teste H1 : parâmetro > valor de teste Testes Bilaterais H0 : parâmetro = valor de teste H1 : parâmetro  valor de teste
  • 7.
    7 Aviso “A MONTAGEM DASHIPÓTESES DEVE DEPENDER APENAS DAS CONCLUSÕES QUE SE PRETENDE OBTER E JAMAIS DE UMA EVENTUAL EVIDÊNCIA AMOSTRAL DISPONÍVEL”.
  • 8.
    8 Fatores para adecisão  Nível de Significância (α) ou Nível de Confiança (1 - ) adotado.  Do tipo de teste.  Estatística de teste.  Distribuição Amostral da estatística de teste.
  • 9.
    9  Média dedimensão: H0:  = b  Distribuição amostral da média: normal. Regiões de aceitação e rejeição de H0
  • 10.
  • 11.
    11 H1:  <b Z 0 Zcrítico x valor-p
  • 12.
    12 H1:  >b Z 0 Zcrítico x valor-p
  • 13.
    13 H1:  ≠b Z 0 Zcrítico Zcrítico x valor-p/2
  • 14.
    14 Testes de 1média Hipótese sobre a média de uma variável na população ser maior, menor ou diferente de um valor de teste. Suposições: A variável apresenta distribuição normal na população. Ou a amostra aleatória é suficientemente grande.
  • 15.
    15 2 conhecida Distribuição amostralda média: normal. n x zcalculado / 0      Se H1:  > 0 => valor-p = P(Z > zcalculado)  Se H1:  < 0 => valor-p = P(Z < zcalculado)  Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(Z > |zcalculado|)  Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
  • 16.
    16 2 desconhecida Distribuição amostralda média: t. n s x t calculado n / 0 , 1      Se H1:  > 0 => valor-p = P(tn-1 > tn-1,calculado)  Se H1:  < 0 => valor-p = P(tn-1 < tn-1,calculado)  Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(tn-1 > |tn-1,calculado|)  Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
  • 17.
    Exemplo 1 Há interesseem avaliar a carga média de falha (em MPa) de uma liga metálica. Suspeita-se que a média seja superior a 10 MPa. Foi realizado um ensaio em 22 corpos de prova, resultando uma carga média no ponto de falha de 12,71 MPa e desvio padrão de 3,55 MPa. Supõe-se que a distribuição da carga seja normal na população. Aplicando o teste estatístico apropriado, a 5% de significância a suspeita é comprovada? 17
  • 18.
    Exemplo 1 H0: = 10 MPa H1:  > 10 MPa Distribuição normal da variável na população, 2 desconhecida: distribuição amostral tn-1. 18 58 , 2 22 / 55 , 3 10 71 , 11 / 21 1 22 0 , 1          t t n s x t calculado n 
  • 19.
    19 α = 0,05 Valor- p = 0,0087 tcalculado = 2,58 tcrítico = 1,721 Valor-p < α => Rejeitar H0 tcalculado > tcrítico => Rejeitar H0
  • 20.
    20 Testes de 1proporção Hipótese sobre a proporção de um dos valores de uma variável na população ser maior, menor ou diferente de um valor de teste 0. Suposições: n × 0 ≥ 5 E n × (1 - 0) ≥ 5 => distribuição amostral normal.
  • 21.
    21 Testes de 1proporção  Distribuição amostral da proporção: normal. n p Zcalculado ) 1 ( 0 0 0         Se H1:  > 0 => valor-p = P(Z > zcalculado)  Se H1:  < 0 => valor-p = P(Z < zcalculado)  Se H1:  ≠ 0 => valor-p = 2 × P(Z > |zcalculado|)  Em todos os casos => Rejeitar H0 se valor-p < α
  • 22.
    Exemplo 2 A proporçãode controladores usados em motores de automóveis que apresentam falha deve ser menor do que 5%. Usualmente o fabricante retira uma amostra aleatória de 200 controladores. Na última verificação obteve 4 defeituosos. Aplicando um teste de hipóteses apropriado, usando 1% de significância, o processo está atendendo ao critério estabelecido? 22
  • 23.
    Exemplo 2 H0: = 0,05 H1:  < 0,05 n×0=200×0,05= 10>5; n×(1- 0)=200×0,95=190> 5 Distribuição amostral normal. 23 95 , 1 200 95 , 0 05 , 0 05 , 0 02 , 0 ) 1 ( 0 0 0          n p Zcalculado   
  • 24.
    24 α = 0,01 Valor-p= 0,0256 zcalculado = -1,95 zcrítico = -2,326 Valor-p > α => Aceitar H0 zcalculado > zcrítico => Aceitar H0