Probabilidad y Estadística 2012 Andalucia
Contraste de hipótesis para la proporción móvil
EJERCICIO 4
(2.5 puntos) Se cree que al menos el 25% de los usuarios de teléfonos móviles son de contrato. De una encuesta realizada a 950 personas, elegida al azar, 200 de ellas manifestaron que tenían teléfono móvil de contrato. A la vista de estos resultados y con un nivel de significación del 5%, ¿puede admitirse que la proporción de personas con contrato en su teléfono móvil ha disminuido? Utilice para la resolución del problema un contraste de hipótesis con hipótesis nula “la proporción $p$ es mayor o igual que 0.25”.
Paso 1
Planteamiento de las hipótesis y datos del problema
**¿Puede admitirse que la proporción de personas con contrato en su teléfono móvil ha disminuido?**
En primer lugar, identificamos los datos que nos proporciona el enunciado para realizar el contraste de hipótesis sobre una proporción:
- Proporción poblacional bajo la hipótesis nula: $p_0 = 0.25$
- Tamaño de la muestra: $n = 950$
- Número de casos favorables en la muestra: $x = 200$
- Nivel de significación: $\alpha = 0.05$
Definimos las hipótesis del contraste. Como el enunciado nos pide comprobar si la proporción ha disminuido (contraste unilateral), planteamos:
- **Hipótesis nula ($H_0$):** $p \ge 0.25$ (La proporción es al menos del 25%)
- **Hipótesis alternativa ($H_1$):** $p \lt 0.25$ (La proporción ha disminuido)
💡 **Tip:** En un contraste de hipótesis, la hipótesis alternativa $H_1$ suele ser aquello que queremos demostrar o sospechamos que está ocurriendo (en este caso, la disminución).
Paso 2
Cálculo de la proporción muestral y el estadístico de contraste
Calculamos la proporción observada en nuestra muestra ($\hat{p}$):
$$\hat{p} = \frac{x}{n} = \frac{200}{950} \approx 0.2105$$
Para realizar el contraste, utilizaremos el estadístico de contraste $Z$, que sigue una distribución normal estándar $N(0, 1)$ bajo la suposición de que $H_0$ es cierta:
$$Z = \frac{\hat{p} - p_0}{\sqrt{\frac{p_0(1 - p_0)}{n}}}$$
Sustituimos los valores:
$$Z = \frac{0.2105 - 0.25}{\sqrt{\frac{0.25 \cdot 0.75}{950}}} = \frac{-0.0395}{\sqrt{\frac{0.1875}{950}}} = \frac{-0.0395}{\sqrt{0.00019737}} = \frac{-0.0395}{0.014049}$$
$$Z \approx -2.81$$
💡 **Tip:** El estadístico de contraste nos dice a cuántas desviaciones típicas se encuentra nuestro valor muestral del valor esperado. Un valor muy alejado (negativo en este caso) sugiere que la proporción real es menor.
Paso 3
Determinación de la región crítica y conclusión
Para un nivel de significación $\alpha = 0.05$ en un contraste unilateral por la izquierda ($H_1: p \lt 0.25$), buscamos el valor crítico $-z_{\alpha}$ tal que $P(Z \lt -z_{\alpha}) = 0.05$.
Buscando en la tabla de la distribución Normal $N(0, 1)$:
$$P(Z \le z_{\alpha}) = 1 - 0.05 = 0.95 \implies z_{\alpha} = 1.645$$
Por tanto, el valor crítico es **$-1.645$**.
**Regla de decisión:**
- Si $Z_{calculado} \lt -1.645$, rechazamos $H_0$.
- En nuestro caso: $-2.81 \lt -1.645$.
Como el valor del estadístico cae en la **región de rechazo**, tenemos evidencias estadísticas suficientes para rechazar la hipótesis nula.
Concluimos que, con un nivel de significación del 5%, se puede admitir que la proporción de personas con contrato en su teléfono móvil **ha disminuido**.
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\text{Se rechaza } H_0. \text{ Se admite que la proporción ha disminuido.}}$$