Capítulo 4
Inferencia Estadística
De la muestra a la población: intervalos, hipótesis y decisiones
🎯 Objetivos de aprendizaje
  1. Construir e interpretar intervalos de confianza para la media poblacional.
  2. Formular y ejecutar pruebas de hipótesis para una y dos muestras.
  3. Distinguir entre error Tipo I ($\alpha$) y error Tipo II ($\beta$), y calcular la potencia del test.
  4. Aplicar la prueba chi-cuadrado de independencia a tablas de contingencia.
  5. Interpretar el valor-$p$ correctamente y comunicar las conclusiones en lenguaje gerencial.

1. Intervalos de Confianza

IC para la media — varianza desconocida (distribución $t$)
$$\bar{x} \pm t_{\alpha/2,\,n-1} \cdot \frac{s}{\sqrt{n}}$$

Cuando $n \geq 30$ o la distribución es normal, se puede usar la Normal estándar ($z$) en lugar de $t$. Para $n < 30$ con datos no normales, el IC es aproximado.

Interpretación correcta del IC

Un IC 95% NO significa «hay 95% de probabilidad de que $\mu$ esté en este intervalo». Significa que si repitiéramos el proceso de muestreo 100 veces, aproximadamente 95 de los intervalos construidos contendrían a $\mu$. El parámetro $\mu$ es fijo; el intervalo es aleatorio.

📏 Calculador de Intervalo de Confianza ⚡ Interactivo

Parámetros de la muestra

Resultado

¿Cuántos datos necesito? — Tamaño de muestra

Dado un margen de error deseado $E$ y nivel de confianza, ¿qué $n$ necesito?

2. Pruebas de Hipótesis

Estadístico $t$ de una muestra
$$t = \frac{\bar{x} - \mu_0}{s / \sqrt{n}} \sim t_{(n-1)}$$

$H_0: \mu = \mu_0$   $H_1: \mu \neq \mu_0$ (bilateral) o $\mu > \mu_0$ / $\mu < \mu_0$ (unilateral)

$H_0$ es verdadera$H_0$ es falsa
No rechazamos $H_0$✅ Decisión correcta❌ Error Tipo II ($\beta$)
Rechazamos $H_0$❌ Error Tipo I ($\alpha$)✅ Correcto — Potencia $= 1-\beta$
🔬 Prueba de Hipótesis — Una Muestra (Test $t$) ⚡ Interactivo

Datos del problema

Resultado

⚖️ Prueba $t$ para Dos Muestras Independientes ⚡ Interactivo

Compara si las medias de dos grupos son significativamente diferentes. Ejemplo: ¿el costo promedio de envío difiere entre el operador A y el operador B?

Muestra 1

Muestra 2

χ² Prueba Chi-Cuadrado de Independencia ⚡ Interactivo

Determina si dos variables categóricas son independientes. Ingresa la tabla de contingencia (frecuencias observadas). Filas = una variable, Columnas = otra.

📝 Resumen del capítulo
  • El IC proporciona un rango de valores plausibles para el parámetro poblacional, no una probabilidad sobre el parámetro.
  • La prueba $t$ compara medias cuando la varianza es desconocida y la muestra es pequeña.
  • El valor-$p$ es la probabilidad de observar un estadístico tan extremo como el obtenido si $H_0$ fuera cierta — no es la probabilidad de que $H_0$ sea verdadera.
  • El error Tipo I ($\alpha$) es rechazar una $H_0$ verdadera; el error Tipo II ($\beta$) es no rechazar una $H_0$ falsa.
  • La prueba chi-cuadrado evalúa independencia entre variables categóricas: tipo de mercado vs. canal de distribución, región vs. tipo de defecto, etc.