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¿Cómo funciona el intervalo de confianza para el parámetro p de un ensayo de bernoulli varían con el valor de p de la misma?

Esta es una pregunta muy básica (actualmente, estoy estudiando licenciatura estadísticas de nivel), pero tenía la esperanza de obtener algunas aclaraciones con respecto a una afirmación que he leído en un artículo de prensa el día de hoy. El autor afirma que

la evidencia acerca de los riesgos (de parto) ha sido difícil de encontrar y difícil de interpretar. Esto es en parte debido a los riesgos generales de la salud materna y neonatal de la muerte son ahora muy pequeña (alrededor de cinco de cada 100.000 mujeres mueren en el parto y cuatro por cada 1.000 bebés), por lo que gran número de los crisantemos son necesarios para evaluar los riesgos relativos.

Ahora, intuitivamente, esto parece incuestionable - si un evento ocurre rara vez, entonces usted esperaría más ensayos que sean necesarios para lograr una buena estimación de la probabilidad de que el evento, cuando en comparación a lo que ocurre con más frecuencia.

Sin embargo, estoy teniendo problemas para ver cómo las matemáticas lleva esto a cabo. Si tomamos el ejemplo en el artículo, podemos modelar la probabilidad de la muerte de una madre durante el parto como un ensayo de Bernoulli con una estimación del parámetro de $p$ dado por $\hat{p}=\frac{5}{1000}$.

A partir de esto, podemos construir un intervalo de confianza 95% para el verdadero valor de p:

$$ p^{\pm} = \hat{p} \pm 1.96 \frac{p(1-p)}{\sqrt{n}} $$

Sin embargo, si tomamos el límite de $p \to 0$ tenemos

$$ \begin{aligned} \lim_{p \to 0} p^{\pm} = \hat{p} \pm 1.96 \frac {0(1-0)}{\sqrt{n}}\\ = \hat{p} \pm 1.96 \frac {0}{\sqrt{n}}\\ = \hat{p} \pm 0 \end{aligned} $$

Por lo tanto, parece que nuestra estimación de $p$, de hecho, se vuelve más precisa como $p$ se hace más pequeño, independientemente de nuestro valor de $n$. Esto parece bastante counterintuituve a mí - se me va mal en algún lugar, y si es así, ¿dónde?

Muchas gracias,

Tim

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Zizzencs Puntos 1358

Tienes razón, pero también está mal. :-).

Tienes razón en el uso de la fórmula (a pesar de que la fórmula clásica no es del todo exacta y hay mejores que hay, ver, por ejemplo, Agresti y Coull. Esto es particularmente así para eventos raros, donde la fórmula que puede dar valores negativos para la parte inferior del intervalo de confianza.

Sin embargo, incluso el uso de esta fórmula está en lo correcto que, para un N dado, la estimación de p se hace más precisa como p es pequeño, pero sólo en un sentido.

Veamos los números:

N = 100, p = .5, LCI = .451 UCI = .549

N = 100, p = .05, LCI = 0.04069 UCI = 0.05931

Así que, de hecho, .049 es mayor que 0.00931. Pero la clave es más que .00931/.05 = .19 es mayor que .049/.5 = 0.098.

-1voto

Auron Puntos 2123

El método que use, una aproximación normal, es un archaicism y nunca debe ser enseñado o incluso se ofrece como una opción en el software. Tiene muy baja cobertura de propiedades, en particular para las pequeñas proporciones como en tu ejemplo.

Hay muchos enfoques alternativos para el cálculo de estos intervalos, con diferentes suposiciones y las características de cobertura. Algunos son muy ad hoc en el diseño y así es difícil prefieren para finalidades pedagógicas. Mi preferencia es el método de Wilson, a veces llamado Wilson puntuaciones de los intervalos. Se aproxima un condicional intervalo y tiene excelentes frecuentista propiedades.

Ver esta respuesta para un poco más de detalle: Funciones discretas: intervalo de Confianza de la cobertura?

Ver a esta pregunta de una declaración formal de que el significado de los diferentes tipos de CI para el binomio proporciones: Declaración del resultado del binomio intervalos de confianza

Este uno para el intervalo de confianza de la cobertura: Aclaración sobre la interpretación de los intervalos de confianza?

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