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Calcular la validez estadística del tamaño de la muestra

Me han presentado un estudio que compara las tasas de fracaso en dos muestras. Las tasas de fracaso son del 11% y del 17%, pero los tamaños de las muestras son diferentes: 90 y 270 respectivamente.

Tengo la intuición de que la diferencia en el tamaño de la muestra es potencialmente significativa y reduce mi confianza en que pueda inferir algo de la comparación.

Me pregunto si hay alguna forma matemática de calcular lo siguiente:

  • El tamaño de la muestra debe ser
  • Si la diferencia en el tamaño de las muestras entre dos lotes es significativa

¿Puede alguien indicar algunas respuestas o fuentes de lectura para este tipo de problemas?

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BruceET Puntos 7117

Los tamaños de las muestras son conocido ser diferente, por lo que no hay una cuestión directa de significación estadística en cuanto a la diferencia en el tamaño de las muestras. Sin embargo, tiene tiene sentido preguntarse si los tamaños de muestra que menciona son demasiado pequeños para detectar una diferencia entre las dos tasas de fracaso que menciona.

Si estás probando que las dos tasas de fracaso son iguales $H_0: \theta_1 = \theta_2$ contra la hipótesis alternativa $H_a: \theta_1 \ne \theta_2$ o $H_a: \theta_1 < \theta_2,$ entonces puede querer saber qué tamaño de muestra $n$ es necesario para detectar una diferencia tan grande como $\delta = \theta_2 - \theta_1 = .17 - .11 = .06$ con poder $.90.$ La potencia es la probabilidad de rechazar $H_0$ cuando $\delta = .06.$ La respuesta depende del nivel de significación $\alpha$ (a menudo el 5%) que utiliza para la prueba. También sería diferente, dependiendo de si se utiliza una alternativa de una o dos caras.

La siguiente salida del software estadístico Minitab indica que para una prueba de nivel del 5% de dos caras, tener una potencia del 90% requeriría $n_1 = n_2 \approx 700.$ Así que tienes razón al sospechar que el tamaño de las muestras $n_1 = 90$ y $n_2 = 270$ no son lo suficientemente grandes para la mayoría de los fines prácticos.

   Test for Two Proportions

Testing comparison p = baseline p (versus ≠)
Calculating power for baseline p = 0.11
α = 0.05

              Sample  Target
Comparison p    Size   Power  Actual Power
        0.17     701     0.9      0.900102

The sample size is for each group.

En la figura siguiente, la línea de puntos corresponde al 90% de la potencia $(n = 701)$ y el línea sólida para el 80% de potencia $(n=524).$

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