martes, 17 de mayo de 2016

PRUEBA DE HIPÓTESIS PARA DATOS APAREADOS CON GEOGEBRA

PRUEBA DE HIPÓTESIS PARA DATOS APAREADOS CON GEOGEBRA
Ing. Luis Manfredo Reyes

Un tema obligado en los cursos de estadística inferencial es el de la prueba de hipótesis para datos apareados (o pares coincidentes como le llaman en algunos libros). No es el objetivo de éste documento profundizar en la metodología manual para la resolución de éste tipo de pruebas, sino auxiliar al investigador con la tecnología informática disponible.

Esta prueba puede ser realizada en Geogebra  con mucha facilidad.



GeoGebra es un software matemático. Fue creado con la idea de ser usado  para la educación en colegios y universidades. Fue creado por Markus Hohenwarter, en el año 2001 en la Universidad de Salzburgo, luego en la Universidad de Atlantic, Florida, luego en la Universidad Estatal de Florida y actualmente , en la Universidad de Linz, Austria.
GeoGebra está escrito en Java y por tanto es posible usarlo en diferentes plataformas.
El software tiene dos partes importantes: un procesador geométrico y un procesador algebraico.
GeoGebra permite el trazado de construcciones geométricas de todo tipo así como la representación gráfica, el tratamiento algebraico y el cálculo de funciones reales de variable real, sus derivadas, integrales, etc.
DISPONIBILIDAD:
El software puede ser descargado sin costo del sitio: www.geogebra.org 
Existen versiones para: Windows, Linux, MacIntosh, Android e Ios.
Existen algunas diferencias entre las versiones, pero la mayoría de aspectos son iguales.
La última versión disponible es la 5.

En éste artículo se muestran aplicaciones del Geogebra en el tema de pruebas de hipótesis para datos apareados, ,  partiendo de un ejemplo clásico de cualquier curso de estadística inferencial


Se asume que el usuario tiene instalado el programa y conoce el uso básico del mismo


 Ejemplo:
Un investigador compara las calificaciones de diez estudiantes antes y después de tomar una cápsula a base de Ginkgo biloba (que se supone mejora la inteligencia) durante un tiempo. En base a los resultados indique con un 97% de confianza si el uso de las cápsulas produce una mejora  en los resultados.

Porqué los datos son apareados? porque cada persona es evaluada antes y después de tomar la pastilla (es decir, se tienen dos datos de la misma persona)

La Hipótesis a evaluar sería:
HO: el promedio de las diferencias es de 0 puntos
Ha: el promedio de las diferencias no es cero (dos colas)

DE ACUERDO AL CRITERIO DEL INVESTIGADOR, LA HIPOTESIS ALTERNA SE PUEDE PLANTEAR TANTO A UNA COMO A DOS COLAS


Resultados finales:



Paso 1: Crear la tabla de datos en Geogebra:
Se activa la vista de hoja de cálculo y se ingresan los datos por columnas:





Se da click sobre la letra A de la primera columna y se da click en el ícono de las barras, seleccionando la opción Análisis Multivariable.




En la ventana de selección aparece lo siguiente:


Se da click sobre el signo +, se da click sobre la letra B en la segunda columna y luego click sobre el ícono de la manita en la columna B de la ventana Fuente de datos


Se da click sobre el botón Analiza:
Aparece una gráfica de cajitas. Se da click sobre el símbolo de sumatoria y aparecen los promedios



En la pestaña Estadísticas, escoger Test T, diferencias pareadas. Aparece lo siguiente:



Interpretación: Como el nivel de confianza es de 97% (0.97), entonces el nivel de significancia (alfa) es 0.03. Pero al usar la hipótesis alterna de no igualdad, se debe dividir entre 2 (0.015) . El valor de p es mayor que 0.015 por lo que se acepta la hipótesis nula. Es decir que el producto no produce una mejora significativa en la memoria de los participantes del estudio. 

DESDE LA VISTA ALGEBRAICA
En versiones para teléfono o Tablet no existe la vista de hoja de cálculo, pero sí es posible realizar el procedimiento.
1.       Crear las listas de datos:
L1={45,52,61,33,49,75,64,39,34,60}
L2={48,55,59,33,54,80,64,39,53,68}

2.       Invocar la orden para ejecutar la prueba:
TestApareadasT[L1,L2, "≠"]


En este caso, se decidió usar la hipótesis alterna de no igualdad, por lo cual el símbolo no igual se obtiene dando click en el símbolo alfa que aparece en la línea de entrada y escogiendo el símbolo, que debe quedar entre comillas
El resultado que se produce es la significancia y el valor de la t calculada
La interpretación es la misma que en el caso anterior.
Interpretación: Como el nivel de confianza es de 97% (0.97), entonces el nivel de significancia (alfa) es 0.03. Pero al usar la hipótesis alterna de no igualdad, se debe dividir entre 2 (0.015) . El valor de p es mayor que 0.015 por lo que se acepta la hipótesis nula. Es decir que el producto no produce una mejora significativa en la memoria de los participantes del estudio. 


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