Intervalo de confiança t Student Excel

O Excel da Microsoft é útil para realizar cálculos básicos em estatística. Às vezes, é útil conhecer todas as funções disponíveis para trabalhar com um determinado tópico. Aqui vamos considerar as funções no Excel que estão relacionadas à distribuição t de Student. Além de fazer cálculos diretos com a distribuição t, o Excel também pode calcular intervalos de confiança e realizar testes de hipóteses .

Existem várias funções no Excel que trabalham diretamente com a distribuição t. Dado um valor ao longo da distribuição t, todas as funções a seguir retornam a proporção da distribuição que está na cauda especificada.

Uma proporção na cauda também pode ser interpretada como uma probabilidade. Essas probabilidades de cauda podem ser usadas para valores de p em testes de hipóteses.

• A função T.DIST retorna a cauda esquerda da distribuição t de Student. Esta função também pode ser usada para obter o valor de y para qualquer ponto ao longo da curva de densidade.
• A função T.DIST.RT retorna a cauda direita da distribuição t de Student.
• A função T.DIST.2T retorna ambas as caudas da distribuição t de Student.

Todas essas funções têm argumentos semelhantes. Esses argumentos são, em ordem:

1. O valor x , que denota onde ao longo do eixo x estamos ao longo da distribuição
2. O número de graus de liberdade .
3. A função T.DIST tem um terceiro argumento , que nos permite escolher entre uma distribuição cumulativa (introduzindo um 1) ou não (introduzindo um 0). Se inserirmos um 1, essa função retornará um valor p. Se inserirmos um 0, essa função retornará o valor y da curva de densidade para o x dado .

Todas as funções T.DIST, T.DIST.RT e T.DIST.2T compartilham uma propriedade comum. Vemos como todas essas funções começam com um valor ao longo da distribuição t e depois retornam uma proporção. Há ocasiões em que gostaríamos de reverter esse processo. Começamos com uma proporção e desejamos saber o valor de t que corresponde a essa proporção. Neste caso, usamos a função inversa apropriada no Excel.

• A função T.INV retorna o inverso à esquerda da distribuição T de Student.
• A função T.INV.2T retorna o inverso de duas caudas da distribuição T de Student.

Há dois argumentos para cada uma dessas funções. A primeira é a probabilidade ou proporção da distribuição. O segundo é o número de graus de liberdade para a distribuição particular sobre a qual estamos curiosos.

Veremos um exemplo das funções T.INV e T.INV.2T. Suponha que estamos trabalhando com uma distribuição t com 12 graus de liberdade. Se quisermos conhecer o ponto ao longo da distribuição que representa 10% da área sob a curva à esquerda deste ponto, então inserimos =T.INV(0.1,12) em uma célula vazia. O Excel retorna o valor -1,356.

Se, em vez disso, usarmos a função T.INV.2T, veremos que inserir =T.INV.2T(0.1,12) retornará o valor 1.782. Isso significa que 10% da área sob o gráfico da função de distribuição está à esquerda de -1,782 e à direita de 1,782.

Em geral, pela simetria da distribuição t, para uma probabilidade P e graus de liberdade d temos T.INV.2T( P , d ) = ABS(T.INV( P /2, d ), onde ABS é a função de valor absoluto no Excel.

Um dos tópicos da estatística inferencial envolve a estimação de um parâmetro populacional. Esta estimativa assume a forma de um intervalo de confiança. Por exemplo, a estimativa de uma média populacional é uma média amostral. A estimativa também possui uma margem de erro, que o Excel calculará. Para esta margem de erro devemos usar a função CONFIDENCE.T.

A documentação do Excel diz que a função CONFIDENCE.T retorna o intervalo de confiança usando a distribuição t de Student. Esta função retorna a margem de erro. Os argumentos para esta função são, na ordem em que devem ser inseridos:

• Alfa – este é o nível de significância . Alfa também é 1 – C, onde C denota o nível de confiança. Por exemplo, se queremos 95% de confiança, devemos inserir 0,05 para alfa.
• Desvio padrão – este é o desvio padrão da amostra do nosso conjunto de dados.
• Tamanho da amostra.

A fórmula que o Excel usa para este cálculo é:

M = t * s / √ n

Aqui M é para margem, t * é o valor crítico que corresponde ao nível de confiança, s é o desvio padrão da amostra e n é o tamanho da amostra.

Suponha que temos uma amostra aleatória simples de 16 biscoitos e os pesamos. Descobrimos que seu peso médio é de 3 gramas com um desvio padrão de 0,25 gramas. Qual é o intervalo de confiança de 90% para o peso médio de todos os biscoitos desta marca?

Aqui nós simplesmente digitamos o seguinte em uma célula vazia:

=CONFIANÇA.T(0,1,0,25,16)

O Excel retorna 0,109565647. Esta é a margem de erro. Subtraímos e também adicionamos isso à nossa média amostral e, portanto, nosso intervalo de confiança é de 2,89 gramas a 3,11 gramas.

O Excel também realizará testes de hipóteses relacionados à distribuição t. A função T.TEST retorna o valor p para vários testes diferentes de significância. Os argumentos para a função T.TEST são:

1. Matriz 1, que fornece o primeiro conjunto de dados de amostra.
2. Matriz 2, que fornece o segundo conjunto de dados de amostra
3. Tails, no qual podemos inserir 1 ou 2.
4. Tipo - 1 denota um teste t pareado, 2 um teste de duas amostras com a mesma variância populacional e 3 um teste de duas amostras com diferentes variâncias populacionais.