Echantillonnage et estimation

Intervalle de confiance - Exercice 3

10 min
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Question 1
Dans une urne contenant des boules blanches et des boules vertes en proportions inconnues, on effectue des tirages au hasard avec remise.

Après avoir effectué 100100 tirages, on compte 5252 boules blanches et 4848 boules vertes. Donner un intervalle de confiance à 95%95\% de la proportion pp de boules blanches dans l'urne.

Correction
Dans l'exercice, nous avons fobs=52100f_{obs} =\frac{52}{100} donc fobs=0,52f_{obs} =0,52.
  • Or n=10030n=100\ge 30
  • 100×0,52=52100\times 0,52=52 donc n×fobs5n\times f_{obs} \ge 5
  • 100×(10,52)=48100\times \left(1-0,52\right)=48 donc n×(1fobs)5n\times \left(1-f_{obs} \right)\ge 5

Les trois conditions sont réalisées, on peut donc calculer l'intervalle de confiance. Il vient alors
I=[0,521100;0,52+1100]I=\left[0,52-\frac{1}{\sqrt{100} } ;0,52+\frac{1}{\sqrt{100} } \right] donc I=[0,42;0,62]I=\left[0,42;0,62\right]
Ici 0,420,42 est une valeur approchée par défaut de 0,5211000,52-\frac{1}{\sqrt{100} }
Ici 0,620,62 est une valeur approchée par excès de 0,52+11000,52+\frac{1}{\sqrt{100} }
La proportion pp de boules blanches dans l'urne est dans l'intervalle [0,42;0,62]\left[0,42;0,62\right] avec un niveau de confiance de 95%95\%.
Question 2

Combien faudrait-il, au minimum, effectuer de tirage pour obtenir un intervalle de confiance à 95%95\% de longueur inférieur ou égale à 0,020,02 ?

Correction
Au niveau de confiance de 9595%, l'amplitude pour un intervalle de confiance est donnée par la formule 2n\frac{2}{\sqrt{n} } .
Nous devons résoudre l'inéquation 2n0,02\frac{2}{\sqrt{n} } \le 0,02.
Ainsi
2n0,02\frac{2}{\sqrt{n} } \le 0,02 équivaut successivement à
n210,02\frac{\sqrt{n} }{2} \ge \frac{1}{0,02}
n20,02\sqrt{n} \ge \frac{2}{0,02}
n(20,02)2n\ge \left(\frac{2}{0,02} \right)^{2}
Finalement n10000n\ge 10000
Il faudrait, au minimum, effectuer 1000010000 tirages pour obtenir un intervalle de confiance à 95\% de longueur inférieur ou égale à 0,020,02 ?