Estimation et intervalles

Intervalle de confiance - Exercice 3

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

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%95\% de longueur inférieur ou égale à 0,020,02.