Bom dia Quintana.
No caso desse exercício, tem-se que a população é finita, então é preciso utilizar uma correção do quão significativa a amostra é em relação a população. Esse tipo de exercício é menos comum que os exercícios de confiança mais tradicionais, então, infelizmente, as resoluções dos professores José e Marcos estão equivocadas, pois não consideram a população finita de tamanho N = 5000.
A fórmula utilizada para se calcular intervalo de confiança para média populacional a partir de uma amostra de tamanho n retirada de uma população de tamanho N é dada em:
http://www.rassis.com/artigos/Intervalos%20confianca%20media.pdf
a)
Considerando as informações, temos que:
n = 80; N = 5 000; Média amostral = 5,5; Desvio padrão amostral s = 1,25; z = 1,96 (95% de confiança).
Observação:
A fórmula que deve ser utilizada é igual a primeira fórmula do link, mas no lugar do desvio padrão populacional SIGMA deve ser usado o desvio padrão amostral s. Logo, utilizando a fórmula, temos que o intervalo de confiança é dado por:
IC(Média populacional) =
(5,5 - 1,96 · 1,25 / (raiz(80)) · raiz((5000 - 80)/(5000 - 1)) ; 5,5 - 1,96 · 1,25/(raiz(80)) · raiz( (5000 - 80) /(5000 - 1))
Fazendo as contas,
IC(Média populacional) = (5,228255 ; 5,771745)
b)
Nesse item, temos que calcular a probabilidade de X (variável aleatória média das notas) estar entre 5 e 6, ou seja,
P(5 < X < 6) => P( (5 - 5,5) / 1,25/(raiz(80)) < z < (6 - 5,5) / 1,25/(raiz(80))
Fazendo as contas,
P( - 3,57771 < z < 3,57771) = 1 - 2 · P ( 0 < z < 3,5771) = 1 - 2 · 0,000173 = 1 - 0,000346 = 0,999654
Ou seja, o grau de confiança da média populacional estar entre 5 e 6 é de 99,9654%.
O item b do professor Marcos estava correta, mas o item a deve considerar a fórmula para população finita.
Além disso, n = 80 > 30, então, como a população tem distribuição Normal, podemos utilizar a tabela da Normal Padrão nos cálculos ao invés da tabela t-Student.
Atenciosamente,