Métodos de investigación y estadística en psicología: pack de repaso

Hojas de fórmulas, los pasos clave de los métodos de cada tema y 16 problemas de práctica, con las soluciones completas al final.

Problemas nuevosVolver a la asignatura

En la ventana de impresión, elige «Guardar como PDF» para conservar una copia en tu dispositivo.

1Fórmulas y métodos

Estadística descriptiva

Media
x̄ = Σx/n
Desviación típica muestral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor central de los datos ordenados
Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Distribución normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Probabilidad

Complementario
P(not A) = 1 − P(A)
Regla de la suma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Sucesos independientes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidad condicionada
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribución normal

Puntuación z
z = (x − μ)/σ
Por debajo de x
P(X < x) = Φ(z)
Por encima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre dos valores
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Convierte el valor en una puntuación z: z = (x − μ)/σ.
  2. Busca Φ(z), el área a la izquierda de z.
  3. Para el área a la derecha usa 1 − Φ(z); para un intervalo resta las dos áreas a la izquierda.
  4. Para un percentil, trabaja al revés: halla z para el área y luego x = μ + z·σ.

Intervalos de confianza

σ conocida
x̄ ± z·σ/√n
σ desconocida
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z crítico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Tamaño muestral
n = (z·σ/E)², rounded up

Método

  1. Decide entre z (σ poblacional conocida) y t (solo la s muestral, con n − 1 grados de libertad).
  2. Halla el valor crítico para el nivel de confianza.
  3. Margen de error: E = valor crítico × desviación típica/√n.
  4. Intervalo: x̄ ± E.

Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Contraste z para una media
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Contraste t para una media
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilateral al 5%
rechaza H0 si |z| > 1,96
Intervalo de confianza
x̄ ± z·σ/√n

Método

  1. Enuncia H₀ y H₁ y decide si el contraste es unilateral o bilateral.
  2. Calcula el estadístico de contraste: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), o con s y t.
  3. Compáralo con el valor crítico o halla el p-valor.
  4. Rechaza H₀ si el estadístico supera el valor crítico (p menor que α) y expresa la conclusión con palabras.

Regresión lineal y correlación

Sumas de cuadrados
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Pendiente
b = Sxy/Sxx
Ordenada en el origen
a = ȳ − b·x̄
Correlación
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuo
e = y − ŷ

Pruebas de chi cuadrado

Estadístico de contraste
χ² = Σ(O − E)²/E
Bondad de ajuste
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Independencia
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Valores críticos (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Decisión
rechaza H0 si χ² > χ²crit

2Problemas de práctica

1.Métodos de investigación en psicologíaMedia

¿Qué diseño usa participantes distintos en cada condición?

  1. ADiseño de medidas repetidas
  2. BDiseño intrasujetos
  3. CDiseño de pares igualados con las mismas personas
  4. DDiseño de grupos independientes
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Dos observadores registran actos agresivos en un patio de recreo y sus recuentos correlacionan con r = 0,45. ¿Qué debe hacer el investigador?

  1. AAceptar los datos porque basta con cualquier correlación positiva
  2. BUsar solo el mayor de los dos recuentos
  3. CPasar a una hipótesis unilateral
  4. DAfinar las categorías de conducta y entrenar a los observadores, y volver a comprobar el acuerdo
3.Estadística descriptivaMedia
15202530354045505560

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 20, 32, 53, 60, 30, 13.

n = 6
s =
4.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Una magnitud sigue una distribución normal con media 170 y desviación típica 10. ¿Qué proporción P de valores está por debajo de 158?

μ = 170σ = 10x = 158
P =
5.ProbabilidadMedia
xp(x)00,320,1540,2560,3μ = 3,1

Para la distribución mostrada, halla la varianza Var(X) de X.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,3, 0,15, 0,25, 0,3
Var(X) =
6.ProbabilidadDifícil
€p(x)−30,8390,15270,02

Jugar una partida cuesta 3 €. Ganas 12 € con probabilidad 0,15 y 30 € con probabilidad 0,02; en otro caso no ganas nada. La apuesta no se devuelve. Halla la ganancia neta esperada E(G) por partida.

apuesta = €3€12: p = 0,15€30: p = 0,02
E(G) = €
7.Distribución normalMedia
175,9188,85P = ?

Supón que las estaturas de los hombres adultos siguen una distribución normal con media 178 cm y desviación típica 7 cm. ¿Qué fracción está entre 175,9 y 188,85 cm? Da P como número decimal.

μ = 178σ = 7x1 = 175,9x2 = 188,85
P =
8.Distribución normalDifícil
0,02 mm0D − d?

Los diámetros D de los agujeros son normales con media 25,02 mm y desviación típica 0,02 mm. Los diámetros d de los ejes son independientes y normales con media 25 mm y desviación típica 0,02 mm. Un eje elegido al azar encaja cuando D − d > 0. Halla la probabilidad P de que encaje. Redondea z a dos decimales.

agujero: μ = 25,02 mm, σ = 0,02 mmeje: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 16, sd​ = 7,50LUd̄ = 9,3E = ?95%

Se mide la tensión arterial de 16 pacientes antes y después de un tratamiento. Las diferencias d = antes − después (mmHg) tienen media 9,3 y desviación típica 7,5. Halla el margen de error E del intervalo de confianza del 95 % para la diferencia media.

n = 16d̄ = 9,3sd = 7,595%t(15) = 2,131
E = mmHg
10.Intervalos de confianzaDifícil
μ₁ − μ₂, t(20) = 2,0860LUx̄₁ − x̄₂E = ?95%

Se prueban dos fertilizantes. Grupo de parcelas 1: 7 parcelas, rendimiento medio 14 kg, desviación típica 3,5 kg. Grupo de parcelas 2: 15 parcelas, media 7 kg, desviación típica 3 kg. Supón varianzas iguales (t con varianza combinada, gl = n₁ + n₂ − 2). Halla el margen de error E del intervalo de confianza del 95 % para μ₁ − μ₂.

n₁ = 7x̄₁ = 14s₁ = 3,5n₂ = 15x̄₂ = 7s₂ = 395%t(20) = 2,086
E = kg
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −2,01102,011

Una muestra de 49 estudiantes tiene una nota media de 118 y una desviación típica muestral de 10. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 118s = 10n = 49
t =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
μ₀x̄c

Se hace un contraste z unilateral de H₀: μ = 80 frente a H₁: μ < 80 con α = 0.01 y una muestra de 64; se sabe que la desviación típica es 12. En realidad la media es 74.9. Halla la potencia 1 − β del contraste en porcentaje.

μ₀ = 80μ = 74,9σ = 12n = 64α = 0,01
1 − β = %
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy32652973594011411353xy510304050

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = gasto en publicidad en miles de € e y = ventas en miles de €. Halla el coeficiente de determinación r² de la recta de mínimos cuadrados.

n = 6
r² =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy33253974795111571357xy51030405060ŷ = 37

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = gasto en publicidad en miles de € e y = ventas en miles de €. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. ¿Para qué valor x predice la recta ŷ = 37?

n = 6ŷ = 37
x =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
autobúsbicicletacocheTotalestudiantes33271777personal18312069Total515837146

La tabla de contingencia muestra las frecuencias observadas. Para una prueba de chi cuadrado de independencia, halla la frecuencia esperada E de la casilla «personal, autobús».

total de fila = 69total de columna = 51N = 146
E =
16.Pruebas de chi cuadradoDifícil
sínoTotalplanta A342660planta B6634100planta C3070100Total130130260dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

La tabla muestra las frecuencias observadas. Contrasta con α = 0,01 si las dos variables son independientes (sin corrección por continuidad). Calcula el estadístico de contraste χ² y compáralo después con el valor crítico de la tabla.

N = 2603 × 2α = 0,01
χ² =

3Disoluciones

1.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: D · Diseño de grupos independientes

Por qué esta es la respuesta

En un diseño de grupos independientes cada condición tiene participantes distintos, lo que evita efectos de orden pero introduce el riesgo de variables de los participantes.

Respuesta

D · Diseño de grupos independientes
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: D · Afinar las categorías de conducta y entrenar a los observadores, y volver a comprobar el acuerdo

Por qué esta es la respuesta

Una baja fiabilidad entre observadores significa que las categorías se aplican de forma inconsistente. Unas definiciones operacionales más claras y sesiones de práctica deberían aumentar el acuerdo antes de la recogida de datos principal.

Respuesta

D · Afinar las categorías de conducta y entrenar a los observadores, y volver a comprobar el acuerdo
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 18,39

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Media

x̄ = 208/6 = 34,67

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−14,67)² + (−2,667)² + 18,33² + 25,33² + (−4,667)² + (−21,67)² = 1691

Desviación típica

s = √(1691/5) = 18,39

Respuesta

s = 18,39
4.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,1151

Estadística descriptiva: la media es la suma dividida entre n; la mediana es el valor central de los datos ordenados (la media de los dos centrales si n es par). La desviación típica muestral es s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Una puntuación z = (x − μ)/σ indica a cuántas desviaciones típicas está un valor de la media.

Tipificar

z = −1,2

Tabla de la normal estándar

Φ(−1,2) = 0,1151
P = 0,1151

Respuesta

P = 0,1151
5.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 5,79

Variables aleatorias discretas: una distribución de probabilidad enumera cada valor x que puede tomar una variable con su probabilidad p(x); las probabilidades están entre 0 y 1 y suman 1. El valor esperado (media) es E(X) = Σx·p(x), el promedio a largo plazo. La varianza es Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², y la desviación típica es σ = √Var(X). Para un cambio lineal Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) y σY = |a|·σX; sumar una constante no cambia la dispersión.

Media

μ = 0·0,3 + 2·0,15 + 4·0,25 + 6·0,3 = 3,1

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,3 + 4·0,15 + 16·0,25 + 36·0,3 = 15,4

Varianza

Var(X) = 15,4 − 3,1² = 5,79

Respuesta

Var(X) = 5,79
6.Probabilidad

Respuesta: E(G) = −0,6 €

Variables aleatorias discretas: una distribución de probabilidad enumera cada valor x que puede tomar una variable con su probabilidad p(x); las probabilidades están entre 0 y 1 y suman 1. El valor esperado (media) es E(X) = Σx·p(x), el promedio a largo plazo. La varianza es Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², y la desviación típica es σ = √Var(X). Para un cambio lineal Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) y σY = |a|·σX; sumar una constante no cambia la dispersión.

Resultados netos

G: 9 (p = 0,15), 27 (p = 0,02), −3 (p = 0,83)

Valor esperado

E(G) = 9·0,15 + 27·0,02 − 3·0,83 = −0,6 €

Respuesta

E(G) = −0,6 €

Un valor negativo significa que pierdes dinero de media.

7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,5573

Distribución normal: convierte un valor x en una puntuación z, z = (x − μ)/σ, que indica a cuántas desviaciones típicas está de la media. Una tabla z (o Φ(z)) da el área a la izquierda de z, que es P(X < x). El área a la derecha es 1 − Φ(z), y el área entre dos valores es la diferencia de sus dos áreas.

Puntuaciones z

z₁ = (175,9 − 178)/7 = −0,3
z₂ = (188,85 − 178)/7 = 1,55

Área entre ambos valores

P = Φ(1,55) − Φ(−0,3) = 0,9394 − 0,3821 = 0,5573

Respuesta

P = 0,5573
8.Distribución normal

Respuesta: P = 0,7611

Sumas y diferencias de variables normales: si X e Y son independientes y normales, X + Y y X − Y también son normales. Las medias se suman o se restan: E(X ± Y) = μX ± μY. Las varianzas siempre se suman, también en una diferencia: Var(X ± Y) = σX² + σY², así que σ = √(σX² + σY²). Las desviaciones típicas nunca se suman directamente. El total de n elementos independientes con la misma distribución tiene media n·μ y desviación típica σ·√n. Después estandariza como de costumbre: z = (x − media)/σ y lee Φ(z).

Distribución de la diferencia

μ = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02828 mm

Tipificar

z = (0 − 0,02)/0,02828 = −0,71

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,71) = 0,7611

Respuesta

P = 0,7611
9.Intervalos de confianza

Respuesta: E = 3,996 mmHg

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

Valor crítico

df = 15, t = 2,131

Margen de error

E = 2,131·7,5/√16 = 3,996

Respuesta

E = 3,996 mmHg
10.Intervalos de confianza

Respuesta: E = 3,016 kg

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

Desviación típica combinada

sp² = (6·3,5² + 14·3²)/20 = 9,975
sp = 3,158

Margen de error

E = 2,086·3,158·√(1/7 + 1/15) = 3,016

Respuesta

E = 3,016 kg
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = −1,4

Contraste de una media: el estadístico de contraste mide a cuántos errores típicos está la media muestral del valor afirmado en H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) si σ es conocida, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) si se estima con la muestra. Un intervalo de confianza es x̄ ± (valor crítico)·(error típico).

Error típico

SE = 10/√49 = 10/7 = 1,429

Estadístico de contraste

t = (118 − 120)/1,429 = −1,4

Respuesta

t = −1,4
t0,025; df = 48 = 2,011

|t| < 2.011, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: 1 − β = 85,86 %

Potencia de un contraste: potencia = 1 − β es la probabilidad de rechazar H₀ cuando es falsa. Halla el valor de corte x̄c a partir de μ₀ y z_α y después calcula la probabilidad de caer más allá de x̄c usando la media verdadera: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Media muestral crítica

SE = 12/√64 = 1,5
x̄c = 80 − 2,326·1,5 = 76,51

z con la media verdadera

z = (76,51 − 74,9)/1,5 = 1,074

Potencia

potencia = P(Z < 1.074) = 85.86%
1 − β = 85,86%

Respuesta

1 − β = 85,86%
13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9429

Regresión por mínimos cuadrados: con x̄ e ȳ las medias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² y Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la recta ŷ = a + b·x tiene pendiente b = Sxy/Sxx y ordenada en el origen a = ȳ − b·x̄, así que siempre pasa por (x̄, ȳ). El coeficiente de correlación de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) está entre −1 y 1; r² es la fracción de la variación de y explicada por la recta.

Medias

x̄ = 48/6 = 8
ȳ = 224/6 = 37,33

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 176
Syy = Σ(y − ȳ)² = 469,3

Coeficiente de determinación

r² = 176²/(70·469,3) = 0,9429

Respuesta

r² = 0,9429

Aproximadamente el 94,29 % de la variación de y queda explicada por la recta.

14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 4,111

Regresión por mínimos cuadrados: con x̄ e ȳ las medias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² y Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la recta ŷ = a + b·x tiene pendiente b = Sxy/Sxx y ordenada en el origen a = ȳ − b·x̄, así que siempre pasa por (x̄, ȳ). El coeficiente de correlación de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) está entre −1 y 1; r² es la fracción de la variación de y explicada por la recta.

Medias

x̄ = 48/6 = 8
ȳ = 283/6 = 47,17

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 183

Recta de regresión

b = 183/70 = 2,614
a = 47,17 − 2,614·8 = 26,25
ŷ = 26,25 + 2,614·x

Despeja x

x = (37 − 26,25)/2,614 = 4,111

Respuesta

x = 4,111
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: E = 24,1

Pruebas de chi cuadrado: compara las frecuencias observadas O con las frecuencias E esperadas bajo H₀ mediante χ² = Σ(O − E)²/E. Bondad de ajuste: E = n·p para cada categoría, gl = k − 1 (menos uno más por cada parámetro estimado a partir de los datos). Independencia en una tabla r × c: E = total de fila × total de columna / total general, gl = (r − 1)(c − 1). Rechaza H₀ cuando χ² supera el valor crítico para el α elegido.

Frecuencia esperada

E = 69·51/146 = 24,1

Respuesta

E = 24,1
16.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 27,31

Pruebas de chi cuadrado: compara las frecuencias observadas O con las frecuencias E esperadas bajo H₀ mediante χ² = Σ(O − E)²/E. Bondad de ajuste: E = n·p para cada categoría, gl = k − 1 (menos uno más por cada parámetro estimado a partir de los datos). Independencia en una tabla r × c: E = total de fila × total de columna / total general, gl = (r − 1)(c − 1). Rechaza H₀ cuando χ² supera el valor crítico para el α elegido.

Frecuencias esperadas

planta A: 30, 30
planta B: 50, 50
planta C: 50, 50

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (34 − 30)²/30 + (26 − 30)²/30 + (66 − 50)²/50 + (34 − 50)²/50 + (30 − 50)²/50 + (70 − 50)²/50
χ² = 27,31

Decisión

df = 2, χ²crit = 9,210
27,31 > 9,210

Respuesta

χ² = 27,31

χ² está por encima del valor crítico, así que se rechaza H₀: las variables parecen estar relacionadas.

ExamProblems · examproblems.com/courses/research-methods-psychology