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

Un intervalo de confianza del 95% para una media de 50 va de 46 a 54. ¿Cuál es la interpretación más precisa?

  1. AEl 95% de los participantes individuales de la muestra obtuvo entre 46 y 54 en la medida
  2. BEl resultado no es significativo
  3. CEl procedimiento usado produce intervalos que contienen la media verdadera el 95% de las veces
  4. DHay un 95% de probabilidad de que la media muestral sea 50
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Un investigador usa un cuestionario, entrevistas y observación para estudiar el estrés laboral, y los hallazgos coinciden. ¿Cómo se llama este enfoque?

  1. ATriangulación
  2. BContrabalanceo
  3. CEstratificación
  4. DReplicación
3.Estadística descriptivaMedia
303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 39, 44, 54, 53, 28, 45, 56.

n = 7
s =
4.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Una magnitud sigue una distribución normal con media 50 y desviación típica 20. ¿Qué proporción P de valores está por debajo de 58?

μ = 50σ = 20x = 58
P =
5.ProbabilidadMedia
xp(x)00,3510,320,130,25μ = 1,25

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

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,35, 0,3, 0,1, 0,25
Var(X) =
6.ProbabilidadDifícil
€p(x)−20,6520,3180,05

Jugar una partida cuesta 2 €. Ganas 4 € con probabilidad 0,3 y 20 € con probabilidad 0,05; en otro caso no ganas nada. La apuesta no se devuelve. Halla la ganancia neta esperada E(G) por partida.

apuesta = €2€4: p = 0,3€20: p = 0,05
E(G) = €
7.Distribución normalMedia
171,35181,85P = ?

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 171,35 y 181,85 cm? Da P como número decimal.

μ = 178σ = 7x1 = 171,35x2 = 181,85
P =
8.Distribución normalDifícil
4 s0X − Y?

El tiempo por vuelta X del corredor A y el tiempo por vuelta Y del corredor B son independientes y normales: X tiene media 52 s y desviación típica 4 s, Y tiene media 48 s y desviación típica 3 s. Halla la probabilidad P de que X sea mayor que Y. Redondea z a dos decimales.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
9.Intervalos de confianzaMedia
x̄E₁ = 5,890%, n = 100x̄E₂ = ?99%, n = 100

Un intervalo de confianza del 90 % para una media, basado en 100 observaciones y una σ conocida, tiene un margen de error de 5,8. ¿Cuál es el margen de error E₂ de un intervalo del 99 % con los mismos datos?

90%n₁ = 100E₁ = 5,899%
E₂ =
10.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 18, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,590%

La desviación típica poblacional es 18. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 90 % para la media tenga un margen de error de como máximo 1,5?

σ = 18E = 1,590%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
−2,0642,064t = ?df = 24

Se comparan dos métodos de enseñanza. Grupo 1: 7 estudiantes, nota media 84,5, desviación típica 7,5. Grupo 2: 19 estudiantes, nota media 97,1, desviación típica 9. Supón varianzas poblacionales iguales y usa el contraste t de dos muestras con varianza combinada. Halla el estadístico de contraste t para H₀: μ₁ = μ₂, tomando la diferencia como x̄₁ − x̄₂ (grupo 1 menos grupo 2).

n₁ = 7x̄₁ = 84,5s₁ = 7,5n₂ = 19x̄₂ = 97,1s₂ = 9
t =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
−1,961,96z = ?

En un ensayo se recuperan 68 de 150 pacientes con el tratamiento A y 55 de 100 pacientes con el tratamiento B. Usando la proporción combinada, halla el estadístico de contraste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 68n₁ = 150x₂ = 55n₂ = 100
z =
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy349448558665770875xy468506070

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = gasto en publicidad en miles de € e y = ventas en miles de €. Halla el coeficiente de correlación de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy2541361481810211228xy510102030x = 3

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = carga en kN e y = alargamiento en mm. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. Se hace una nueva observación (3, 3). Halla su residuo e = y − ŷ.

n = 6(3, 3)
e =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
tossin tosTotalfumadores334780no fumadores5743100Total9090180

La tabla de contingencia muestra las frecuencias observadas. Calcula el estadístico de chi cuadrado χ² para la prueba de independencia entre las variables de filas y columnas. No uses corrección por continuidad.

N = 1802 × 2
χ² =
16.Pruebas de chi cuadradoDifícil
dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

Una prueba de chi cuadrado de bondad de ajuste comprueba si las frecuencias en 6 categorías siguen una distribución de Poisson cuya media se estima a partir de los mismos datos. Con la tabla, halla el valor crítico χ²crit para el nivel de significación α = 0,01.

α = 0,01
χ²crit =

3Disoluciones

1.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: C · El procedimiento usado produce intervalos que contienen la media verdadera el 95% de las veces

Por qué esta es la respuesta

Un IC del 95% da un rango de valores plausibles para el parámetro poblacional. Los intervalos más estrechos, obtenidos con muestras mayores, indican estimaciones más precisas.

Respuesta

C · El procedimiento usado produce intervalos que contienen la media verdadera el 95% de las veces
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: A · Triangulación

Por qué esta es la respuesta

La triangulación usa múltiples métodos, fuentes o investigadores. La coincidencia entre ellos aumenta la confianza en la validez de los hallazgos.

Respuesta

A · Triangulación
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 9,914

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 = 319/7 = 45,57

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−6,571)² + (−1,571)² + 8,429² + 7,429² + (−17,57)² + (−0,5714)² + 10,43² = 589,7

Desviación típica

s = √(589,7/6) = 9,914

Respuesta

s = 9,914
4.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,6554

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 = 0,4

Tabla de la normal estándar

Φ(0,4) = 0,6554
P = 0,6554

Respuesta

P = 0,6554
5.Probabilidad

Respuesta: Var(X) = 1,388

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 = 0·0,35 + 1·0,3 + 2·0,1 + 3·0,25 = 1,25

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,35 + 1·0,3 + 4·0,1 + 9·0,25 = 2,95

Varianza

Var(X) = 2,95 − 1,25² = 1,388

Respuesta

Var(X) = 1,388
6.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 0,2 €

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: 2 (p = 0,3), 18 (p = 0,05), −2 (p = 0,65)

Valor esperado

E(G) = 2·0,3 + 18·0,05 − 2·0,65 = 0,2 €

Respuesta

E(G) = 0,2 €

Un valor positivo significa que ganas dinero de media.

7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,5378

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 = (171,35 − 178)/7 = −0,95
z₂ = (181,85 − 178)/7 = 0,55

Área entre ambos valores

P = Φ(0,55) − Φ(−0,95) = 0,7088 − 0,1711 = 0,5378

Respuesta

P = 0,5378
8.Distribución normal

Respuesta: P = 0,7881

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 = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Tipificar

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Respuesta

P = 0,7881
9.Intervalos de confianza

Respuesta: E₂ = 9,083

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

Relación de márgenes

E₂/E₁ = (2,576/1,645)·√(100/100) = 1,566

Nuevo margen

E₂ = 5,8·1,566 = 9,083

Respuesta

E₂ = 9,083
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 390

Intervalo de confianza para la media: x̄ ± margen de error. Con σ poblacional conocida, el margen es z·σ/√n; si solo se tiene la desviación típica muestral s, usa t con n − 1 grados de libertad: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Para conseguir un margen E o menor, necesitas n ≥ (z·σ/E)², redondeado hacia arriba.

Despejar n

n = (1,645·18/1,5)² = 389,7

Redondear hacia arriba

El tamaño muestral es un número entero, y redondear hacia abajo haría el margen demasiado grande.

n = 390

Respuesta

n = 390
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = −3,295

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Varianza combinada

sp² = (6·7,5² + 18·9²)/24 = 74,81
sp = 8,649

Error típico

SE = 8,649·√(1/7 + 1/19) = 3,824

Estadístico de contraste

t = (84,5 − 97,1)/3,824 = −3,295

Respuesta

t = −3,295

Con gl = 24, el valor crítico bilateral al 5 % es 2,064; |t| es mayor, así que se rechaza H₀.

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = −1,498

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Proporciones muestrales

p̂₁ = 68/150 = 0,4533
p̂₂ = 55/100 = 0,55
p̂ = 123/250 = 0,492

Error típico bajo H₀

SE = √(0,492·0,508·(1/150 + 1/100)) = 0,06454

Estadístico de contraste

z = (0,4533 − 0,55)/0,06454 = −1,498

Respuesta

z = −1,498

|z| < 1.96, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,9785

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 = 33/6 = 5,5
ȳ = 365/6 = 60,83

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 101,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 614,8

Coeficiente de correlación

r = 101,5/√(17,5·614,8) = 0,9785

Respuesta

r = 0,9785
14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: e = −5,329

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 = 42/6 = 7
ȳ = 99/6 = 16,5

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 143

Recta de regresión

b = 143/70 = 2,043
a = 16,5 − 2,043·7 = 2,2
ŷ = 2,2 + 2,043·x

Valor predicho

ŷ = 2,2 + 2,043·3 = 8,329

Residuo

e = 3 − 8,329 = −5,329

Respuesta

e = −5,329

El punto está por debajo de la recta.

15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 4,41

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

fumadores: 80·90/180 = 40, 80·90/180 = 40
no fumadores: 100·90/180 = 50, 100·90/180 = 50

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (33 − 40)²/40 + (47 − 40)²/40 + (57 − 50)²/50 + (43 − 50)²/50
χ² = 4,41

Respuesta

χ² = 4,41

gl = 1. Con α = 0,05 el valor crítico es 3,841, así que H₀ (independencia) se rechaza.

16.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ²crit = 13,28

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.

Grados de libertad

df = 6 − 1 − 1 = 4

Tabla

χ²crit(df = 4, α = 0,01) = 13,277

Respuesta

χ²crit = 13,277

Rechaza H₀ si el χ² calculado es mayor que este valor.

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