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

En una distribución perfectamente normal:

  1. ALa moda es la puntuación más baja
  2. BLa mayoría de las puntuaciones están en las colas
  3. CLa media siempre es mayor que la mediana
  4. DLa media, la mediana y la moda son iguales
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Aumentar el tamaño de la muestra en un estudio, de forma más directa:

  1. AGarantiza un resultado estadísticamente significativo si existe algún efecto
  2. BElimina todo sesgo de la muestra
  3. CAumenta el tamaño del efecto
  4. DAumenta la potencia estadística para detectar un efecto real
3.Estadística descriptivaMedia
152025303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 58, 30, 11, 21, 31, 21, 30.

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

Una magnitud sigue una distribución normal con media 50 y desviación típica 5. ¿Qué proporción P de valores está por encima de 52?

μ = 50σ = 5x = 52
P =
5.ProbabilidadMedia
xp(x)10,220,3530,140,35μ = 2,6

Para la distribución mostrada, halla la desviación típica σ de X.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,2, 0,35, 0,1, 0,35
σ =
6.ProbabilidadDifícil
n = 5, p = 0,1: P(X = 1) = ?k012345

Un examen tiene 5 preguntas de opción múltiple. Una estudiante que contesta al azar acierta cada una con probabilidad 0,1, de forma independiente. ¿Cuál es la probabilidad P de acertar exactamente 1?

n = 5p = 0,1k = 1
P =
7.Distribución normalMedia
−3−2−10123zárea sombreada a la derecha de z = 0,8438

Arrastra z para que el área sombreada bajo la curva normal estándar, a la derecha de z, sea 0,8438. Halla z con dos decimales.

A = 0,8438
z =
8.Distribución normalDifícil
35455565758595puntosinferior 85%

Para las notas de un examen, la distribución es normal, con media 65 puntos y desviación típica 10 puntos. Arrastra el punto de corte para que el 85 % inferior sombreado quede a su izquierda. Halla el punto de corte x.

μ = 65 puntosσ = 10 puntos85%
x = puntos
9.Intervalos de confianzaMedia
x̄E₁ = 2,999%, n = 64x̄E₂ = ?99%, n = 16

Un intervalo de confianza del 99 % para una media, basado en 64 observaciones y una σ conocida, tiene un margen de error de 2,9. ¿Cuál es el margen de error E₂ si el mismo estudio usa 16 observaciones?

99%n₁ = 64E₁ = 2,9n₂ = 16
E₂ =
10.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 10, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 390%

La desviación típica poblacional es 10. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 90 % para la media tenga un margen de error de como máximo 3?

σ = 10E = 390%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
−1,3p = ?

Se afirma que la media de una población es 250; se sabe que la desviación típica poblacional es 48. Una muestra aleatoria de 144 observaciones tiene una media de 244,8. Contrasta H₀: μ = 250 frente a H₁: μ < 250. Halla el p-valor p.

μ₀ = 250σ = 48n = 144x̄ = 244,8H₁: μ < μ₀
p =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
μ₀x̄c

Se hace un contraste z unilateral de H₀: μ = 200 frente a H₁: μ > 200 con α = 0,05 y una muestra de 36; se sabe que la desviación típica es 12. En realidad la media es 202. Halla la potencia 1 − β del contraste en porcentaje.

μ₀ = 200μ = 202σ = 12n = 36α = 0,05
1 − β = %
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy23544165085710641274xy5104060

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
xy251354461563677xy24650607080x = 5,5

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = horas de estudio e y = nota del examen. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. Predice ŷ para x = 5,5.

n = 5x = 5,5
ŷ =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
mejoróno mejoróTotalfármaco nuevo503080placebo542680Total10456160

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 = 1602 × 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 compara las frecuencias observadas en 7 categorías con proporciones esperadas totalmente especificadas (no se estima ningún parámetro a partir de los 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: D · La media, la mediana y la moda son iguales

Por qué esta es la respuesta

Una distribución normal es simétrica y con forma de campana, por lo que las tres medidas de tendencia central coinciden en el centro.

Respuesta

D · La media, la mediana y la moda son iguales
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: D · Aumenta la potencia estadística para detectar un efecto real

Por qué esta es la respuesta

Las muestras más grandes reducen el error típico y aumentan la potencia. No cambian el tamaño real del efecto ni eliminan el sesgo sistemático.

Respuesta

D · Aumenta la potencia estadística para detectar un efecto real
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 14,71

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 = 202/7 = 28,86

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 29,14² + 1,143² + (−17,86)² + (−7,857)² + 2,143² + (−7,857)² + 1,143² = 1299

Desviación típica

s = √(1299/6) = 14,71

Respuesta

s = 14,71
4.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,3446

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 = 1 − 0,6554 = 0,3446

Respuesta

P = 0,3446
5.Probabilidad

Respuesta: σ = 1,158

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 = 1·0,2 + 2·0,35 + 3·0,1 + 4·0,35 = 2,6

Media de los cuadrados

E(X²) = 1·0,2 + 4·0,35 + 9·0,1 + 16·0,35 = 8,1

Varianza

Var(X) = 8,1 − 2,6² = 1,34
σ = √1,34 = 1,158

Respuesta

σ = 1,158
6.Probabilidad

Respuesta: P = 0,3281

Probabilidad: con resultados equiprobables, P(A) = favorables/totales. Para sucesos independientes se multiplica: P(A y B) = P(A)·P(B). El complementario suele ayudar: P(al menos uno) = 1 − P(ninguno). Binomial: en n ensayos independientes con probabilidad de éxito p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Fórmula binomial

P(X = 1) = 5·0,11·0,94 = 5·0,1·0,6561 = 0,3281

Respuesta

P = 0,3281
7.Distribución normal

Respuesta: z = −1,01

De un área de vuelta a z: Φ(z) es el área a la izquierda de z. Para un área A en la cola izquierda, busca en la tabla la z con Φ(z) = A. Un área A en la cola derecha significa Φ(z) = 1 − A. Un área central A entre −z y z deja (1 − A)/2 en cada cola, así que Φ(z) = (1 + A)/2. Para un valor x, usa x = μ + zσ.

Área a la izquierda de z

Φ(z) = 1 − 0,8438 = 0,1562

Lee la tabla de z al revés

Busca 0,1562 dentro de la tabla y lee z.

z = −1,01

Respuesta

z = −1,01
8.Distribución normal

Respuesta: x = 75,4 puntos

De un área de vuelta a z: Φ(z) es el área a la izquierda de z. Para un área A en la cola izquierda, busca en la tabla la z con Φ(z) = A. Un área A en la cola derecha significa Φ(z) = 1 − A. Un área central A entre −z y z deja (1 − A)/2 en cada cola, así que Φ(z) = (1 + A)/2. Para un valor x, usa x = μ + zσ.

Área a la izquierda

Φ(z) = 0,85

z según la tabla

z ≈ 1,04

De vuelta a las unidades originales

x = 65 + 1,04·10 = 75,4 puntos

Respuesta

x = 75,4 puntos
9.Intervalos de confianza

Respuesta: E₂ = 5,8

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 = (2,576/2,576)·√(64/16) = 2

Nuevo margen

E₂ = 2,9·2 = 5,8

Respuesta

E₂ = 5,8
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 31

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 = (1,645·10/3)² = 30,07

Redondear hacia arriba

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

n = 31

Respuesta

n = 31
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: p = 0,0968

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.

Estadístico de contraste

SE = σ/√n = 48/√144 = 4
z = (244,8 − 250)/4 = −1,3

Área de la cola

Φ(1,3) = 0,9032
1 − Φ(1,3) = 0,0968

p-valor

p = 0,0968

Respuesta

p = 0,0968

p > 0,05, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 %.

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: 1 − β = 25,95 %

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/√36 = 2
x̄c = 200 + 1,645·2 = 203,3

z con la media verdadera

z = (203,3 − 202)/2 = 0,645

Potencia

potencia = P(Z > 0,645) = 25,95%
1 − β = 25,95%

Respuesta

1 − β = 25,95%
13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9959

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 = 321/6 = 53,5

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 271
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1054

Coeficiente de determinación

r² = 271²/(70·1054) = 0,9959

Respuesta

r² = 0,9959

Aproximadamente el 99,59 % de la variación de y queda explicada por la recta.

14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: ŷ = 70,35

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 = 20/5 = 4
ȳ = 306/5 = 61,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 61

Recta de regresión

b = 61/10 = 6,1
a = 61,2 − 6,1·4 = 36,8
ŷ = 36,8 + 6,1·x

Predicción

ŷ = 36,8 + 6,1·5,5 = 70,35

Respuesta

ŷ = 70,35
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 0,4396

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

fármaco nuevo: 80·104/160 = 52, 80·56/160 = 28
placebo: 80·104/160 = 52, 80·56/160 = 28

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (50 − 52)²/52 + (30 − 28)²/28 + (54 − 52)²/52 + (26 − 28)²/28
χ² = 0,4396

Respuesta

χ² = 0,4396

gl = 1. Con α = 0,05 el valor crítico es 3,841, así que H₀ (independencia) no se rechaza.

16.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ²crit = 16,81

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 = 7 − 1 = 6

Tabla

χ²crit(df = 6, α = 0,01) = 16,812

Respuesta

χ²crit = 16,812

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

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