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

El error típico de la media disminuye cuando:

  1. ALa variable se mide a nivel ordinal
  2. BAumenta el tamaño de la muestra
  3. CAumenta la media
  4. DDisminuye el tamaño de la muestra
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Un estudio encuentra que el efecto del estrés sobre la enfermedad es más débil en personas con un fuerte apoyo social. El apoyo social actúa como:

  1. AVariable de confusión
  2. BVariable dependiente
  3. CModerador
  4. DMediador
3.Estadística descriptivaMedia
1520253035404550

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 31, 12, 54, 19, 46, 54.

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

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 500 y desviación típica 75. Calcula la puntuación z z de una nota de 350.

μ = 500σ = 75x = 350
z =
5.ProbabilidadMedia
rojas: 7azules: 8

Una bolsa tiene 7 bolas rojas y 8 azules. Sacas dos bolas sin devolver la primera. ¿Cuál es la probabilidad P de que las dos sean rojas?

7 / 8
P =
6.ProbabilidadDifícil
€p(x)−20,7880,2980,02

Jugar una partida cuesta 2 €. Ganas 10 € con probabilidad 0,2 y 100 € 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 = €2€10: p = 0,2€100: p = 0,02
E(G) = €
7.Distribución normalMedia
−3−2−10123zárea sombreada a la derecha de z = 0,1977

Arrastra z para que el área sombreada bajo la curva normal estándar, a la derecha de z, sea 0,1977. Halla z con dos decimales.

A = 0,1977
z =
8.Distribución normalDifícil
157164171178185192199cmsuperior 90%

Para las estaturas de los hombres adultos, la distribución es normal, con media 178 cm y desviación típica 7 cm. Arrastra el punto de corte para que el 90 % superior sombreado quede a su derecha. Halla el punto de corte x.

μ = 178 cmσ = 7 cm90%
x = cm
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 13, sd​ = 4,30LUd̄ = −4,9E = ?99%

Se mide la tensión arterial de 13 pacientes antes y después de un tratamiento. Las diferencias d = antes − después (mmHg) tienen media −4,9 y desviación típica 4,3. Halla el margen de error E del intervalo de confianza del 99 % para la diferencia media.

n = 13d̄ = −4,9sd = 4,399%t(12) = 3,055
E = mmHg
10.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 20, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2,595%

La desviación típica poblacional es 20. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 95 % para la media tenga un margen de error de como máximo 2,5?

σ = 20E = 2,595%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −2,13102,131

Una muestra de 16 estudiantes tiene una nota media de 101,8 y una desviación típica muestral de 10. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 101,8s = 10n = 16
t =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
z −2,57602,576

Una muestra de 100 medidas tiene media 196,2. La desviación típica poblacional es 20. Calcula el límite superior U del intervalo de confianza del 99 % para la media.

x̄ = 196,2σ = 20n = 10099%
U =
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy142246343451551xy244550

La tabla da 5 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 = 5
r =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy2841261481610241228xy510102030x = 11

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 (11, 28). Halla su residuo e = y − ŷ.

n = 6(11, 28)
e =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
bajomedioaltoTotalurbano18142860rural18222060Total363648120

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 = 1202 × 3
χ² =
16.Pruebas de chi cuadradoDifícil
sínoTotalplanta A275380planta B142640planta C491160Total9090180dfα = 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 = 1803 × 2α = 0,01
χ² =

3Disoluciones

1.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: B · Aumenta el tamaño de la muestra

Por qué esta es la respuesta

El error típico estima cuánto varían las medias muestrales en torno a la media poblacional. Las muestras más grandes dan estimaciones más precisas.

Respuesta

B · Aumenta el tamaño de la muestra
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: C · Moderador

Por qué esta es la respuesta

Un moderador altera la fuerza o la dirección de la relación entre dos variables. Un mediador explica el mecanismo por el que una variable afecta a otra.

Respuesta

C · Moderador
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 18,1

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 = 216/6 = 36

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−5)² + (−24)² + 18² + (−17)² + 10² + 18² = 1638

Desviación típica

s = √(1638/5) = 18,1

Respuesta

s = 18,1
4.Estadística descriptiva

Respuesta: z = −2

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 = (350 − 500)/75 = −2

Respuesta

z = −2
5.Probabilidad

Respuesta: P = 0,2

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.

Primera y segunda extracción

P = 7/15 · 6/14 = 42/210 = 0,2

Respuesta

P = 0,2
6.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 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: 8 (p = 0,2), 98 (p = 0,02), −2 (p = 0,78)

Valor esperado

E(G) = 8·0,2 + 98·0,02 − 2·0,78 = 2 €

Respuesta

E(G) = 2 €

Un valor positivo significa que ganas dinero de media.

7.Distribución normal

Respuesta: z = 0,85

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 − 0,1977 = 0,8023

Lee la tabla de z al revés

Busca 0,8023 dentro de la tabla y lee z.

z = 0,85

Respuesta

z = 0,85
8.Distribución normal

Respuesta: x = 169 cm

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) = 0,1

z según la tabla

z ≈ −1,28

De vuelta a las unidades originales

x = 178 − 1,28·7 = 169 cm

Respuesta

x = 169 cm
9.Intervalos de confianza

Respuesta: E = 3,643 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 = 12, t = 3,055

Margen de error

E = 3,055·4,3/√13 = 3,643

Respuesta

E = 3,643 mmHg
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 246

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 = (1,96·20/2,5)² = 245,9

Redondear hacia arriba

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

n = 246

Respuesta

n = 246
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = 0,72

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/√16 = 10/4 = 2,5

Estadístico de contraste

t = (101,8 − 100)/2,5 = 0,72

Respuesta

t = 0,72
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| < 2.131, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: U = 201,4

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).

Margen de error

E = 2,576·20/√100 = 5,152

Límite del intervalo

U = 196,2 + 5,152 = 201,4

Respuesta

U = 201,4
13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,8501

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 = 15/5 = 3
ȳ = 233/5 = 46,6

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 23
Syy = Σ(y − ȳ)² = 73,2

Coeficiente de correlación

r = 23/√(10·73,2) = 0,8501

Respuesta

r = 0,8501
14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: e = 3,114

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 = 102/6 = 17

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 138

Recta de regresión

b = 138/70 = 1,971
a = 17 − 1,971·7 = 3,2
ŷ = 3,2 + 1,971·x

Valor predicho

ŷ = 3,2 + 1,971·11 = 24,89

Residuo

e = 28 − 24,89 = 3,114

Respuesta

e = 3,114

El punto está por encima de la recta.

15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 3,111

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

urbano: 60·36/120 = 18, 60·36/120 = 18, 60·48/120 = 24
rural: 60·36/120 = 18, 60·36/120 = 18, 60·48/120 = 24

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (18 − 18)²/18 + (14 − 18)²/18 + (28 − 24)²/24 + (18 − 18)²/18 + (22 − 18)²/18 + (20 − 24)²/24
χ² = 3,111

Respuesta

χ² = 3,111

gl = 2. Con α = 0,05 el valor crítico es 5,991, así que H₀ (independencia) no se rechaza.

16.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 36,12

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: 40, 40
planta B: 20, 20
planta C: 30, 30

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (27 − 40)²/40 + (53 − 40)²/40 + (14 − 20)²/20 + (26 − 20)²/20 + (49 − 30)²/30 + (11 − 30)²/30
χ² = 36,12

Decisión

df = 2, χ²crit = 9,210
36,12 > 9,210

Respuesta

χ² = 36,12

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

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