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

Un estudio halla que los estudiantes que duermen más tienen mejores notas. ¿Qué cambio de diseño permitiría mejor una conclusión causal?

  1. AMedir las notas con más precisión
  2. BEncuestar a más estudiantes
  3. CPedir a los estudiantes que informen de su sueño dos veces y promediar ambos informes
  4. DAsignar aleatoriamente a los estudiantes a distintos horarios de sueño
3.Estadística descriptivaMedia
202530354045

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 41, 48, 18, 27, 25.

n = 5
s =
4.Estadística descriptivaDifícil
z −2−1012

Las notas de un examen siguen una distribución normal con media 60 y desviación típica 20. Calcula la puntuación z z de una nota de 44.

μ = 60σ = 20x = 44
z =
5.ProbabilidadMedia
xp(x)00,2510,120,2530,140,3μ = 2,1

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

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,25, 0,1, 0,25, 0,1, 0,3
σ =
6.ProbabilidadDifícil
€p(x)−30,68120,31470,02

Jugar una partida cuesta 3 €. Ganas 15 € con probabilidad 0,3 y 150 € 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€15: p = 0,3€150: p = 0,02
E(G) = €
7.Distribución normalMedia
32 min30,8 minX + Y?

X es normal con media 12 min y desviación típica 1,5 min; Y es independiente y normal con media 20 min y desviación típica 2 min. Halla la probabilidad P de que X + Y sea mayor que 30,8 min. Redondea z a dos decimales.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 30,8 min
P =
8.Distribución normalDifícil
0,02 mm0D − d?

Los diámetros D de los agujeros son normales con media 25,02 mm y desviación típica 0,015 mm. Los diámetros d de los ejes son independientes y normales con media 25 mm y desviación típica 0,01 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 = 0,015 mmeje: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 6, sd​ = 4,10L = ?Ud̄ = −2,9E90%

Se mide la tensión arterial de 6 pacientes antes y después de un tratamiento. Las diferencias d = antes − después (mmHg) tienen media −2,9 y desviación típica 4,1. Halla el límite inferior del intervalo de confianza del 90 % para la diferencia media.

n = 6d̄ = −2,9sd = 4,190%t(5) = 2,015
límite inferior = mmHg
10.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 36, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 399%

La desviación típica poblacional es 36. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 99 % para la media tenga un margen de error de como máximo 3?

σ = 36E = 399%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
t −2,06402,064

Una muestra de 25 estudiantes tiene una nota media de 204,1 y una desviación típica muestral de 12. Calcula el estadístico de contraste t para H₀: μ = 200.

μ₀ = 200x̄ = 204,1s = 12n = 25
t =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
−1,961,96z = ?

En un ensayo se recuperan 105 de 150 pacientes con el tratamiento A y 66 de 80 pacientes con el tratamiento B. Usando la proporción combinada, halla el estadístico de contraste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 105n₁ = 150x₂ = 66n₂ = 80
z =
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy29496178211024xy51010152025

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = carga en kN e y = alargamiento en mm. Halla el coeficiente de correlación de Pearson r.

n = 5
r =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy25746867388510971297xy5106080100ŷ = 62

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = horas de estudio e y = nota del examen. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. ¿Para qué valor x predice la recta ŷ = 62?

n = 6ŷ = 62
x =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
bajomedioaltoTotalurbano25312682rural184141100Total437267182

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

total de fila = 82total de columna = 43N = 182
E =
16.Pruebas de chi cuadradoDifícil

Una prueba de chi cuadrado de bondad de ajuste comprueba si las frecuencias en 7 categorías siguen una distribución de Poisson cuya media se estima a partir de los mismos datos. ¿Cuántos grados de libertad df tiene la prueba?

k = 7
df =

3Disoluciones

1.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: C · 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

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

Respuesta: D · Asignar aleatoriamente a los estudiantes a distintos horarios de sueño

Por qué esta es la respuesta

Solo manipular el sueño con asignación aleatoria controla terceras variables y permite una inferencia causal, dentro de los límites éticos.

Respuesta

D · Asignar aleatoriamente a los estudiantes a distintos horarios de sueño
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 12,32

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 = 159/5 = 31,8

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 9,2² + 16,2² + (−13,8)² + (−4,8)² + (−6,8)² = 606,8

Desviación típica

s = √(606,8/4) = 12,32

Respuesta

s = 12,32
4.Estadística descriptiva

Respuesta: z = −0,8

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 = (44 − 60)/20 = −0,8

Respuesta

z = −0,8
5.Probabilidad

Respuesta: σ = 1,546

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 = 0·0,25 + 1·0,1 + 2·0,25 + 3·0,1 + 4·0,3 = 2,1

Media de los cuadrados

E(X²) = 0·0,25 + 1·0,1 + 4·0,25 + 9·0,1 + 16·0,3 = 6,8

Varianza

Var(X) = 6,8 − 2,1² = 2,39
σ = √2,39 = 1,546

Respuesta

σ = 1,546
6.Probabilidad

Respuesta: E(G) = 4,5 €

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: 12 (p = 0,3), 147 (p = 0,02), −3 (p = 0,68)

Valor esperado

E(G) = 12·0,3 + 147·0,02 − 3·0,68 = 4,5 €

Respuesta

E(G) = 4,5 €

Un valor positivo significa que ganas dinero de media.

7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,6844

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 suma

μ = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Tipificar

z = (30,8 − 32)/2,5 = −0,48

Cola superior

P = 1 − Φ(−0,48) = 1 − 0,3156 = 0,6844

Respuesta

P = 0,6844
8.Distribución normal

Respuesta: P = 0,8665

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 = 0,01803 mm

Tipificar

z = (0 − 0,02)/0,01803 = −1,11

Probabilidad

P = 1 − Φ(−1,11) = 0,8665

Respuesta

P = 0,8665
9.Intervalos de confianza

Respuesta: límite inferior = −6,273 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 = 5, t = 2,015

Margen de error

E = 2,015·4,1/√6 = 3,373

Intervalo

−2,9 ± 3,373 → [−6,273, 0,4727]

Respuesta

límite inferior = −6,273 mmHg
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 956

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 = (2,576·36/3)² = 955,6

Redondear hacia arriba

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

n = 956

Respuesta

n = 956
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: t = 1,708

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 = 12/√25 = 12/5 = 2,4

Estadístico de contraste

t = (204,1 − 200)/2,4 = 1,708

Respuesta

t = 1,708
t0,025; df = 24 = 2,064

|t| < 2.064, así que no se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = −2,067

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 = 105/150 = 0,7
p̂₂ = 66/80 = 0,825
p̂ = 171/230 = 0,7435

Error típico bajo H₀

SE = √(0,7435·0,2565·(1/150 + 1/80)) = 0,06046

Estadístico de contraste

z = (0,7 − 0,825)/0,06046 = −2,067

Respuesta

z = −2,067

|z| > 1,96, así que se rechaza H₀ al nivel del 5 % (bilateral).

13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,9687

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 = 30/5 = 6
ȳ = 80/5 = 16

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 84
Syy = Σ(y − ȳ)² = 188

Coeficiente de correlación

r = 84/√(40·188) = 0,9687

Respuesta

r = 0,9687
14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 2,903

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 = 477/6 = 79,5

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 299

Recta de regresión

b = 299/70 = 4,271
a = 79,5 − 4,271·7 = 49,6
ŷ = 49,6 + 4,271·x

Despeja x

x = (62 − 49,6)/4,271 = 2,903

Respuesta

x = 2,903
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: E = 19,37

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 = 82·43/182 = 19,37

Respuesta

E = 19,37
16.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: df = 5

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 − 1 = 5

Respuesta

df = 5

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