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

Un estudio informa de t(28) = 2,50, p = .018 para dos grupos independientes del mismo tamaño. ¿Cuántos participantes hubo?

  1. A29
  2. B56
  3. C30
  4. D28
3.Estadística descriptivaMedia
152025303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 13, 56, 43, 38, 19, 58.

n = 6
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 55?

μ = 50σ = 5x = 55
P =
5.ProbabilidadMedia
n = 8k = 2N = ?

¿De cuántas formas N se puede elegir un comité de 2 personas entre un grupo de 8? El orden no importa.

n = 8k = 2
N =
6.ProbabilidadDifícil
n = 8, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k012345678

Se prueban 8 componentes y cada uno falla con probabilidad 0,2, de forma independiente. ¿Cuál es la probabilidad P de que falle como mucho uno?

n = 8p = 0,2
P =
7.Distribución normalMedia
340 kg364 kgT = X₁ + … + X₄?

Las masas de pasajeros con equipaje son independientes y normales con media 85 kg y desviación típica 12 kg. Halla la probabilidad P de que la masa total de 4 de ellos supere 364 kg. Redondea z a dos decimales.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 4> 364 kg
P =
8.Distribución normalDifícil
μ = 100x = ?99%

Supón que las puntuaciones de CI siguen una distribución normal con media 100 puntos y desviación típica 15 puntos. Halla el valor x por debajo del cual queda el 99 % de los datos (el percentil 99).

μ = 100σ = 15P = 99%
x = puntos
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 7, s = 13L = ?Ux̄ = 32E99%

Una muestra de 7 elementos tiene media 32 y desviación típica s = 13. La población es aproximadamente normal. Calcula el límite inferior del intervalo de confianza del 99 % para la media.

n = 7x̄ = 32s = 1399%t(6) = 3,707
límite inferior =
10.Intervalos de confianzaDifícil
p = 0,5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0295%

No se sabe nada de antemano sobre la proporción de productos defectuosos. ¿Cuántos productos n hay que inspeccionar para que un intervalo de confianza del 95 % para la proporción tenga un margen de error de como máximo 0,02?

p = 0,5E = 0,0295%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
−1,18p = ?

Se afirma que la media de una población es 500; se sabe que la desviación típica poblacional es 20. Una muestra aleatoria de 25 observaciones tiene una media de 495,28. Contrasta H₀: μ = 500 frente a H₁: μ < 500. Halla el p-valor p.

μ₀ = 500σ = 20n = 25x̄ = 495,28H₁: μ < μ₀
p =
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 100; se sabe que la desviación típica es 30. En realidad la media es 86,9. Halla la potencia 1 − β del contraste en porcentaje.

μ₀ = 80μ = 86,9σ = 30n = 100α = 0,01
1 − β = %
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy18522164247827813010133115xy2025306080100120

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = temperatura en °C e y = helados vendidos. Halla el coeficiente de correlación de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy125222320416514610xy24610152025ŷ = 15

La tabla da 6 observaciones emparejadas de x = antigüedad del coche en años e y = precio en miles de €. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. ¿Para qué valor x predice la recta ŷ = 15?

n = 6ŷ = 15
x =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
mejoróno mejoróTotalfármaco nuevo221840placebo5070120Total7288160

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 6 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: B · 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

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

Respuesta: C · 30

Por qué esta es la respuesta

Unos grados de libertad de 28 significan 28 + 2 = 30 participantes, 15 en cada grupo.

Respuesta

C · 30
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 18,63

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 = 227/6 = 37,83

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−24,83)² + 18,17² + 5,167² + 0,1667² + (−18,83)² + 20,17² = 1735

Desviación típica

s = √(1735/5) = 18,63

Respuesta

s = 18,63
4.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,1587

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

Tabla de la normal estándar

Φ(1) = 0,8413
P = 1 − 0,8413 = 0,1587

Respuesta

P = 0,1587
5.Probabilidad

Respuesta: N = 28

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.

Combinaciones

C(8, 2) = (8·7)/(2·1) = 28

Respuesta

N = 28
6.Probabilidad

Respuesta: P = 0,5033

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.

Cero y un fallo

P(X = 0) = 0,88 = 0,1678
P(X = 1) = 8·0,2·0,87 = 0,3355

Súmalas

P = 0,1678 + 0,3355 = 0,5033

Respuesta

P = 0,5033
7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,1587

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 del total

μT = 340 kg, σT = 12·√4 = 24 kg

Tipificar

z = (364 − 340)/24 = 1

Probabilidad

P = 1 − Φ(1) = 0,1587

Respuesta

P = 0,1587
8.Distribución normal

Respuesta: x = 134,9 puntos

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.

z del percentil

Φ(z) = 0,99 → z = 2,326

Vuelta a x

x = 100 + 2,326·15 = 134,89 puntos

Respuesta

x = 134,89 puntos
9.Intervalos de confianza

Respuesta: límite inferior = 13,79

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.

Valor crítico

df = n − 1 = 6, t = 3,707

Margen de error

E = 3,707·13/√7 = 18,21

Intervalo

32 ± 18,21 → [13,79, 50,21]

Respuesta

límite inferior = 13,79
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 2401

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.

Despejar n

n = 1,96²·0,5·0,5/0,02² = 2401

Redondear hacia arriba

n = 2401

Respuesta

n = 2401
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: p = 0,119

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 = 20/√25 = 4
z = (495,28 − 500)/4 = −1,18

Área de la cola

Φ(1,18) = 0,8810
1 − Φ(1,18) = 0,1190

p-valor

p = 0,119

Respuesta

p = 0,119

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

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: 1 − β = 48,96 %

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 = 30/√100 = 3
x̄c = 80 + 2,326·3 = 86,98

z con la media verdadera

z = (86,98 − 86,9)/3 = 0,026

Potencia

potencia = P(Z > 0,026) = 48,96%
1 − β = 48,96%

Respuesta

1 − β = 48,96%
13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,9885

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 = 153/6 = 25,5
ȳ = 491/6 = 81,83

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 643,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2691

Coeficiente de correlación

r = 643,5/√(157,5·2691) = 0,9885

Respuesta

r = 0,9885
14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 4,463

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 107/6 = 17,83

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −51,5

Recta de regresión

b = −51,5/17,5 = −2,943
a = 17,83 − (−2,943)·3,5 = 28,13
ŷ = 28,13 − 2,943·x

Despeja x

x = (15 − 28,13)/(−2,943) = 4,463

Respuesta

x = 4,463
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 2,155

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: 40·72/160 = 18, 40·88/160 = 22
placebo: 120·72/160 = 54, 120·88/160 = 66

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (22 − 18)²/18 + (18 − 22)²/22 + (50 − 54)²/54 + (70 − 66)²/66
χ² = 2,155

Respuesta

χ² = 2,155

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 = 15,09

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 = 5

Tabla

χ²crit(df = 5, α = 0,01) = 15,086

Respuesta

χ²crit = 15,086

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

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