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 estudio realizado solo con estudiantes universitarios estadounidenses puede carecer de:

  1. AValidez poblacional
  2. BFiabilidad entre evaluadores
  3. CConsistencia interna
  4. DValidez de contenido
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Un ANOVA factorial 2 × 3 muestra que un fármaco mejora la memoria en adultos jóvenes pero no en adultos mayores. ¿Qué se ha encontrado?

  1. ASolo un efecto principal de la edad
  2. BUna interacción entre fármaco y edad
  3. CUn efecto suelo
  4. DUn error de tipo I
3.Estadística descriptivaMedia
25303540455055

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 36, 56, 53, 41, 22, 59.

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

Una magnitud sigue una distribución normal con media 70 y desviación típica 5. ¿Qué proporción P de valores está por debajo de 62,5?

μ = 70σ = 5x = 62,5
P =
5.ProbabilidadMedia
n = 9k = 2N = ?

¿De cuántas formas N se puede elegir un comité de 2 personas entre un grupo de 9? El orden no importa.

n = 9k = 2
N =
6.ProbabilidadDifícil
xp(x)10,120,130,2540,250,35μ

X tiene la distribución mostrada, y Y = 3X + 20. Halla la desviación típica σY de Y.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,1, 0,1, 0,25, 0,2, 0,35Y = 3X + 20
σY =
7.Distribución normalMedia
178,35183,95P = ?

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 178,35 y 183,95 cm? Da P como número decimal.

μ = 178σ = 7x1 = 178,35x2 = 183,95
P =
8.Distribución normalDifícil
μ = 500x = ?10%

Supón que las duraciones de las baterías siguen una distribución normal con media 500 h y desviación típica 40 h. Halla el valor x por debajo del cual queda el 10 % de los datos (el percentil 10).

μ = 500σ = 40P = 10%
x = h
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 8, s = 19LUx̄ = 64,5E = ?99%

Una muestra de 8 elementos tiene media 64,5 y desviación típica s = 19. La población es aproximadamente normal. Calcula el margen de error E de un intervalo de confianza del 99 % para la media.

n = 8x̄ = 64,5s = 1999%t(7) = 3,499
E =
10.Intervalos de confianzaDifícil
σ = 35, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,595%

La desviación típica poblacional es 35. ¿Qué tamaño muestral n necesitas para que un intervalo de confianza del 95 % para la media tenga un margen de error de como máximo 1,5?

σ = 35E = 1,595%
n =
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaMedia
−1,961,96z = ?

Dos líneas de producción fabrican la misma pieza. Línea 1: una muestra de 100 piezas tiene una longitud media de 103 mm, y la desviación típica conocida de la línea es 17 mm. Línea 2: una muestra de 60 piezas tiene una media de 105,1 mm, con desviación típica conocida de 15 mm. Halla el estadístico de contraste z para H₀: μ₁ = μ₂, tomando la diferencia como x̄₁ − x̄₂ (línea 1 menos línea 2).

n₁ = 100x̄₁ = 103 mmσ₁ = 17 mmn₂ = 60x̄₂ = 105,1 mmσ₂ = 15 mm
z =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
σ = 10, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 390%

¿Qué tamaño debe tener una muestra para que el intervalo de confianza del 90 % para una media tenga un margen de error de como mucho 3? La desviación típica es 10. Calcula el menor tamaño muestral n.

σ = 10E = 390%
n =
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy1674199922107251272814331149xy15202530100150

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
xy274186268321038xy51010203040ŷ = 28

La tabla da 5 observaciones emparejadas de x = carga en kN e y = alargamiento en mm. Usa la recta de mínimos cuadrados ŷ = a + b·x. ¿Para qué valor x predice la recta ŷ = 28?

n = 5ŷ = 28
x =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
sin defectolevegraveTotalturno de día463440120turno de noche4411560Total904545180

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 × 3
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 7 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: A · Validez poblacional

Por qué esta es la respuesta

La validez poblacional es un tipo de validez externa. Las muestras formadas sobre todo por personas jóvenes, occidentales y con estudios pueden no representar a otras personas.

Respuesta

A · Validez poblacional
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: B · Una interacción entre fármaco y edad

Por qué esta es la respuesta

Hay una interacción cuando el efecto de un factor difiere entre los niveles de otro. Aquí el efecto del fármaco depende del grupo de edad.

Respuesta

B · Una interacción entre fármaco y edad
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 14,18

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 = 267/6 = 44,5

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = (−8,5)² + 11,5² + 8,5² + (−3,5)² + (−22,5)² + 14,5² = 1006

Desviación típica

s = √(1006/5) = 14,18

Respuesta

s = 14,18
4.Estadística descriptiva

Respuesta: P = 0,06681

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 = −1,5

Tabla de la normal estándar

Φ(−1,5) = 0,06681
P = 0,06681

Respuesta

P = 0,06681
5.Probabilidad

Respuesta: N = 36

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(9, 2) = (9·8)/(2·1) = 36

Respuesta

N = 36
6.Probabilidad

Respuesta: σY = 3,957

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.

Dispersión de X

μ = 3,6, Var(X) = 1,74, σX = 1,319

Cambio lineal

σY = |3|·1,319 = 3,957

Respuesta

σY = 3,957

La media sí se desplaza: E(Y) = 3·3,6 + 20 = 30,8.

7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,2824

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 = (178,35 − 178)/7 = 0,05
z₂ = (183,95 − 178)/7 = 0,85

Área entre ambos valores

P = Φ(0,85) − Φ(0,05) = 0,8023 − 0,5199 = 0,2824

Respuesta

P = 0,2824
8.Distribución normal

Respuesta: x = 448,7 h

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) = 0,1 → z = −1,282

Vuelta a x

x = 500 + −1,282·40 = 448,74 h

Respuesta

x = 448,74 h
9.Intervalos de confianza

Respuesta: E = 23,5

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 = 7, t = 3,499

Margen de error

E = 3,499·19/√8 = 23,5

Respuesta

E = 23,5
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 2092

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 = (1,96·35/1,5)² = 2092

Redondear hacia arriba

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

n = 2092

Respuesta

n = 2092
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = −0,815

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.

Error típico de la diferencia

SE = √(17²/100 + 15²/60) = √6,64 = 2,577

Estadístico de contraste

z = (103 − 105,1)/2,577 = −0,815

Respuesta

z = −0,815

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

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: n = 31

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).

Despejar n

n = (1,645·10/3)² = 30,07

Redondear hacia arriba

n = 31

Respuesta

n = 31
13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r = 0,9872

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 = 141/6 = 23,5
ȳ = 699/6 = 116,5

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 790,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 4072

Coeficiente de correlación

r = 790,5/√(157,5·4072) = 0,9872

Respuesta

r = 0,9872
14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 7

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 = 121/5 = 24,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 152

Recta de regresión

b = 152/40 = 3,8
a = 24,2 − 3,8·6 = 1,4
ŷ = 1,4 + 3,8·x

Despeja x

x = (28 − 1,4)/3,8 = 7

Respuesta

x = 7
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 21,4

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

turno de día: 120·90/180 = 60, 120·45/180 = 30, 120·45/180 = 30
turno de noche: 60·90/180 = 30, 60·45/180 = 15, 60·45/180 = 15

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (46 − 60)²/60 + (34 − 30)²/30 + (40 − 30)²/30 + (44 − 30)²/30 + (11 − 15)²/15 + (5 − 15)²/15
χ² = 21,4

Respuesta

χ² = 21,4

gl = 2. Con α = 0,05 el valor crítico es 5,991, así que H₀ (independencia) 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 = 7 − 1 − 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