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

Las características de la demanda son:

  1. ALos requisitos estadísticos de una prueba
  2. BLas características de la muestra
  3. CLas exigencias formales de un comité de ética antes de que pueda empezar un estudio
  4. DSeñales que hacen que los participantes adivinen el objetivo y cambien su conducta
2.Métodos de investigación en psicologíaDifícil

Un investigador quiere demostrar que una nueva escala de ansiedad mide algo distinto de la depresión. Unas correlaciones bajas con una escala de depresión respaldarían:

  1. ALa validez discriminante
  2. BLa validez aparente
  3. CLa validez convergente
  4. DLa validez predictiva
3.Estadística descriptivaMedia
38404244464850525456

Calcula la desviación típica muestral s de los datos: 52, 46, 56, 40, 38, 55.

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

Una magnitud sigue una distribución normal con media 170 y desviación típica 10. ¿Qué proporción P de valores está por debajo de 160?

μ = 170σ = 10x = 160
P =
5.ProbabilidadMedia
rojas: 3azules: 7

Una bolsa tiene 3 bolas rojas y 7 azules. Sacas dos bolas sin devolver la primera. ¿Cuál es la probabilidad P de que las dos sean rojas?

3 / 7
P =
6.ProbabilidadDifícil
n = 10, p = 0,3: P(X ≤ 1) = ?k012345678910

Se prueban 10 componentes y cada uno falla con probabilidad 0,3, de forma independiente. ¿Cuál es la probabilidad P de que falle como mucho uno?

n = 10p = 0,3
P =
7.Distribución normalMedia
32 min34 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 34 min. Redondea z a dos decimales.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 34 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 0,02 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 = 0,02 mmeje: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
9.Intervalos de confianzaMedia
n = 25, s = 13LU = ?x̄ = 99E95%

Una muestra de 25 elementos tiene media 99 y desviación típica s = 13. La población es aproximadamente normal. Calcula el límite superior del intervalo de confianza del 95 % para la media.

n = 25x̄ = 99s = 1395%t(24) = 2,064
límite superior =
10.Intervalos de confianzaDifícil
p = 0,5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0299%

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 99 % para la proporción tenga un margen de error de como máximo 0,02?

p = 0,5E = 0,0299%
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 40 piezas tiene una longitud media de 118 mm, y la desviación típica conocida de la línea es 6 mm. Línea 2: una muestra de 40 piezas tiene una media de 115 mm, con desviación típica conocida de 20 mm. Halla el estadístico de contraste z para H₀: μ₁ = μ₂, tomando la diferencia como x̄₁ − x̄₂ (línea 1 menos línea 2).

n₁ = 40x̄₁ = 118 mmσ₁ = 6 mmn₂ = 40x̄₂ = 115 mmσ₂ = 20 mm
z =
12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianzaDifícil
−1,961,96z = ?

En un ensayo se recuperan 125 de 250 pacientes con el tratamiento A y 49 de 80 pacientes con el tratamiento B. Usando la proporción combinada, halla el estadístico de contraste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 125n₁ = 250x₂ = 49n₂ = 80
z =
13.Regresión lineal y correlaciónMedia
xy3375477529591171xy5104060

La tabla da 5 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 = 5
r² =
14.Regresión lineal y correlaciónDifícil
xy24496138141020xy5105101520ŷ = 6

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 = 6?

n = 5ŷ = 6
x =
15.Pruebas de chi cuadradoMedia
sin defectolevegraveTotalturno de día412930100turno de noche193150100Total606080200

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 = 2002 × 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 compara las frecuencias observadas en 4 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 = 0,05.

α = 0,05
χ²crit =

3Disoluciones

1.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: D · Señales que hacen que los participantes adivinen el objetivo y cambien su conducta

Por qué esta es la respuesta

Si los participantes deducen la hipótesis, pueden actuar para confirmarla o sabotearla, lo que amenaza la validez. El engaño y los procedimientos ciegos lo reducen.

Respuesta

D · Señales que hacen que los participantes adivinen el objetivo y cambien su conducta
2.Métodos de investigación en psicología

Respuesta: A · La validez discriminante

Por qué esta es la respuesta

La validez discriminante (divergente) se demuestra cuando una medida correlaciona débilmente con medidas de constructos distintos. La validez convergente es una correlación alta con medidas del mismo constructo.

Respuesta

A · La validez discriminante
3.Estadística descriptiva

Respuesta: s = 7,705

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 = 287/6 = 47,83

Desviaciones al cuadrado

Σ(x − x̄)² = 4,167² + (−1,833)² + 8,167² + (−7,833)² + (−9,833)² + 7,167² = 296,8

Desviación típica

s = √(296,8/5) = 7,705

Respuesta

s = 7,705
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) = 0,1587
P = 0,1587

Respuesta

P = 0,1587
5.Probabilidad

Respuesta: P = 0,06667

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 = 3/10 · 2/9 = 6/90 = 0,06667

Respuesta

P = 0,06667
6.Probabilidad

Respuesta: P = 0,1493

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) = 0,710 = 0,02825
P(X = 1) = 10·0,3·0,79 = 0,1211

Súmalas

P = 0,02825 + 0,1211 = 0,1493

Respuesta

P = 0,1493
7.Distribución normal

Respuesta: P = 0,2119

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 = (34 − 32)/2,5 = 0,8

Cola superior

P = 1 − Φ(0,8) = 1 − 0,7881 = 0,2119

Respuesta

P = 0,2119
8.Distribución normal

Respuesta: P = 0,8133

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 = 0,02236 mm

Tipificar

z = (0 − 0,02)/0,02236 = −0,89

Probabilidad

P = 1 − Φ(−0,89) = 0,8133

Respuesta

P = 0,8133
9.Intervalos de confianza

Respuesta: límite superior = 104,4

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 = 24, t = 2,064

Margen de error

E = 2,064·13/√25 = 5,366

Intervalo

99 ± 5,366 → [93,63, 104,4]

Respuesta

límite superior = 104,4
10.Intervalos de confianza

Respuesta: n = 4148

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 = 2,576²·0,5·0,5/0,02² = 4147

Redondear hacia arriba

n = 4148

Respuesta

n = 4148
11.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = 0,9087

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 = √(6²/40 + 20²/40) = √10,9 = 3,302

Estadístico de contraste

z = (118 − 115)/3,302 = 0,9087

Respuesta

z = 0,9087

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

12.Contrastes de hipótesis e intervalos de confianza

Respuesta: z = −1,754

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 = 125/250 = 0,5
p̂₂ = 49/80 = 0,6125
p̂ = 174/330 = 0,5273

Error típico bajo H₀

SE = √(0,5273·0,4727·(1/250 + 1/80)) = 0,06413

Estadístico de contraste

z = (0,5 − 0,6125)/0,06413 = −1,754

Respuesta

z = −1,754

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

13.Regresión lineal y correlación

Respuesta: r² = 0,9804

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 = 35/5 = 7
ȳ = 266/5 = 53,2

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 160
Syy = Σ(y − ȳ)² = 652,8

Coeficiente de determinación

r² = 160²/(40·652,8) = 0,9804

Respuesta

r² = 0,9804

Aproximadamente el 98,04 % de la variación de y queda explicada por la recta.

14.Regresión lineal y correlación

Respuesta: x = 2,757

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 = 60/5 = 12

Sumas de cuadrados y de productos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 74

Recta de regresión

b = 74/40 = 1,85
a = 12 − 1,85·6 = 0,9
ŷ = 0,9 + 1,85·x

Despeja x

x = (6 − 0,9)/1,85 = 2,757

Respuesta

x = 2,757
15.Pruebas de chi cuadrado

Respuesta: χ² = 13,13

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: 100·60/200 = 30, 100·60/200 = 30, 100·80/200 = 40
turno de noche: 100·60/200 = 30, 100·60/200 = 30, 100·80/200 = 40

Estadístico de chi cuadrado

χ² = (41 − 30)²/30 + (29 − 30)²/30 + (30 − 40)²/40 + (19 − 30)²/30 + (31 − 30)²/30 + (50 − 40)²/40
χ² = 13,13

Respuesta

χ² = 13,13

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 = 7,815

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 = 4 − 1 = 3

Tabla

χ²crit(df = 3, α = 0,05) = 7,815

Respuesta

χ²crit = 7,815

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

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