Metodologia della ricerca e statistica per la psicologia: pacchetto last-minute

Formulari, i passaggi chiave del metodo per ogni argomento e 16 esercizi, con le soluzioni complete in fondo.

Nuovi eserciziTorna al corso

Nella finestra di stampa scegli “Salva come PDF” per conservarne una copia sul tuo dispositivo.

1Formule e metodi

Statistica descrittiva

Media
x̄ = Σx/n
Deviazione standard campionaria
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valore centrale dei dati ordinati
Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Distribuzione normale
68% entro ±1σ, 95% entro ±2σ

Probabilità

Complementare
P(not A) = 1 − P(A)
Regola della somma
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventi indipendenti
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilità condizionata
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomiale
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribuzione normale

Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Sotto x
P(X < x) = Φ(z)
Sopra x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tra due valori
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentile
x = μ + z·σ

Metodo

  1. Converti il valore in un punteggio z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cerca Φ(z), l’area a sinistra di z.
  3. Per l’area a destra usa 1 − Φ(z); per un intervallo sottrai le due aree a sinistra.
  4. Per un percentile procedi a ritroso: trova z per l’area, poi x = μ + z·σ.

Intervalli di confidenza

σ nota
x̄ ± z·σ/√n
σ incognita
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z critico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Numerosità campionaria
n = (z·σ/E)², rounded up

Metodo

  1. Scegli tra z (σ della popolazione nota) e t (solo la s del campione, con n − 1 gradi di libertà).
  2. Trova il valore critico per il livello di confidenza.
  3. Margine di errore: E = valore critico × deviazione standard/√n.
  4. Intervallo: x̄ ± E.

Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Test z per una media
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Test t per una media
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilaterale al 5%
rifiuta H0 se |z| > 1,96
Intervallo di confidenza
x̄ ± z·σ/√n

Metodo

  1. Formula H₀ e H₁ e stabilisci se il test è unilaterale o bilaterale.
  2. Calcola la statistica test: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), oppure con s e t.
  3. Confrontala con il valore critico, oppure trova il p-value.
  4. Rifiuta H₀ se la statistica supera il valore critico (p inferiore ad α) ed esprimi la conclusione a parole.

Regressione lineare e correlazione

Somme dei quadrati
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Pendenza
b = Sxy/Sxx
Intercetta
a = ȳ − b·x̄
Correlazione
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residuo
e = y − ŷ

Test chi quadrato

Statistica test
χ² = Σ(O − E)²/E
Bontà dell’adattamento
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Indipendenza
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Valori critici (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Decisione
rifiuta H0 se χ² > χ²crit

2Esercizi

1.Metodi di ricerca in psicologiaMedia

Uno studio è preregistrato. Ciò significa che:

  1. AIpotesi, metodi e piano di analisi sono registrati pubblicamente prima della raccolta dei dati
  2. BLo studio è già stato pubblicato
  3. CI risultati sono stati controllati e approvati da un secondo statistico indipendente prima della pubblicazione
  4. DI partecipanti registrano il loro consenso online
2.Metodi di ricerca in psicologiaDifficile

Un partecipante assume un farmaco o una pillola di zucchero ma non sa quale, mentre il ricercatore lo sa. Di quale disegno si tratta e quale distorsione resta possibile?

  1. ACieco singolo; le caratteristiche della richiesta sono impossibili
  2. BDoppio cieco; nessuna distorsione è possibile
  3. CCieco singolo; la distorsione dello sperimentatore è ancora possibile
  4. DStudio in aperto; gli effetti placebo sono completamente controllati
3.Statistica descrittivaMedia
152025303540455055

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 55, 40, 27, 13, 16, 42, 19.

n = 7
s =
4.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 500 e deviazione standard 25. Trova il punteggio z z di un voto pari a 537,5.

μ = 500σ = 25x = 537,5
z =
5.ProbabilitàMedia
n = 8k = 3N = ?

In quanti modi N si può scegliere un comitato di 3 persone da un gruppo di 8? L'ordine non conta.

n = 8k = 3
N =
6.ProbabilitàDifficile
n = 7, p = 0,25: P(X = 1) = ?k01234567

Un test ha 7 domande a risposta multipla. Una studentessa che tira a indovinare risponde correttamente a ciascuna con probabilità 0,25, in modo indipendente. Qual è la probabilità P di avere esattamente 1 risposte corrette?

n = 7p = 0,25k = 1
P =
7.Distribuzione normaleMedia
−3−2−10123zarea ombreggiata a destra di z = 0,1469

Trascina z in modo che l’area ombreggiata sotto la curva normale standard, a destra di z, sia 0,1469. Trova z con due decimali.

A = 0,1469
z =
8.Distribuzione normaleDifficile
35455565758595puntiin alto 25%

I valori di i voti di un esame sono distribuiti normalmente con media 65 punti e deviazione standard 10 punti. Trascina la soglia in modo che il 25% più alto ombreggiato stia alla sua destra. Trova la soglia x.

μ = 65 puntiσ = 10 punti25%
x = punti
9.Intervalli di confidenzaMedia
n = 13, sd​ = 7,80L = ?Ud̄ = 9,2E95%

La pressione arteriosa di 13 pazienti viene misurata prima e dopo un trattamento. Le differenze d = prima − dopo (mmHg) hanno media 9,2 e deviazione standard 7,8. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 95% per la differenza media.

n = 13d̄ = 9,2sd = 7,895%t(12) = 2,179
limite inferiore = mmHg
10.Intervalli di confidenzaDifficile
σ = 40, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 590%

La deviazione standard della popolazione è 40. Quanto deve essere grande il campione n perché un intervallo di confidenza al 90 % per la media abbia un margine di errore non superiore a 5?

σ = 40E = 590%
n =
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
−22p = ?

Si afferma che la media di una popolazione sia 100; la deviazione standard della popolazione è nota e vale 36. Un campione casuale di 144 osservazioni ha media 106. Verifica H₀: μ = 100 contro H₁: μ ≠ 100. Trova il p-value p.

μ₀ = 100σ = 36n = 144x̄ = 106H₁: μ ≠ μ₀
p =
12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
−1,961,96z = ?

In una sperimentazione, 105 pazienti su 300 con il trattamento A guariscono, e 52 su 120 con il trattamento B. Usando la proporzione combinata, trova la statistica test z per H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 105n₁ = 300x₂ = 52n₂ = 120
z =
13.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy246462666884109412102xy5106080100

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = ore di studio e y = voto all’esame. Trova il coefficiente di determinazione r² della retta dei minimi quadrati.

n = 6
r² =
14.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy274186248301037xy51010203040x = 7

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = carico in kN e y = allungamento in mm. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Prevedi ŷ per x = 7.

n = 5x = 7
ŷ =
15.Test chi quadratoMedia
miglioratinon miglioratiTotalenuovo farmaco362460placebo8139120Totale11763180

La tabella di contingenza riporta le frequenze osservate. Calcola la statistica chi quadrato χ² per il test di indipendenza tra la variabile di riga e quella di colonna. Non usare la correzione di continuità.

N = 1802 × 2
χ² =
16.Test chi quadratoDifficile

Si esegue un test chi quadrato di indipendenza su una tabella di contingenza con 4 righe e 4 colonne (totali esclusi). Quanti gradi di libertà df ha il test?

4 × 4
df =

3Soluzioni

1.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: A · Ipotesi, metodi e piano di analisi sono registrati pubblicamente prima della raccolta dei dati

Perché è questa la risposta

La preregistrazione separa le analisi confermative da quelle esplorative e riduce pratiche come il p-hacking e l'HARKing.

Risposta

A · Ipotesi, metodi e piano di analisi sono registrati pubblicamente prima della raccolta dei dati
2.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: C · Cieco singolo; la distorsione dello sperimentatore è ancora possibile

Perché è questa la risposta

In un disegno in cieco singolo i partecipanti non conoscono la propria condizione, il che controlla le aspettative legate al placebo. La conoscenza del ricercatore può ancora influenzare i risultati, per cui si preferiscono i disegni in doppio cieco.

Risposta

C · Cieco singolo; la distorsione dello sperimentatore è ancora possibile
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 15,72

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Media

x̄ = 212/7 = 30,29

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = 24,71² + 9,714² + (−3,286)² + (−17,29)² + (−14,29)² + 11,71² + (−11,29)² = 1483

Deviazione standard

s = √(1483/6) = 15,72

Risposta

s = 15,72
4.Statistica descrittiva

Risposta: z = 1,5

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Standardizza

z = (537,5 − 500)/25 = 1,5

Risposta

z = 1,5
5.Probabilità

Risposta: N = 56

Probabilità: con esiti equiprobabili, P(A) = casi favorevoli/casi possibili. Per eventi indipendenti si moltiplica: P(A e B) = P(A)·P(B). Il complementare aiuta spesso: P(almeno uno) = 1 − P(nessuno). Binomiale: in n prove indipendenti con probabilità di successo p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Combinazioni

C(8, 3) = (8·7·6)/(3·2·1) = 56

Risposta

N = 56
6.Probabilità

Risposta: P = 0,3115

Probabilità: con esiti equiprobabili, P(A) = casi favorevoli/casi possibili. Per eventi indipendenti si moltiplica: P(A e B) = P(A)·P(B). Il complementare aiuta spesso: P(almeno uno) = 1 − P(nessuno). Binomiale: in n prove indipendenti con probabilità di successo p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Formula binomiale

P(X = 1) = 7·0,251·0,756 = 7·0,25·0,178 = 0,3115

Risposta

P = 0,3115
7.Distribuzione normale

Risposta: z = 1,05

Da un’area a z: Φ(z) è l’area a sinistra di z. Per un’area di coda sinistra A, trova z con Φ(z) = A nella tabella. Un’area di coda destra A significa Φ(z) = 1 − A. Un’area centrale A tra −z e z lascia (1 − A)/2 in ciascuna coda, quindi Φ(z) = (1 + A)/2. Per un valore x, usa x = μ + zσ.

Area a sinistra di z

Φ(z) = 1 − 0,1469 = 0,8531

Leggi la tabella z al contrario

Trova 0,8531 dentro la tabella e leggi z.

z = 1,05

Risposta

z = 1,05
8.Distribuzione normale

Risposta: x = 71,7 punti

Da un’area a z: Φ(z) è l’area a sinistra di z. Per un’area di coda sinistra A, trova z con Φ(z) = A nella tabella. Un’area di coda destra A significa Φ(z) = 1 − A. Un’area centrale A tra −z e z lascia (1 − A)/2 in ciascuna coda, quindi Φ(z) = (1 + A)/2. Per un valore x, usa x = μ + zσ.

Area a sinistra

Φ(z) = 0,75

z dalla tabella

z ≈ 0,67

Di nuovo nelle unità originali

x = 65 + 0,67·10 = 71,7 punti

Risposta

x = 71,7 punti
9.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 4,486 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.

Valore critico

df = 12, t = 2,179

Margine di errore

E = 2,179·7,8/√13 = 4,714

Intervallo

9,2 ± 4,714 → [4,486, 13,91]

Risposta

limite inferiore = 4,486 mmHg
10.Intervalli di confidenza

Risposta: n = 174

Intervallo di confidenza per una media: x̄ ± margine di errore. Con σ della popolazione nota il margine è z·σ/√n; se hai solo la deviazione standard campionaria s, usa t con n − 1 gradi di libertà: t·s/√n. Valori critici: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Per ottenere un margine pari a E o inferiore serve n ≥ (z·σ/E)², arrotondato per eccesso.

Ricava n

n = (1,645·40/5)² = 173,2

Arrotonda per eccesso

La numerosità campionaria è un numero intero, e arrotondare per difetto renderebbe il margine troppo grande.

n = 174

Risposta

n = 174
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: p = 0,0455

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.

Statistica test

SE = σ/√n = 36/√144 = 3
z = (106 − 100)/3 = 2

Area della coda

Φ(2) = 0,9772
1 − Φ(2) = 0,0228

p-value

p = 2·0,0228 = 0,0455

Risposta

p = 0,0455

p ≤ 0,05, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5%.

12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: z = −1,595

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.

Proporzioni campionarie

p̂₁ = 105/300 = 0,35
p̂₂ = 52/120 = 0,4333
p̂ = 157/420 = 0,3738

Errore standard sotto H₀

SE = √(0,3738·0,6262·(1/300 + 1/120)) = 0,05226

Statistica test

z = (0,35 − 0,4333)/0,05226 = −1,595

Risposta

z = −1,595

|z| < 1.96, quindi H₀ non viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

13.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r² = 0,9816

Regressione ai minimi quadrati: con x̄ e ȳ le medie, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la retta ŷ = a + b·x ha pendenza b = Sxy/Sxx e intercetta a = ȳ − b·x̄, quindi passa sempre per (x̄, ȳ). Il coefficiente di correlazione di Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) è compreso tra −1 e 1; r² è la frazione della variabilità di y spiegata dalla retta.

Medie

x̄ = 42/6 = 7
ȳ = 454/6 = 75,67

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 394
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2259

Coefficiente di determinazione

r² = 394²/(70·2259) = 0,9816

Risposta

r² = 0,9816

Circa il 98,16% della variabilità di y è spiegato dalla retta.

14.Regressione lineare e correlazione

Risposta: ŷ = 26,8

Regressione ai minimi quadrati: con x̄ e ȳ le medie, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), la retta ŷ = a + b·x ha pendenza b = Sxy/Sxx e intercetta a = ȳ − b·x̄, quindi passa sempre per (x̄, ȳ). Il coefficiente di correlazione di Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) è compreso tra −1 e 1; r² è la frazione della variabilità di y spiegata dalla retta.

Medie

x̄ = 30/5 = 6
ȳ = 116/5 = 23,2

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 144

Retta di regressione

b = 144/40 = 3,6
a = 23,2 − 3,6·6 = 1,6
ŷ = 1,6 + 3,6·x

Previsione

ŷ = 1,6 + 3,6·7 = 26,8

Risposta

ŷ = 26,8
15.Test chi quadrato

Risposta: χ² = 0,989

Test chi quadrato: confronta le frequenze osservate O con le frequenze E attese sotto H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Bontà dell’adattamento: E = n·p per ogni categoria, gl = k − 1 (meno uno in più per ogni parametro stimato dai dati). Indipendenza in una tabella r × c: E = totale di riga × totale di colonna / totale generale, gl = (r − 1)(c − 1). Rifiuta H₀ quando χ² supera il valore critico per l’α scelto.

Frequenze attese

nuovo farmaco: 60·117/180 = 39, 60·63/180 = 21
placebo: 120·117/180 = 78, 120·63/180 = 42

Statistica chi quadrato

χ² = (36 − 39)²/39 + (24 − 21)²/21 + (81 − 78)²/78 + (39 − 42)²/42
χ² = 0,989

Risposta

χ² = 0,989

gl = 1. Con α = 0,05 il valore critico è 3,841, quindi H₀ (indipendenza) non viene rifiutata.

16.Test chi quadrato

Risposta: df = 9

Test chi quadrato: confronta le frequenze osservate O con le frequenze E attese sotto H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Bontà dell’adattamento: E = n·p per ogni categoria, gl = k − 1 (meno uno in più per ogni parametro stimato dai dati). Indipendenza in una tabella r × c: E = totale di riga × totale di colonna / totale generale, gl = (r − 1)(c − 1). Rifiuta H₀ quando χ² supera il valore critico per l’α scelto.

Gradi di libertà

df = (4 − 1)·(4 − 1) = 9

Risposta

df = 9

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