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

L'errore standard della media diventa più piccolo quando:

  1. ALa variabile è misurata a livello ordinale
  2. BLa dimensione del campione diminuisce
  3. CLa dimensione del campione aumenta
  4. DLa media aumenta
2.Metodi di ricerca in psicologiaDifficile

Nell'analisi tematica l'analista principalmente:

  1. AIndividua schemi ricorrenti di significato nei dati qualitativi
  2. BCalcola il punteggio medio di ogni tema per confrontarli statisticamente
  3. CVerifica un'ipotesi numerica
  4. DConta solo la frequenza delle parole
3.Statistica descrittivaMedia
2025303540455055

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 28, 35, 59, 36, 18, 33, 32.

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

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 500 e deviazione standard 60. Trova il punteggio z z di un voto pari a 524.

μ = 500σ = 60x = 524
z =
5.ProbabilitàMedia
xp(x)10,120,0530,3540,350,2μ = 3,45

Per la distribuzione mostrata, trova la varianza Var(X) di X.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,1, 0,05, 0,35, 0,3, 0,2
Var(X) =
6.ProbabilitàDifficile
€p(x)−50,8100,15950,05

Giocare a un gioco costa 5 €. Si vincono 15 € con probabilità 0,15 e 100 € con probabilità 0,05; altrimenti non si vince nulla. La posta non viene restituita. Trova il guadagno netto atteso E(G) per partita.

posta = €5€15: p = 0,15€100: p = 0,05
E(G) = €
7.Distribuzione normaleMedia
−3−2−10123zarea ombreggiata tra −z e z = 0,5527

Trascina z in modo che l’area ombreggiata tra −z e z sotto la curva normale standard sia 0,5527. Trova z con due decimali.

A = 0,5527
z =
8.Distribuzione normaleDifficile
380420460500540580620hin alto 20%

I valori di le durate delle batterie sono distribuiti normalmente con media 500 h e deviazione standard 40 h. Trascina la soglia in modo che il 20% più alto ombreggiato stia alla sua destra. Trova la soglia x.

μ = 500 hσ = 40 h20%
x = h
9.Intervalli di confidenzaMedia
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

Si confronta la durata della batteria di due modelli di telefono. Modello 1: 30 telefoni, media 126 h, deviazione standard nota 20 h. Modello 2: 40 telefoni, media 121 h, deviazione standard nota 11 h. Trova il limite superiore dell’intervallo di confidenza al 95% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 30x̄₁ = 126 hσ₁ = 20 hn₂ = 40x̄₂ = 121 hσ₂ = 11 h95%
limite superiore = h
10.Intervalli di confidenzaDifficile
σ = 13, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 290%

La deviazione standard della popolazione è 13. 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 2?

σ = 13E = 290%
n =
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −1,99801,998

Un campione di 64 studenti ha un punteggio medio di 493,5 e una deviazione standard campionaria di 20. Trova la statistica test t per H₀: μ = 500.

μ₀ = 500x̄ = 493,5s = 20n = 64
t =
12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
σ = 5, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 295%

Quanto deve essere grande un campione perché l'intervallo di confidenza al 95 % per una media abbia un margine di errore di al massimo 2? La deviazione standard è 5. Trova la dimensione minima del campione n.

σ = 5E = 295%
n =
13.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy146017722087231112612929137xy15202530100

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = temperatura in °C e y = gelati venduti. Trova il coefficiente di correlazione di Pearson r.

n = 6
r =
14.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy2484576618731087xy5106080x = 9

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = spesa pubblicitaria in k€ e y = vendite in k€. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Si effettua una nuova osservazione (9, 82). Trova il suo residuo e = y − ŷ.

n = 5(9, 82)
e =
15.Test chi quadratoMedia
sìnoTotaleuomini364480donne3664100Totale72108180

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

Un test chi quadrato di bontà dell’adattamento verifica se le frequenze in 7 categorie seguono una distribuzione di Poisson la cui media è stimata dagli stessi dati. Quanti gradi di libertà df ha il test?

k = 7
df =

3Soluzioni

1.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: C · La dimensione del campione aumenta

Perché è questa la risposta

L'errore standard stima quanto le medie campionarie variano intorno alla media della popolazione. Campioni più grandi danno stime più precise.

Risposta

C · La dimensione del campione aumenta
2.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: A · Individua schemi ricorrenti di significato nei dati qualitativi

Perché è questa la risposta

L'analisi tematica comprende familiarizzazione, codifica, generazione, revisione e denominazione dei temi e stesura, concentrandosi sul significato più che sulla statistica.

Risposta

A · Individua schemi ricorrenti di significato nei dati qualitativi
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 12,42

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 = 241/7 = 34,43

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−6,429)² + 0,5714² + 24,57² + 1,571² + (−16,43)² + (−1,429)² + (−2,429)² = 925,7

Deviazione standard

s = √(925,7/6) = 12,42

Risposta

s = 12,42
4.Statistica descrittiva

Risposta: z = 0,4

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 = (524 − 500)/60 = 0,4

Risposta

z = 0,4
5.Probabilità

Risposta: Var(X) = 1,348

Variabili aleatorie discrete: una distribuzione di probabilità elenca ogni valore x che una variabile può assumere con la sua probabilità p(x); le probabilità sono comprese tra 0 e 1 e sommano a 1. Il valore atteso (media) è E(X) = Σx·p(x), la media a lungo termine. La varianza è Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e la deviazione standard è σ = √Var(X). Per una trasformazione lineare Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; aggiungere una costante non cambia la dispersione.

Media

μ = 1·0,1 + 2·0,05 + 3·0,35 + 4·0,3 + 5·0,2 = 3,45

Media dei quadrati

E(X²) = 1·0,1 + 4·0,05 + 9·0,35 + 16·0,3 + 25·0,2 = 13,25

Varianza

Var(X) = 13,25 − 3,45² = 1,348

Risposta

Var(X) = 1,348
6.Probabilità

Risposta: E(G) = 2,25 €

Variabili aleatorie discrete: una distribuzione di probabilità elenca ogni valore x che una variabile può assumere con la sua probabilità p(x); le probabilità sono comprese tra 0 e 1 e sommano a 1. Il valore atteso (media) è E(X) = Σx·p(x), la media a lungo termine. La varianza è Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e la deviazione standard è σ = √Var(X). Per una trasformazione lineare Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; aggiungere una costante non cambia la dispersione.

Esiti netti

G: 10 (p = 0,15), 95 (p = 0,05), −5 (p = 0,8)

Valore atteso

E(G) = 10·0,15 + 95·0,05 − 5·0,8 = 2,25 €

Risposta

E(G) = 2,25 €

Un valore positivo significa che in media guadagni denaro.

7.Distribuzione normale

Risposta: z = 0,76

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 + 0,5527)/2 = 0,7764

Leggi la tabella z al contrario

Trova 0,7764 dentro la tabella e leggi z.

z = 0,76

Risposta

z = 0,76
8.Distribuzione normale

Risposta: x = 534 h

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) = 0,8

z dalla tabella

z ≈ 0,84

Di nuovo nelle unità originali

x = 500 + 0,84·40 = 534 h

Risposta

x = 534 h
9.Intervalli di confidenza

Risposta: limite superiore = 12,93 h

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.

Stima puntuale

x̄₁ − x̄₂ = 126 − 121 = 5

Errore standard

SE = √(20²/30 + 11²/40) = 4,045

Margine di errore

E = 1,96·4,045 = 7,927

Intervallo

5 ± 7,927 → [−2,927, 12,93]

Risposta

limite superiore = 12,93 h

L’intervallo contiene 0, quindi i dati non mostrano una differenza significativa.

10.Intervalli di confidenza

Risposta: n = 115

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 = (1,645·13/2)² = 114,3

Arrotonda per eccesso

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

n = 115

Risposta

n = 115
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = −2,6

Test su una media: la statistica test misura a quanti errori standard la media campionaria si trova dal valore dichiarato in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) se σ è nota, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) se viene stimata dal campione. Un intervallo di confidenza è x̄ ± (valore critico)·(errore standard).

Errore standard

SE = 20/√64 = 20/8 = 2,5

Statistica test

t = (493,5 − 500)/2,5 = −2,6

Risposta

t = −2,6
t0,025; df = 63 = 1,998

|t| > 1,998, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: n = 25

Test su una media: la statistica test misura a quanti errori standard la media campionaria si trova dal valore dichiarato in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) se σ è nota, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) se viene stimata dal campione. Un intervallo di confidenza è x̄ ± (valore critico)·(errore standard).

Ricava n

n = (1,96·5/2)² = 24,01

Arrotonda per eccesso

n = 25

Risposta

n = 25
13.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r = 0,9922

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 = 129/6 = 21,5
ȳ = 596/6 = 99,33

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 870
Syy = Σ(y − ȳ)² = 4881

Coefficiente di correlazione

r = 870/√(157,5·4881) = 0,9922

Risposta

r = 0,9922
14.Regressione lineare e correlazione

Risposta: e = 2,7

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 = 326/5 = 65,2

Somme dei quadrati e dei prodotti

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

Retta di regressione

b = 188/40 = 4,7
a = 65,2 − 4,7·6 = 37
ŷ = 37 + 4,7·x

Valore previsto

ŷ = 37 + 4,7·9 = 79,3

Residuo

e = 82 − 79,3 = 2,7

Risposta

e = 2,7

Il punto si trova sopra la retta.

15.Test chi quadrato

Risposta: χ² = 1,5

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

uomini: 80·72/180 = 32, 80·108/180 = 48
donne: 100·72/180 = 40, 100·108/180 = 60

Statistica chi quadrato

χ² = (36 − 32)²/32 + (44 − 48)²/48 + (36 − 40)²/40 + (64 − 60)²/60
χ² = 1,5

Risposta

χ² = 1,5

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

16.Test chi quadrato

Risposta: df = 5

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 = 7 − 1 − 1 = 5

Risposta

df = 5

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