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

Per ottenere un campione con le stesse proporzioni di studenti del primo, secondo e terzo anno presenti nella popolazione universitaria, un ricercatore dovrebbe usare:

  1. AIl campionamento a valanga
  2. BIl campionamento opportunistico
  3. CIl campionamento stratificato
  4. DIl campionamento di volontari
2.Metodi di ricerca in psicologiaDifficile

La «crisi della replicazione» in psicologia si riferisce a:

  1. AMolti risultati pubblicati che non si riproducono in nuovi studi
  2. BUna carenza di partecipanti per gli esperimenti
  3. CRiviste obbligate per legge a rifiutare tutti gli studi di replicazione presentati
  4. DLa copia di questionari senza permesso
3.Statistica descrittivaMedia
20253035404550

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 17, 52, 42, 47, 41, 49, 47.

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

Una grandezza ha distribuzione normale con media 170 e deviazione standard 15. Quale proporzione P dei valori è inferiore a 147,5?

μ = 170σ = 15x = 147,5
P =
5.ProbabilitàMedia
P(almeno un sei) = ??1?2?3?4P(sei) = 1/6 a ogni lancio

Si lancia un dado equo 4 volte. Qual è la probabilità P di ottenere almeno un sei?

n = 4
P =
6.ProbabilitàDifficile
n = 6, p = 0,6: P(X = 2) = ?k0123456

Un test ha 6 domande a risposta multipla. Una studentessa che tira a indovinare risponde correttamente a ciascuna con probabilità 0,6, in modo indipendente. Qual è la probabilità P di avere esattamente 2 risposte corrette?

n = 6p = 0,6k = 2
P =
7.Distribuzione normaleMedia
20,335P = ?

Supponi che i tempi di consegna abbiano una distribuzione normale con media 32 min e deviazione standard 6 min. Quale frazione è compresa tra 20,3 e 35 min? Dai P come numero decimale.

μ = 32σ = 6x1 = 20,3x2 = 35
P =
8.Distribuzione normaleDifficile
4 s0X − Y?

Il tempo sul giro X del corridore A e il tempo sul giro Y del corridore B sono indipendenti e normali: X ha media 52 s e deviazione standard 4 s, Y ha media 48 s e deviazione standard 3 s. Trova la probabilità P che X sia maggiore di Y. Arrotonda z a due decimali.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
9.Intervalli di confidenzaMedia
n = 10, s = 3,5L = ?Ux̄ = 11E99%

Un campione di 10 elementi ha media 11 e deviazione standard s = 3,5. La popolazione è approssimativamente normale. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 99 % per la media.

n = 10x̄ = 11s = 3,599%t(9) = 3,25
limite inferiore =
10.Intervalli di confidenzaDifficile
p ≈ 0,6, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,02599%

Uno studio pilota indica che circa 0,6 dei prodotti sono difettosi. Quanti prodotti n si devono ispezionare perché un intervallo di confidenza al 99% per la proporzione abbia un margine di errore di al massimo 0,025?

p ≈ 0,6E = 0,02599%
n =
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −2,13102,131

Un campione di 16 studenti ha un punteggio medio di 507,2 e una deviazione standard campionaria di 12. Trova la statistica test t per H₀: μ = 500.

μ₀ = 500x̄ = 507,2s = 12n = 16
t =
12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
z −2,57602,576

Un campione di 81 misure ha media 497,4. La deviazione standard della popolazione è 10. Trova il limite superiore U dell'intervallo di confidenza al 99 % per la media.

x̄ = 497,4σ = 10n = 8199%
U =
13.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy341449549652756xy4640455055

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = spesa pubblicitaria in k€ e y = vendite in k€. Le loro somme sono date. Trova il coefficiente di correlazione di Pearson r a partire da queste somme.

n = 5Σx = 25Σy = 247Σx² = 135Σy² = 12323Σxy = 1268
r =
14.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy121219316414510xy24101520x = 4,5

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = età dell’auto in anni e y = prezzo in k€. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Si effettua una nuova osservazione (4,5, 10). Trova il suo residuo e = y − ŷ.

n = 5(4,5, 10)
e =
15.Test chi quadratoMedia
autobusbiciclettaautoTotalestudenti423048120personale18303280Totale606080200

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 = 2002 × 3
χ² =
16.Test chi quadratoDifficile
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

Si esegue un test chi quadrato di indipendenza su una tabella di contingenza con 3 righe e 3 colonne (totali esclusi). Usando la tabella, trova il valore critico χ²crit al livello di significatività α = 0,05.

α = 0,05
χ²crit =

3Soluzioni

1.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: C · Il campionamento stratificato

Perché è questa la risposta

Il campionamento stratificato individua dei sottogruppi (strati) ed estrae a caso da ciascuno in proporzione alla sua dimensione nella popolazione, rendendo il campione più rappresentativo.

Risposta

C · Il campionamento stratificato
2.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: A · Molti risultati pubblicati che non si riproducono in nuovi studi

Perché è questa la risposta

Grandi progetti di replicazione hanno trovato molti effetti più piccoli o assenti, in relazione al bias di pubblicazione, ai campioni piccoli e alle analisi flessibili. La preregistrazione è una delle risposte.

Risposta

A · Molti risultati pubblicati che non si riproducono in nuovi studi
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 11,73

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 = 295/7 = 42,14

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−25,14)² + 9,857² + (−0,1429)² + 4,857² + (−1,143)² + 6,857² + 4,857² = 824,9

Deviazione standard

s = √(824,9/6) = 11,73

Risposta

s = 11,73
4.Statistica descrittiva

Risposta: P = 0,06681

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 = −1,5

Tavola della normale standard

Φ(−1,5) = 0,06681
P = 0,06681

Risposta

P = 0,06681
5.Probabilità

Risposta: P = 0,5177

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.

Complementare

P(nessun sei) = (5/6)4 = 0,4823
P = 1 − 0,4823 = 0,5177

Risposta

P = 0,5177
6.Probabilità

Risposta: P = 0,1382

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 = 2) = 15·0,62·0,44 = 15·0,36·0,0256 = 0,1382

Risposta

P = 0,1382
7.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,6659

Distribuzione normale: trasforma un valore x in un punteggio z, z = (x − μ)/σ, che indica a quante deviazioni standard dalla media si trova. Una tavola z (o Φ(z)) dà l’area a sinistra di z, cioè P(X < x). L’area a destra è 1 − Φ(z), e l’area tra due valori è la differenza delle loro due aree.

Punteggi z

z₁ = (20,3 − 32)/6 = −1,95
z₂ = (35 − 32)/6 = 0,5

Area compresa

P = Φ(0,5) − Φ(−1,95) = 0,6915 − 0,02559 = 0,6659

Risposta

P = 0,6659
8.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,7881

Somme e differenze di variabili normali: se X e Y sono indipendenti e normali, anche X + Y e X − Y sono normali. Le medie si sommano o si sottraggono: E(X ± Y) = μX ± μY. Le varianze si sommano sempre, anche per una differenza: Var(X ± Y) = σX² + σY², quindi σ = √(σX² + σY²). Le deviazioni standard non si sommano mai direttamente. Il totale di n elementi indipendenti con la stessa distribuzione ha media n·μ e deviazione standard σ·√n. Poi standardizza come al solito: z = (x − media)/σ e leggi Φ(z).

Distribuzione della differenza

μ = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Standardizza

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Risposta

P = 0,7881
9.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 7,403

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.

Valore critico

df = n − 1 = 9, t = 3,25

Margine di errore

E = 3,25·3,5/√10 = 3,597

Intervallo

11 ± 3,597 → [7,403, 14,6]

Risposta

limite inferiore = 7,403
10.Intervalli di confidenza

Risposta: n = 2549

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.

Ricava n

n = 2,576²·0,6·0,4/0,025² = 2548

Arrotonda per eccesso

n = 2549

Risposta

n = 2549
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 2,4

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 = 12/√16 = 12/4 = 3

Statistica test

t = (507,2 − 500)/3 = 2,4

Risposta

t = 2,4
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| > 2,131, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: U = 500,3

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).

Margine di errore

E = 2,576·10/√81 = 2,862

Limite dell'intervallo

U = 497,4 + 2,862 = 500,3

Risposta

U = 500,3
13.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r = 0,9479

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.

Somme centrate

Sxy = 1268 − 25·247/5 = 33
Sxx = 135 − 25²/5 = 10
Syy = 12323 − 247²/5 = 121,2

Coefficiente di correlazione

r = 33/√(10·121,2) = 0,9479

Risposta

r = 0,9479
14.Regressione lineare e correlazione

Risposta: e = −1,95

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 = 15/5 = 3
ȳ = 80/5 = 16

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −27

Retta di regressione

b = −27/10 = −2,7
a = 16 − (−2,7)·3 = 24,1
ŷ = 24,1 − 2,7·x

Valore previsto

ŷ = 24,1 + (−2,7)·4,5 = 11,95

Residuo

e = 10 − 11,95 = −1,95

Risposta

e = −1,95

Il punto si trova sotto la retta.

15.Test chi quadrato

Risposta: χ² = 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

studenti: 120·60/200 = 36, 120·60/200 = 36, 120·80/200 = 48
personale: 80·60/200 = 24, 80·60/200 = 24, 80·80/200 = 32

Statistica chi quadrato

χ² = (42 − 36)²/36 + (30 − 36)²/36 + (48 − 48)²/48 + (18 − 24)²/24 + (30 − 24)²/24 + (32 − 32)²/32
χ² = 5

Risposta

χ² = 5

gl = 2. Con α = 0,05 il valore critico è 5,991, quindi H₀ (indipendenza) non viene rifiutata.

16.Test chi quadrato

Risposta: χ²crit = 9,488

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 = (3 − 1)·(3 − 1) = 4

Tabella

χ²crit(df = 4, α = 0,05) = 9,488

Risposta

χ²crit = 9,488

Rifiuta H₀ se il χ² calcolato è maggiore di questo valore.

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