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 trasversale confronta nello stesso momento persone di 20, 40 e 60 anni sull'uso della tecnologia. Quale problema può confondere il confronto tra età?

  1. AGli effetti d'ordine
  2. BGli effetti di coorte
  3. CGli effetti della pratica
  4. DGli effetti pavimento
2.Metodi di ricerca in psicologiaDifficile

Dopo aver analizzato i dati, un ricercatore scrive l'introduzione come se un risultato inatteso fosse stato previsto fin dall'inizio. Questa pratica si chiama:

  1. AHARKing (formulare ipotesi dopo aver visto i risultati)
  2. BBilanciamento
  3. COperazionalizzazione
  4. DDebriefing
3.Statistica descrittivaMedia
1520253035404550

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 24, 54, 51, 14, 18, 19, 38.

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

Una grandezza ha distribuzione normale con media 50 e deviazione standard 15. Quale proporzione P dei valori è inferiore a 42,5?

μ = 50σ = 15x = 42,5
P =
5.ProbabilitàMedia
xp(x)00,3510,1520,330,2μ = 1,35

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

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,35, 0,15, 0,3, 0,2
Var(X) =
6.ProbabilitàDifficile
€p(x)−50,7450,25450,01

Giocare a un gioco costa 5 €. Si vincono 10 € con probabilità 0,25 e 50 € con probabilità 0,01; altrimenti non si vince nulla. La posta non viene restituita. Trova il guadagno netto atteso E(G) per partita.

posta = €5€10: p = 0,25€50: p = 0,01
E(G) = €
7.Distribuzione normaleMedia
−3−2−10123zarea ombreggiata a destra di z = 0,9115

Trascina z in modo che l’area ombreggiata sotto la curva normale standard, a destra di z, sia 0,9115. Trova z con due decimali.

A = 0,9115
z =
8.Distribuzione normaleDifficile
0,02 mm0D − d?

I diametri D dei fori sono normali con media 25,02 mm e deviazione standard 0,015 mm. I diametri d degli alberi sono indipendenti e normali con media 25 mm e deviazione standard 0,015 mm. Un albero scelto a caso si accoppia quando D − d > 0. Trova la probabilità P che si accoppi. Arrotonda z a due decimali.

foro: μ = 25,02 mm, σ = 0,015 mmalbero: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.Intervalli di confidenzaMedia
n = 16, sd​ = 6,80LUd̄ = 6,9E = ?95%

La pressione arteriosa di 16 pazienti viene misurata prima e dopo un trattamento. Le differenze d = prima − dopo (mmHg) hanno media 6,9 e deviazione standard 6,8. Trova il margine di errore E dell’intervallo di confidenza al 95% per la differenza media.

n = 16d̄ = 6,9sd = 6,895%t(15) = 2,131
E = mmHg
10.Intervalli di confidenzaDifficile
σ = 7, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,595%

La deviazione standard della popolazione è 7. Quanto deve essere grande il campione n perché un intervallo di confidenza al 95 % per la media abbia un margine di errore non superiore a 1,5?

σ = 7E = 1,595%
n =
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −1,99801,998

Un campione di 64 studenti ha un punteggio medio di 73,31 e una deviazione standard campionaria di 15. Trova la statistica test t per H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 73,31s = 15n = 64
t =
12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
σ = 12, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 199%

Quanto deve essere grande un campione perché l'intervallo di confidenza al 99 % per una media abbia un margine di errore di al massimo 1? La deviazione standard è 12. Trova la dimensione minima del campione n.

σ = 12E = 199%
n =
13.Regressione lineare e correlazioneMedia
xy2641362082510321237xy51010203040

La tabella riporta 6 osservazioni appaiate di x = carico in kN e y = allungamento in mm. Le loro somme sono date. Trova il coefficiente di correlazione di Pearson r a partire da queste somme.

n = 6Σx = 42Σy = 133Σx² = 364Σy² = 3623Σxy = 1148
r =
14.Regressione lineare e correlazioneDifficile
xy1553725787939109xy56080100ŷ = 75

La tabella riporta 5 osservazioni appaiate di x = ore di studio e y = voto all’esame. Usa la retta dei minimi quadrati ŷ = a + b·x. Per quale valore x la retta prevede ŷ = 75?

n = 5ŷ = 75
x =
15.Test chi quadratoMedia
bassomedioaltoTotaleurbano1484466rurale39104291Totale531886157

La tabella di contingenza riporta le frequenze osservate. Per un test chi quadrato di indipendenza, trova la frequenza attesa E per la cella “rurale, alto”.

totale di riga = 91totale di colonna = 86N = 157
E =
16.Test chi quadratoDifficile
promossobocciatoTotaleetà 18–3054660età 31–508416100età 51+23840Totale14060200dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

La tabella riporta le frequenze osservate. Verifica con α = 0,05 se le due variabili sono indipendenti (senza correzione di continuità). Calcola la statistica test χ², poi confrontala con il valore critico della tabella.

N = 2003 × 2α = 0,05
χ² =

3Soluzioni

1.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: B · Gli effetti di coorte

Perché è questa la risposta

Gruppi di età diversi sono cresciuti in condizioni storiche diverse, quindi le differenze possono riflettere la generazione (coorte) piuttosto che l'invecchiamento in sé.

Risposta

B · Gli effetti di coorte
2.Metodi di ricerca in psicologia

Risposta: A · HARKing (formulare ipotesi dopo aver visto i risultati)

Perché è questa la risposta

L'HARKing presenta risultati esplorativi come confermativi, facendo sembrare i risultati più solidi di quanto siano. Contribuisce alla crisi della replicabilità.

Risposta

A · HARKing (formulare ipotesi dopo aver visto i risultati)
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 16,48

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 = 218/7 = 31,14

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−7,143)² + 22,86² + 19,86² + (−17,14)² + (−13,14)² + (−12,14)² + 6,857² = 1629

Deviazione standard

s = √(1629/6) = 16,48

Risposta

s = 16,48
4.Statistica descrittiva

Risposta: P = 0,3085

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 = −0,5

Tavola della normale standard

Φ(−0,5) = 0,3085
P = 0,3085

Risposta

P = 0,3085
5.Probabilità

Risposta: Var(X) = 1,327

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 = 0·0,35 + 1·0,15 + 2·0,3 + 3·0,2 = 1,35

Media dei quadrati

E(X²) = 0·0,35 + 1·0,15 + 4·0,3 + 9·0,2 = 3,15

Varianza

Var(X) = 3,15 − 1,35² = 1,327

Risposta

Var(X) = 1,327
6.Probabilità

Risposta: E(G) = −2 €

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: 5 (p = 0,25), 45 (p = 0,01), −5 (p = 0,74)

Valore atteso

E(G) = 5·0,25 + 45·0,01 − 5·0,74 = −2 €

Risposta

E(G) = −2 €

Un valore negativo significa che in media perdi denaro.

7.Distribuzione normale

Risposta: z = −1,35

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 − 0,9115 = 0,0885

Leggi la tabella z al contrario

Trova 0,0885 dentro la tabella e leggi z.

z = −1,35

Risposta

z = −1,35
8.Distribuzione normale

Risposta: P = 0,8264

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 = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02121 mm

Standardizza

z = (0 − 0,02)/0,02121 = −0,94

Probabilità

P = 1 − Φ(−0,94) = 0,8264

Risposta

P = 0,8264
9.Intervalli di confidenza

Risposta: E = 3,623 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 = 15, t = 2,131

Margine di errore

E = 2,131·6,8/√16 = 3,623

Risposta

E = 3,623 mmHg
10.Intervalli di confidenza

Risposta: n = 84

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 = (1,96·7/1,5)² = 83,66

Arrotonda per eccesso

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

n = 84

Risposta

n = 84
11.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = −0,9013

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 = 15/√64 = 15/8 = 1,875

Statistica test

t = (73,31 − 75)/1,875 = −0,9013

Risposta

t = −0,9013
t0,025; df = 63 = 1,998

|t| < 1.998, quindi H₀ non viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

12.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: n = 956

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 = (2,576·12/1)² = 955,6

Arrotonda per eccesso

n = 956

Risposta

n = 956
13.Regressione lineare e correlazione

Risposta: r = 0,9984

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 = 1148 − 42·133/6 = 217
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 3623 − 133²/6 = 674,8

Coefficiente di correlazione

r = 217/√(70·674,8) = 0,9984

Risposta

r = 0,9984
14.Regressione lineare e correlazione

Risposta: x = 4,008

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 = 25/5 = 5
ȳ = 407/5 = 81,4

Somme dei quadrati e dei prodotti

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 258

Retta di regressione

b = 258/40 = 6,45
a = 81,4 − 6,45·5 = 49,15
ŷ = 49,15 + 6,45·x

Risolvi per x

x = (75 − 49,15)/6,45 = 4,008

Risposta

x = 4,008
15.Test chi quadrato

Risposta: E = 49,85

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.

Frequenza attesa

E = 91·86/157 = 49,85

Risposta

E = 49,85
16.Test chi quadrato

Risposta: χ² = 101,2

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

età 18–30: 42, 18
età 31–50: 70, 30
età 51+: 28, 12

Statistica chi quadrato

χ² = (54 − 42)²/42 + (6 − 18)²/18 + (84 − 70)²/70 + (16 − 30)²/30 + (2 − 28)²/28 + (38 − 12)²/12
χ² = 101,2

Decisione

df = 2, χ²crit = 5,991
101,2 > 5,991

Risposta

χ² = 101,2

χ² è sopra il valore critico, quindi H₀ viene rifiutata: le variabili sembrano associate.

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