Psichologijos tyrimų metodai ir statistika: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 16 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniaiAtgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Aprašomoji statistika

Vidurkis
x̄ = Σx/n
Imties standartinis nuokrypis
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
vidurinė surikiuotų duomenų reikšmė
z įvertis
z = (x − μ)/σ
Normalusis skirstinys
68% intervale ±1σ, 95% intervale ±2σ

Tikimybė

Priešingas įvykis
P(not A) = 1 − P(A)
Sudėties taisyklė
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Nepriklausomi įvykiai
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Sąlyginė tikimybė
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binominis skirstinys
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Normalusis skirstinys

z įvertis
z = (x − μ)/σ
Mažiau nei x
P(X < x) = Φ(z)
Daugiau nei x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tarp
Φ(z2) − Φ(z1)
Procentilis
x = μ + z·σ

Metodas

  1. Reikšmę paverskite z įverčiu: z = (x − μ)/σ.
  2. Lentelėje raskite Φ(z) – plotą į kairę nuo z.
  3. Plotui į dešinę naudokite 1 − Φ(z); intervalui atimkite du plotus į kairę.
  4. Procentiliui spręskite atvirkščiai: raskite plotą atitinkantį z, tada x = μ + z·σ.

Pasikliautinieji intervalai

σ žinomas
x̄ ± z·σ/√n
σ nežinomas
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Kritinė z reikšmė
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Imties dydis
n = (z·σ/E)², rounded up

Metodas

  1. Pasirinkite tarp z (žinomas populiacijos σ) ir t (žinomas tik imties s, n − 1 laisvės laipsnių).
  2. Raskite pasikliovimo lygmenį atitinkančią kritinę reikšmę.
  3. Paklaidos riba: E = kritinė reikšmė × standartinis nuokrypis/√n.
  4. Intervalas: x̄ ± E.

Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

z testas vidurkiui
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
t testas vidurkiui
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Dvipusis, 5% reikšmingumo lygmuo
atmeskite H0, jei |z| > 1,96
Pasikliautinasis intervalas
x̄ ± z·σ/√n

Metodas

  1. Suformuluokite H₀ ir H₁ ir nuspręskite, ar testas vienpusis, ar dvipusis.
  2. Apskaičiuokite testo statistiką: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) arba su s ir t.
  3. Palyginkite su kritine reikšme arba raskite p reikšmę.
  4. H₀ atmeskite, jei statistika viršija kritinę reikšmę (p mažesnė už α), ir išvadą suformuluokite žodžiais.

Tiesinė regresija ir koreliacija

Kvadratų sumos
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Krypties koeficientas
b = Sxy/Sxx
Laisvasis narys
a = ȳ − b·x̄
Koreliacija
r = Sxy/√(SxxSyy)
Liekana
e = y − ŷ

Chi kvadrato testai

Testo statistika
χ² = Σ(O − E)²/E
Suderinamumo kriterijus
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Nepriklausomumas
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Kritinės reikšmės (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Sprendimas
atmeskite H0, jei χ² > χ²crit

2Uždaviniai

1.Psichologijos tyrimų metodaiVidutinis

Pakartotinių matavimų plane eilės efektus galima kontroliuoti:

  1. ATik didesne imtimi
  2. BAtsitiktine atranka
  3. CVienpusiškai aklu tyrimu
  4. DAtsveriant eilės tvarką (counterbalancing)
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Poveikio dydžio matai, pvz., Koheno d, pateikiami todėl, kad jie:

  1. APanaikina bet kokios hipotezės poreikį
  2. BParodo, koks didelis yra poveikis, nepriklausomai nuo imties dydžio
  3. CNurodo, kiek dalyvių pasitraukė
  4. DParodo, ar rezultatas statistiškai reikšmingas pasirinktu alfa lygmeniu
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
101520253035404550

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 42, 24, 18, 34, 51, 10.

n = 6
s =
4.Aprašomoji statistikaSunkus
z −2−1012

Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 60, standartinis nuokrypis 20. Raskite rezultato 36 z įvertį z.

μ = 60σ = 20x = 36
z =
5.TikimybėVidutinis
P(bent vienas šešetas) = ??1?2?3?4?5P(šešetas) = 1/6 kiekvienu metimu

Simetriškas kauliukas metamas 5 kartus. Kokia tikimybė P gauti bent vieną šešetą?

n = 5
P =
6.TikimybėSunkus
n = 7, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k01234567

Tikrinami 7 komponentai, kiekvienas sugenda nepriklausomai su tikimybe 0,2. Kokia tikimybė P, kad suges daugiausia vienas?

n = 7p = 0,2
P =
7.Normalusis skirstinysVidutinis
108 kg111,6 kgT = X₁ + … + X₉?

dėžės masės yra nepriklausomos ir normaliosios, jų vidurkis 12 kg, standartinis nuokrypis 0,8 kg. Raskite tikimybę P, kad 9 iš jų bendra masė viršija 111,6 kg. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 9> 111,6 kg
P =
8.Normalusis skirstinysSunkus
0,02 mm0D − d?

Skylių skersmenys D yra normalieji, jų vidurkis 25,02 mm ir standartinis nuokrypis 0,01 mm. Velenų skersmenys d yra nepriklausomi normalieji, jų vidurkis 25 mm ir standartinis nuokrypis 0,015 mm. Atsitiktinai pasirinktas velenas tinka, kai D − d > 0. Raskite tikimybę P, kad jis tinka. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

skylė: μ = 25,02 mm, σ = 0,01 mmvelenas: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 20, sd​ = 5,60L = ?Ud̄ = 7,9E99%

20 pacientų kraujospūdis išmatuojamas prieš gydymą ir po jo. Skirtumų d = prieš − po (mmHg) vidurkis 7,9, o standartinis nuokrypis 5,6. Raskite vidutinio skirtumo 99 % pasikliautinojo intervalo apatinį rėžį.

n = 20d̄ = 7,9sd = 5,699%t(19) = 2,861
apatinis rėžis = mmHg
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
n = 30Lσ = ?s = 2,695%

30 apdirbtų velenų skersmenų imties standartinis nuokrypis 2,6 µm. Laikydami, kad skersmenys pasiskirstę normaliai, raskite populiacijos standartinio nuokrypio 95 % pasikliautinojo intervalo rėžį (viršutinis rėžis) σ. Kai df = 29, 2,5 % χ² skirstinio yra žemiau 16,047, o 2,5 % – aukščiau 45,722.

n = 30s = 2,6 µmχ² = 16,047, 45,722
σ = µm
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
−2,0642,064t = ?df = 24

Lyginami du mokymo metodai. 1 grupė: 12 studentų, vidutinis rezultatas 33,5, standartinis nuokrypis 6,5. 2 grupė: 14 studentų, vidutinis rezultatas 27,9, standartinis nuokrypis 4,5. Laikykite, kad populiacijų dispersijos lygios, ir taikykite jungtinės dispersijos dviejų imčių t testą. Raskite testo statistiką t hipotezei H₀: μ₁ = μ₂, skirtumą imdami kaip x̄₁ − x̄₂ (1 grupė atėmus 2 grupę).

n₁ = 12x̄₁ = 33,5s₁ = 6,5n₂ = 14x̄₂ = 27,9s₂ = 4,5
t =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
σ = 8, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,590%

Kokia didelė turi būti imtis, kad vidurkio 90 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 1,5? Standartinis nuokrypis – 8. Raskite mažiausią imties dydį n.

σ = 8E = 1,590%
n =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy24486981210181221xy5101020

Lentelėje pateikta 6 porinių stebėjimų: x = apkrova kN ir y = pailgėjimas mm. Pateiktos jų sumos. Pagal šias sumas raskite Pirsono koreliacijos koeficientą r.

n = 6Σx = 42Σy = 72Σx² = 364Σy² = 1070Σxy = 622
r =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy129225323423522xy2425ŷ = 23

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = automobilio amžius metais ir y = kaina k€. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Kuriai reikšmei x tiesė prognozuoja ŷ = 23?

n = 5ŷ = 23
x =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
žemasvidutinisaukštasIš visomiesto423239113kaimo14284183Iš viso566080196

Kryžminėje lentelėje pateikti stebėti dažniai. Chi kvadrato nepriklausomumo testui raskite langelio „miesto, vidutinis“ tikėtiną dažnį E.

eilutės suma = 113stulpelio suma = 60N = 196
E =
16.Chi kvadrato testaiSunkus

Chi kvadrato suderinamumo testas tikrina, ar dažniai 9 kategorijose atitinka Puasono skirstinį, kurio vidurkis įvertintas iš tų pačių duomenų. Kiek laisvės laipsnių df turi testas?

k = 9
df =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · Atsveriant eilės tvarką (counterbalancing)

Kodėl tai yra atsakymas

Eilės atsvėrimas tolygiai paskirsto praktikos ir nuovargio efektus tarp sąlygų.

Atsakymas

D · Atsveriant eilės tvarką (counterbalancing)
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: B · Parodo, koks didelis yra poveikis, nepriklausomai nuo imties dydžio

Kodėl tai yra atsakymas

Didelėse imtyse net menki poveikiai gali būti reikšmingi. Poveikio dydis išreiškia skirtumo mastą, pvz., d = 0,2 mažas, 0,5 vidutinis, 0,8 didelis.

Atsakymas

B · Parodo, koks didelis yra poveikis, nepriklausomai nuo imties dydžio
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 15,37

Aprašomoji statistika: vidurkis – suma, padalyta iš n; mediana – surikiuotų duomenų vidurinė reikšmė (kai n lyginis – dviejų vidurinių vidurkis). Imties standartinis nuokrypis s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z įvertis z = (x − μ)/σ parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio.

Vidurkis

x̄ = 179/6 = 29,83

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = 12,17² + (−5,833)² + (−11,83)² + 4,167² + 21,17² + (−19,83)² = 1181

Standartinis nuokrypis

s = √(1181/5) = 15,37

Atsakymas

s = 15,37
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: z = −1,2

Aprašomoji statistika: vidurkis – suma, padalyta iš n; mediana – surikiuotų duomenų vidurinė reikšmė (kai n lyginis – dviejų vidurinių vidurkis). Imties standartinis nuokrypis s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z įvertis z = (x − μ)/σ parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio.

Standartizuokite

z = (36 − 60)/20 = −1,2

Atsakymas

z = −1,2
5.Tikimybė

Atsakymas: P = 0,5981

Tikimybės: kai baigtys vienodai tikėtinos, P(A) = palankios/visos. Nepriklausomų įvykių tikimybės dauginamos: P(A ir B) = P(A)·P(B). Dažnai padeda priešingas įvykis: P(bent vienas) = 1 − P(nė vieno). Binominis skirstinys: n nepriklausomų bandymų su sėkmės tikimybe p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Priešingas įvykis

P(nėra šešeto) = (5/6)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981

Atsakymas

P = 0,5981
6.Tikimybė

Atsakymas: P = 0,5767

Tikimybės: kai baigtys vienodai tikėtinos, P(A) = palankios/visos. Nepriklausomų įvykių tikimybės dauginamos: P(A ir B) = P(A)·P(B). Dažnai padeda priešingas įvykis: P(bent vienas) = 1 − P(nė vieno). Binominis skirstinys: n nepriklausomų bandymų su sėkmės tikimybe p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Nulis ir vienas gedimas

P(X = 0) = 0,87 = 0,2097
P(X = 1) = 7·0,2·0,86 = 0,367

Sudėkite

P = 0,2097 + 0,367 = 0,5767

Atsakymas

P = 0,5767
7.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,06681

Normaliųjų dydžių sumos ir skirtumai: jei X ir Y yra nepriklausomi ir normalieji, tai X + Y ir X − Y taip pat normalieji. Vidurkiai sudedami arba atimami: E(X ± Y) = μX ± μY. Dispersijos visada sudedamos, net ir skirtumui: Var(X ± Y) = σX² + σY², todėl σ = √(σX² + σY²). Standartiniai nuokrypiai tiesiogiai niekada nesudedami. n nepriklausomų vienodai pasiskirsčiusių elementų sumos vidurkis yra n·μ, o standartinis nuokrypis σ·√n. Tada standartizuokite kaip įprasta: z = (x − vidurkis)/σ ir raskite Φ(z).

Sumos skirstinys

μT = 108 kg, σT = 0,8·√9 = 2,4 kg

Standartizuokite

z = (111,6 − 108)/2,4 = 1,5

Tikimybė

P = 1 − Φ(1,5) = 0,06681

Atsakymas

P = 0,06681
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,8665

Normaliųjų dydžių sumos ir skirtumai: jei X ir Y yra nepriklausomi ir normalieji, tai X + Y ir X − Y taip pat normalieji. Vidurkiai sudedami arba atimami: E(X ± Y) = μX ± μY. Dispersijos visada sudedamos, net ir skirtumui: Var(X ± Y) = σX² + σY², todėl σ = √(σX² + σY²). Standartiniai nuokrypiai tiesiogiai niekada nesudedami. n nepriklausomų vienodai pasiskirsčiusių elementų sumos vidurkis yra n·μ, o standartinis nuokrypis σ·√n. Tada standartizuokite kaip įprasta: z = (x − vidurkis)/σ ir raskite Φ(z).

Skirtumo skirstinys

μ = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,01803 mm

Standartizuokite

z = (0 − 0,02)/0,01803 = −1,11

Tikimybė

P = 1 − Φ(−1,11) = 0,8665

Atsakymas

P = 0,8665
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: apatinis rėžis = 4,317 mmHg

Skirtumo intervalas: įvertis ± kritinė reikšmė × standartinė paklaida. Dviem nepriklausomiems vidurkiams su žinomais σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) ir z. Kai dispersijos lygios ir nežinomos: jungtinis s_p ir t su n₁ + n₂ − 2 laisvės laipsniais. Poriniams duomenims dirbkite su skirtumais: d̄ ± t·s_d/√n.

Kritinė reikšmė

df = 19, t = 2,861

Paklaidos riba

E = 2,861·5,6/√20 = 3,583

Intervalas

7,9 ± 3,583 → [4,317, 11,48]

Atsakymas

apatinis rėžis = 4,317 mmHg
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: σ = 3,495 µm

Dispersijos intervalas: (n − 1)s²/σ² turi χ² skirstinį su n − 1 laisvės laipsniu. σ² 95 % intervalas tęsiasi nuo (n − 1)s², padalyto iš viršutinės χ² reikšmės (virš jos 2,5 %), iki (n − 1)s², padalyto iš apatinės χ² reikšmės (žemiau jos 2,5 %); σ intervalas gaunamas ištraukus šaknį iš abiejų rėžių. Jis nesimetriškas s atžvilgiu.

Kvadratų suma

(n − 1)s² = 29·2,6² = 196

σ² rėžiai

196/45,722 = 4,288
196/16,047 = 12,22

σ rėžis

σ = √12,22 = 3,495 µm

Atsakymas

σ = 3,495 µm

σ 95 % intervalas: [2,071, 3,495] µm.

11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: t = 2,585

Hipotezių tikrinimas: testo statistika = (įvertis − reikšmė pagal H₀)/(standartinė paklaida pagal H₀). p reikšmė – tai tikimybė, darant prielaidą, kad H₀ teisinga, gauti statistiką, bent tokią pat kraštutinę kaip stebėtoji: vienos uodegos plotas vienpusei H₁, dvigubas uodegos plotas dvipusei H₁. H₀ atmetama, kai p ≤ α.

Jungtinė dispersija

sp² = (11·6,5² + 13·4,5²)/24 = 30,33
sp = 5,508

Standartinė paklaida

SE = 5,508·√(1/12 + 1/14) = 2,167

Testo statistika

t = (33,5 − 27,9)/2,167 = 2,585

Atsakymas

t = 2,585

Kai df = 24, dvipusio 5 % testo kritinė reikšmė yra 2,064; |t| didesnis, todėl H₀ atmetama.

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 77

Vidurkio tikrinimas: testo statistika parodo, per kiek standartinių paklaidų imties vidurkis nutolęs nuo H₀ teigiamos reikšmės: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), kai σ žinomas, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n), kai jis vertinamas iš imties. Pasikliautinasis intervalas yra x̄ ± (kritinė reikšmė)·(standartinė paklaida).

Išreikškite n

n = (1,645·8/1,5)² = 76,97

Apvalinkite aukštyn

n = 77

Atsakymas

n = 77
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r = 0,9827

Mažiausiųjų kvadratų regresija: kai x̄ ir ȳ – vidurkiai, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² ir Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), tiesės ŷ = a + b·x krypties koeficientas b = Sxy/Sxx, o laisvasis narys a = ȳ − b·x̄, todėl ji visada eina per tašką (x̄, ȳ). Pirsono koreliacijos koeficientas r = Sxy/√(Sxx·Syy) yra tarp −1 ir 1; r² – tiese paaiškinama y kitimo dalis.

Centruotos sumos

Sxy = 622 − 42·72/6 = 118
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 1070 − 72²/6 = 206

Koreliacijos koeficientas

r = 118/√(70·206) = 0,9827

Atsakymas

r = 0,9827
14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: x = 3,875

Mažiausiųjų kvadratų regresija: kai x̄ ir ȳ – vidurkiai, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² ir Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), tiesės ŷ = a + b·x krypties koeficientas b = Sxy/Sxx, o laisvasis narys a = ȳ − b·x̄, todėl ji visada eina per tašką (x̄, ȳ). Pirsono koreliacijos koeficientas r = Sxy/√(Sxx·Syy) yra tarp −1 ir 1; r² – tiese paaiškinama y kitimo dalis.

Vidurkiai

x̄ = 15/5 = 3
ȳ = 122/5 = 24,4

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −16

Regresijos tiesė

b = −16/10 = −1,6
a = 24,4 − (−1,6)·3 = 29,2
ŷ = 29,2 − 1,6·x

Išspręskite x atžvilgiu

x = (23 − 29,2)/(−1,6) = 3,875

Atsakymas

x = 3,875
15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: E = 34,59

Chi kvadrato testai: stebėtus dažnius O palyginkite su pagal H₀ tikėtinais dažniais E naudodami χ² = Σ(O − E)²/E. Suderinamumo kriterijus: kiekvienai kategorijai E = n·p, df = k − 1 (ir dar minus vienas už kiekvieną iš duomenų įvertintą parametrą). Nepriklausomumas r × c lentelėje: E = eilutės suma × stulpelio suma / bendra suma, df = (r − 1)(c − 1). H₀ atmeskite, kai χ² viršija pasirinktą α atitinkančią kritinę reikšmę.

Tikėtinas dažnis

E = 113·60/196 = 34,59

Atsakymas

E = 34,59
16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: df = 7

Chi kvadrato testai: stebėtus dažnius O palyginkite su pagal H₀ tikėtinais dažniais E naudodami χ² = Σ(O − E)²/E. Suderinamumo kriterijus: kiekvienai kategorijai E = n·p, df = k − 1 (ir dar minus vienas už kiekvieną iš duomenų įvertintą parametrą). Nepriklausomumas r × c lentelėje: E = eilutės suma × stulpelio suma / bendra suma, df = (r − 1)(c − 1). H₀ atmeskite, kai χ² viršija pasirinktą α atitinkančią kritinę reikšmę.

Laisvės laipsniai

df = 9 − 1 − 1 = 7

Atsakymas

df = 7

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