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

Eksperimentatoriaus šališkumas labiausiai tiesiogiai sumažinamas:

  1. ANaudojant vienpusę hipotezę
  2. BNaudojant tik savanorius
  3. CNaudojant didesnę imtį
  4. DDuomenis renkant tyrėjui, kuris nežino hipotezės ar sąlygų
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Tyrėjas nustato, kad ledų pardavimai ir nuskendimų skaičius teigiamai koreliuoja. Kuris paaiškinimas tikėtiniausias?

  1. ALedai sukelia nuskendimus
  2. BNuskendimai didina ledų pardavimus
  3. CKoreliacija turi būti skaičiavimo klaida
  4. DKarštas oras didina ir ledų pardavimus, ir maudymąsi
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
152025303540

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 26, 43, 12, 25, 39, 37.

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

Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 10. Raskite rezultato 40 z įvertį z.

μ = 50σ = 10x = 40
z =
5.TikimybėVidutinis
raudoni: 4mėlyni: 9

Maišelyje yra 4 raudoni ir 9 mėlyni rutuliai. Ištraukiate du rutulius, pirmojo negrąžindami. Kokia tikimybė P, kad abu raudoni?

4 / 9
P =
6.TikimybėSunkus
xp(x)00,3520,1540,3560,15μ

X turi parodytą skirstinį, o Y = 0,5X + 20. Raskite Y standartinį nuokrypį σY.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,35, 0,15, 0,35, 0,15Y = 0,5X + 20
σY =
7.Normalusis skirstinysVidutinis
320 g321,7 gT = X₁ + … + X₈?

varžtai masės yra nepriklausomos ir normaliosios, jų vidurkis 40 g, standartinis nuokrypis 1,2 g. Raskite tikimybę P, kad 8 iš jų bendra masė viršija 321,7 g. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 8> 321,7 g
P =
8.Normalusis skirstinysSunkus
μ = 100x = ?5%

Tarkime, kad IQ testų rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 100 tšk., standartinis nuokrypis 15 tšk.. Raskite reikšmę x, už kurią mažesnės yra 5 % reikšmių (5-asis procentilis).

μ = 100σ = 15P = 5%
x = tšk.
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
x̄E₁ = 1,699%, n = 50x̄E₂ = ?90%, n = 200

Vidurkio 99 % pasikliautinojo intervalo, pagrįsto 50 stebėjimais ir žinomu σ, paklaidos riba yra 1,6. Kokia yra 90 % intervalo, pagrįsto 200 stebėjimais, paklaidos riba E₂?

99%n₁ = 50E₁ = 1,690%n₂ = 200
E₂ =
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
σ = 25, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

Populiacijos standartinis nuokrypis – 25. Kokio dydžio imties n reikia, kad vidurkio 99 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 0,5?

σ = 25E = 0,599%
n =
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
0,8p = ?

Teigiama, kad populiacijos vidurkis lygus 500; žinoma, kad populiacijos standartinis nuokrypis yra 15. Atsitiktinės 100 stebėjimų imties vidurkis 501,2. Tikrinkite H₀: μ = 500 prieš H₁: μ > 500. Raskite p reikšmę p.

μ₀ = 500σ = 15n = 100x̄ = 501,2H₁: μ > μ₀
p =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
μ₀x̄c

Vienpusis z testas H₀: μ = 200 prieš H₁: μ < 200 atliekamas, kai α = 0.05, su 100 dydžio imtimi; žinoma, kad standartinis nuokrypis yra 10. Iš tikrųjų vidurkis lygus 197.5. Raskite testo galią 1 − β procentais.

μ₀ = 200μ = 197,5σ = 10n = 100α = 0,05
1 − β = %
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy1768207123922610529122xy20253080100120

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = temperatūra °C ir y = parduoti ledai. Raskite mažiausiųjų kvadratų tiesės determinacijos koeficientą r².

n = 5
r² =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy129227321420517615xy24615202530x = 4,5

Lentelėje pateikta 6 porinių stebėjimų: x = automobilio amžius metais ir y = kaina k€. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Gautas naujas stebėjimas (4,5, 24). Raskite jo liekaną e = y − ŷ.

n = 6(4,5, 24)
e =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
autobusasdviratisautomobilisIš visostudentai462925100darbuotojai642630120Iš viso1105555220

Kryžminėje lentelėje pateikti stebėti dažniai. Apskaičiuokite eilučių ir stulpelių kintamųjų nepriklausomumo testo chi kvadrato statistiką χ². Tolydumo pataisos nenaudokite.

N = 2202 × 3
χ² =
16.Chi kvadrato testaiSunkus
išlaikėneišlaikėIš visolinija 1283260linija 2352560linija 3273360Iš viso9090180dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

Lentelėje pateikti stebėti dažniai. Esant α = 0,01 patikrinkite, ar abu kintamieji nepriklausomi (be tolydumo pataisos). Apskaičiuokite testo statistiką χ², tada palyginkite ją su kritine reikšme iš lentelės.

N = 1803 × 2α = 0,01
χ² =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · Duomenis renkant tyrėjui, kuris nežino hipotezės ar sąlygų

Kodėl tai yra atsakymas

Hipotezę žinantys eksperimentatoriai gali netyčia paveikti dalyvius ar įrašus. Vienkartinio ar dvigubo aklumo procedūros ir standartizuotos instrukcijos tai mažina.

Atsakymas

D · Duomenis renkant tyrėjui, kuris nežino hipotezės ar sąlygų
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · Karštas oras didina ir ledų pardavimus, ir maudymąsi

Kodėl tai yra atsakymas

Abu sukelia trečiasis kintamasis – temperatūra. Tai iliustruoja, kodėl vien koreliacija negali parodyti priežastingumo.

Atsakymas

D · Karštas oras didina ir ledų pardavimus, ir maudymąsi
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 11,52

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 = 182/6 = 30,33

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = (−4,333)² + 12,67² + (−18,33)² + (−5,333)² + 8,667² + 6,667² = 663,3

Standartinis nuokrypis

s = √(663,3/5) = 11,52

Atsakymas

s = 11,52
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: z = −1

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 = (40 − 50)/10 = −1

Atsakymas

z = −1
5.Tikimybė

Atsakymas: P = 0,07692

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.

Pirmas ir antras traukimas

P = 4/13 · 3/12 = 12/156 = 0,07692

Atsakymas

P = 0,07692
6.Tikimybė

Atsakymas: σY = 1,1

Diskretieji atsitiktiniai dydžiai: tikimybių skirstinys išvardija kiekvieną reikšmę x, kurią dydis gali įgyti, su jos tikimybe p(x); tikimybės yra tarp 0 ir 1, o jų suma lygi 1. Laukiamoji vertė (vidurkis) yra E(X) = Σx·p(x), ilgalaikis vidurkis. Dispersija yra Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², o standartinis nuokrypis σ = √Var(X). Tiesiniam pokyčiui Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) ir σY = |a|·σX; konstantos pridėjimas sklaidos nekeičia.

X sklaida

μ = 2,6, Var(X) = 4,84, σX = 2,2

Tiesinis pokytis

σY = |0,5|·2,2 = 1,1

Atsakymas

σY = 1,1

Vidurkis pasislenka: E(Y) = 0,5·2,6 + 20 = 21,3.

7.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,3085

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 = 320 g, σT = 1,2·√8 = 3,394 g

Standartizuokite

z = (321,7 − 320)/3,394 = 0,5

Tikimybė

P = 1 − Φ(0,5) = 0,3085

Atsakymas

P = 0,3085
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: x = 75,33 tšk.

Normalusis skirstinys: reikšmę x paverskite z įverčiu z = (x − μ)/σ, kuris parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio. z lentelė (arba Φ(z)) duoda plotą į kairę nuo z, t. y. P(X < x). Plotas į dešinę lygus 1 − Φ(z), o plotas tarp dviejų reikšmių – jų plotų skirtumui.

Procentilio z

Φ(z) = 0,05 → z = −1,645

Atgal į x

x = 100 + −1,645·15 = 75,33 tšk.

Atsakymas

x = 75,33 tšk.
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: E₂ = 0,5109

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

Paklaidos ribų santykis

E₂/E₁ = (1,645/2,576)·√(50/200) = 0,3193

Nauja paklaidos riba

E₂ = 1,6·0,3193 = 0,5109

Atsakymas

E₂ = 0,5109
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 16590

Vidurkio pasikliautinasis intervalas: x̄ ± paklaidos riba. Kai populiacijos σ žinomas, paklaidos riba yra z·σ/√n; kai žinomas tik imties standartinis nuokrypis s, naudokite t su n − 1 laisvės laipsniu: t·s/√n. Kritinės reikšmės: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Kad paklaidos riba būtų ne didesnė kaip E, reikia n ≥ (z·σ/E)², suapvalinus aukštyn.

Išreikškite n

n = (2,576·25/0,5)² = 16589

Apvalinkite aukštyn

Imties dydis yra sveikasis skaičius, o apvalinant žemyn paklaidos riba būtų per didelė.

n = 16590

Atsakymas

n = 16590
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: p = 0,2119

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.

Testo statistika

SE = σ/√n = 15/√100 = 1,5
z = (501,2 − 500)/1,5 = 0,8

Uodegos plotas

Φ(0,8) = 0,7881
1 − Φ(0,8) = 0,2119

p reikšmė

p = 0,2119

Atsakymas

p = 0,2119

p > 0,05, todėl H₀ neatmetama 5 % reikšmingumo lygmeniu.

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: 1 − β = 80,37 %

Testo galia: galia = 1 − β yra tikimybė atmesti H₀, kai ji klaidinga. Iš μ₀ ir z_α raskite ribą x̄c, tada naudodami tikrąjį vidurkį apskaičiuokite tikimybę patekti už x̄c: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Kritinis imties vidurkis

SE = 10/√100 = 1
x̄c = 200 − 1,645·1 = 198,4

z esant tikrajam vidurkiui

z = (198,4 − 197,5)/1 = 0,855

Galia

galia = P(Z < 0.855) = 80.37%
1 − β = 80,37%

Atsakymas

1 − β = 80,37%
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r² = 0,967

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 = 115/5 = 23
ȳ = 458/5 = 91,6

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 426
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2085

Determinacijos koeficientas

r² = 426²/(90·2085) = 0,967

Atsakymas

r² = 0,967

Apie 96,7% y kitimo paaiškinama tiese.

14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: e = 5,386

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 129/6 = 21,5

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −50,5

Regresijos tiesė

b = −50,5/17,5 = −2,886
a = 21,5 − (−2,886)·3,5 = 31,6
ŷ = 31,6 − 2,886·x

Prognozuojama reikšmė

ŷ = 31,6 + (−2,886)·4,5 = 18,61

Liekana

e = 24 − 18,61 = 5,386

Atsakymas

e = 5,386

Taškas yra virš tiesės.

15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 1,76

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.

Tikėtini dažniai

studentai: 100·110/220 = 50, 100·55/220 = 25, 100·55/220 = 25
darbuotojai: 120·110/220 = 60, 120·55/220 = 30, 120·55/220 = 30

Chi kvadrato statistika

χ² = (46 − 50)²/50 + (29 − 25)²/25 + (25 − 25)²/25 + (64 − 60)²/60 + (26 − 30)²/30 + (30 − 30)²/30
χ² = 1,76

Atsakymas

χ² = 1,76

df = 2. Kai α = 0,05, kritinė reikšmė yra 5,991, todėl H₀ (nepriklausomumas) neatmetama.

16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 2,533

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.

Tikėtini dažniai

linija 1: 30, 30
linija 2: 30, 30
linija 3: 30, 30

Chi kvadrato statistika

χ² = (28 − 30)²/30 + (32 − 30)²/30 + (35 − 30)²/30 + (25 − 30)²/30 + (27 − 30)²/30 + (33 − 30)²/30
χ² = 2,533

Sprendimas

df = 2, χ²crit = 9,210
2,533 < 9,210

Atsakymas

χ² = 2,533

χ² mažesnis už kritinę reikšmę, todėl H₀ neatmetama: reikšmingų ryšio įrodymų nėra.

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