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

Skerspjūvio tyrime tuo pačiu metu lyginamas 20, 40 ir 60 metų žmonių technologijų naudojimas. Kuri problema gali supainioti amžiaus palyginimą?

  1. APraktikos efektai
  2. BKohortos efektai
  3. CGrindų efektai
  4. DEiliškumo efektai
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Tyrėjas su duomenų rinkiniu atlieka 20 analizių ir praneša tik apie vieną, kurioje p < 0,05. Ši praktika vadinama:

  1. ATrianguliacija
  2. BKontrabalansavimu
  3. CIšankstine registracija
  4. DP-hacking
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
1520253035

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 32, 14, 37, 17, 37.

n = 5
s =
4.Aprašomoji statistikaSunkus
z −2−1012

Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 8. Raskite rezultato 54,8 z įvertį z.

μ = 50σ = 8x = 54,8
z =
5.TikimybėVidutinis
xp(x)00,2510,220,130,340,15μ = 1,9

Parodytam skirstiniui raskite X dispersiją Var(X).

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,25, 0,2, 0,1, 0,3, 0,15
Var(X) =
6.TikimybėSunkus
€p(x)−30,84120,151470,01

Žaidimo kaina yra €3. Laimite €15 su tikimybe 0,15 ir €150 su tikimybe 0,01; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.

statymas = €3€15: p = 0,15€150: p = 0,01
E(G) = €
7.Normalusis skirstinysVidutinis
−3−2−10123znuspalvintas plotas dešinėje nuo z = 0,9505

Nuvilkite z, kad nuspalvintas plotas po standartine normaliąja kreive, dešinėje nuo z, būtų 0,9505. Raskite z dviejų ženklų po kablelio tikslumu.

A = 0,9505
z =
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 0,02 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 = 0,02 mm
P =
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 20, s = 1,5LU = ?x̄ = 69E95%

20 elementų imties vidurkis – 69, standartinis nuokrypis s = 1,5. Populiacija pasiskirsčiusi apytiksliai normaliai. Raskite vidurkio 95 % pasikliautinojo intervalo viršutinį rėžį.

n = 20x̄ = 69s = 1,595%t(19) = 2,093
viršutinis rėžis =
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
p ≈ 0,3, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,02599%

Bandomasis tyrimas rodo, kad brokuotų gaminių dalis yra apie 0,3. Kiek gaminių n reikia patikrinti, kad dalies 99 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 0,025?

p ≈ 0,3E = 0,02599%
n =
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
t −1,9901,99

81 studentų imties vidutinis rezultatas – 44,22, imties standartinis nuokrypis – 20. Raskite testo statistiką t hipotezei H₀: μ = 50.

μ₀ = 50x̄ = 44,22s = 20n = 81
t =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 5α = 0,05βσ = 21, galia 90%, n = ?

Vienpusis z testas, kai α = 0,05, turi aptikti 5 vienetų vidurkio poslinkį su 90 % galia. Standartinis nuokrypis 21. Raskite mažiausią imties dydį n.

α = 0,05galia = 90%δ = 5σ = 21zα = 1,645zβ = 1,282
n =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy1503565667879100xy56080100

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = mokymosi valandos ir y = egzamino rezultatas. Pateiktos jų sumos. Pagal šias sumas raskite Pirsono koreliacijos koeficientą r.

n = 5Σx = 25Σy = 359Σx² = 165Σy² = 27561Σxy = 2057
r =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy15521761196821732384xy152050607080x = 16

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = temperatūra °C ir y = parduoti ledai. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Gautas naujas stebėjimas (16, 52). Raskite jo liekaną e = y − ŷ.

n = 5(16, 52)
e =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
žemasvidutinisaukštasIš visomiesto423826106kaimo25151454Iš viso675340160

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

eilutės suma = 54stulpelio suma = 67N = 160
E =
16.Chi kvadrato testaiSunkus

Chi kvadrato nepriklausomumo testas atliekamas kryžminei lentelei, turinčiai 2 eilutes ir 6 stulpelius (neskaičiuojant sumų). Kiek laisvės laipsnių df turi testas?

2 × 6
df =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: B · Kohortos efektai

Kodėl tai yra atsakymas

Skirtingos amžiaus grupės užaugo skirtingomis istorinėmis sąlygomis, todėl skirtumai gali atspindėti kartą (kohortą), o ne patį senėjimą.

Atsakymas

B · Kohortos efektai
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · P-hacking

Kodėl tai yra atsakymas

P-hacking išnaudoja analizės lankstumą reikšmingumui gauti ir klaidingai teigiamų rezultatų dažnį padidina gerokai virš 5%. Išankstinė registracija ir skaidri atskaitomybė tai mažina.

Atsakymas

D · P-hacking
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 11,1

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.

Vidurkis

x̄ = 137/5 = 27,4

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = 4,6² + (−13,4)² + 9,6² + (−10,4)² + 9,6² = 493,2

Standartinis nuokrypis

s = √(493,2/4) = 11,1

Atsakymas

s = 11,1
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: z = 0,6

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 = (54,8 − 50)/8 = 0,6

Atsakymas

z = 0,6
5.Tikimybė

Atsakymas: Var(X) = 2,09

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.

Vidurkis

μ = 0·0,25 + 1·0,2 + 2·0,1 + 3·0,3 + 4·0,15 = 1,9

Kvadratų vidurkis

E(X²) = 0·0,25 + 1·0,2 + 4·0,1 + 9·0,3 + 16·0,15 = 5,7

Dispersija

Var(X) = 5,7 − 1,9² = 2,09

Atsakymas

Var(X) = 2,09
6.Tikimybė

Atsakymas: E(G) = 0,75 €

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.

Grynosios baigtys

G: 12 (p = 0,15), 147 (p = 0,01), −3 (p = 0,84)

Laukiamoji vertė

E(G) = 12·0,15 + 147·0,01 − 3·0,84 = 0,75 €

Atsakymas

E(G) = 0,75 €

Teigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai laimite pinigų.

7.Normalusis skirstinys

Atsakymas: z = −1,65

Nuo ploto atgal prie z: Φ(z) yra plotas kairėje nuo z. Kairiosios uodegos plotui A lentelėje raskite z, kai Φ(z) = A. Dešiniosios uodegos plotas A reiškia Φ(z) = 1 − A. Centrinis plotas A tarp −z ir z palieka (1 − A)/2 kiekvienoje uodegoje, taigi Φ(z) = (1 + A)/2. Reikšmei x naudokite x = μ + zσ.

Plotas kairėje nuo z

Φ(z) = 1 − 0,9505 = 0,0495

Skaitykite z lentelę atvirkščiai

Lentelėje suraskite 0,0495 ir nuskaitykite z.

z = −1,65

Atsakymas

z = −1,65
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,8133

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 = 0,02236 mm

Standartizuokite

z = (0 − 0,02)/0,02236 = −0,89

Tikimybė

P = 1 − Φ(−0,89) = 0,8133

Atsakymas

P = 0,8133
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: viršutinis rėžis = 69,7

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.

Kritinė reikšmė

df = n − 1 = 19, t = 2,093

Paklaidos riba

E = 2,093·1,5/√20 = 0,702

Intervalas

69 ± 0,702 → [68,3, 69,7]

Atsakymas

viršutinis rėžis = 69,7
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 2230

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.

Išreikškite n

n = 2,576²·0,3·0,7/0,025² = 2230

Apvalinkite aukštyn

n = 2230

Atsakymas

n = 2230
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: t = −2,601

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).

Standartinė paklaida

SE = 20/√81 = 20/9 = 2,222

Testo statistika

t = (44,22 − 50)/2,222 = −2,601

Atsakymas

t = −2,601
t0,025; df = 80 = 1,99

|t| > 1,99, todėl H₀ atmetama 5 % reikšmingumo lygmeniu (dvipusis testas).

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 152

Imties dydis testui: kad vienpusis z testas α lygmeniu aptiktų tikrąjį poslinkį δ su galia 1 − β, standartinė paklaida turi tenkinti δ = (z_α + z_β)·σ/√n, todėl n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², suapvalinta į didesnę pusę.

Išreikškite n

n = ((1,645 + 1,282)·21/5)² = 151,1

Apvalinkite aukštyn

n = 152

Atsakymas

n = 152
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r = 0,9806

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 = 2057 − 25·359/5 = 262
Sxx = 165 − 25²/5 = 40
Syy = 27561 − 359²/5 = 1785

Koreliacijos koeficientas

r = 262/√(40·1785) = 0,9806

Atsakymas

r = 0,9806
14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: e = −4,2

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 = 95/5 = 19
ȳ = 338/5 = 67,6

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 152

Regresijos tiesė

b = 152/40 = 3,8
a = 67,6 − 3,8·19 = −4,6
ŷ = −4,6 + 3,8·x

Prognozuojama reikšmė

ŷ = −4,6 + 3,8·16 = 56,2

Liekana

e = 52 − 56,2 = −4,2

Atsakymas

e = −4,2

Taškas yra po tiese.

15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: E = 22,61

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 = 54·67/160 = 22,61

Atsakymas

E = 22,61
16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: df = 5

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 = (2 − 1)·(6 − 1) = 5

Atsakymas

df = 5

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