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

Kuris testas lygina dvi nepriklausomas grupes, kai duomenys ranginiai ar akivaizdžiai nenormalūs?

  1. AManno–Whitney U testas
  2. BWilcoxono ženklų rangų testas
  3. CNepriklausomų imčių t testas
  4. DChi kvadrato testas
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Kokybiniuose tyrimuose refleksyvumas reiškia, kad tyrėjas:

  1. AApmąsto, kaip jo paties patirtis ir prielaidos gali paveikti analizę
  2. BNaudoja atsitiktinę imtį šališkumui pašalinti
  3. CTemas paverčia skaitiniais duomenimis
  4. DKartoja tyrimą patikimumui patikrinti
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
202530354045505560

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 44, 30, 19, 35, 43, 60.

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

Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 20. Raskite rezultato 34 z įvertį z.

μ = 50σ = 20x = 34
z =
5.TikimybėVidutinis
xp(x)00,310,2520,130,35μ = 1,5

Parodytam skirstiniui raskite X dispersiją Var(X).

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,3, 0,25, 0,1, 0,35
Var(X) =
6.TikimybėSunkus
xp(x)00,2520,2540,2560,25μ

X turi parodytą skirstinį, o Y = 0,5X + 1. Raskite Y standartinį nuokrypį σY.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,25, 0,25, 0,25, 0,25Y = 0,5X + 1
σY =
7.Normalusis skirstinysVidutinis
32 min34,5 minX + Y?

X yra normalusis dydis, kurio vidurkis 12 min ir standartinis nuokrypis 1,5 min; Y yra nepriklausomas normalusis dydis, kurio vidurkis 20 min ir standartinis nuokrypis 2 min. Raskite tikimybę P, kad X + Y yra didesnė nei 34,5 min. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 34,5 min
P =
8.Normalusis skirstinysSunkus
μ = 178x = ?97,5%

Tarkime, kad suaugusių vyrų ūgiai pasiskirstę normaliai, vidurkis 178 cm, standartinis nuokrypis 7 cm. Raskite reikšmę x, už kurią mažesnės yra 97,5 % reikšmių (97,5-asis procentilis).

μ = 178σ = 7P = 97,5%
x = cm
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 10, s = 16,5LUx̄ = 28,5E = ?90%

10 elementų imties vidurkis – 28,5, standartinis nuokrypis s = 16,5. Populiacija pasiskirsčiusi apytiksliai normaliai. Raskite vidurkio 90 % pasikliautinojo intervalo paklaidos ribą E.

n = 10x̄ = 28,5s = 16,590%t(9) = 1,833
E =
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
σ = 14, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

Populiacijos standartinis nuokrypis – 14. Kokio dydžio imties n reikia, kad vidurkio 99 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 0,5?

σ = 14E = 0,599%
n =
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
−2,422,42p = ?

Teigiama, kad populiacijos vidurkis lygus 50; žinoma, kad populiacijos standartinis nuokrypis yra 12. Atsitiktinės 144 stebėjimų imties vidurkis 52,42. Tikrinkite H₀: μ = 50 prieš H₁: μ ≠ 50. Raskite p reikšmę p.

μ₀ = 50σ = 12n = 144x̄ = 52,42H₁: μ ≠ μ₀
p =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
σ = 15, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,590%

Kokia didelė turi būti imtis, kad vidurkio 90 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 0,5? Standartinis nuokrypis – 15. Raskite mažiausią imties dydį n.

σ = 15E = 0,590%
n =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy165318672075227924872695xy20256080100

Lentelėje pateikta 6 porinių stebėjimų: x = temperatūra °C ir y = parduoti ledai. Raskite mažiausiųjų kvadratų tiesės determinacijos koeficientą r².

n = 6
r² =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy124229330437538xy24253035x = 1,5

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = reklamos išlaidos k€ ir y = pardavimai k€. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Prognozuokite ŷ, kai x = 1,5.

n = 5x = 1,5
ŷ =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
kosulysbe kosulioIš visorūkantieji33740nerūkantieji512980Iš viso8436120

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

N = 1202 × 2
χ² =
16.Chi kvadrato testaiSunkus

Chi kvadrato nepriklausomumo testas atliekamas kryžminei lentelei, turinčiai 3 eilutes ir 4 stulpelius (neskaičiuojant sumų). Kiek laisvės laipsnių df turi testas?

3 × 4
df =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: A · Manno–Whitney U testas

Kodėl tai yra atsakymas

Manno–Whitney U testas lygina dviejų nesusijusių grupių rangus. Wilcoxono ženklų rangų testas skirtas susijusioms imtims.

Atsakymas

A · Manno–Whitney U testas
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: A · Apmąsto, kaip jo paties patirtis ir prielaidos gali paveikti analizę

Kodėl tai yra atsakymas

Refleksyvumas pripažįsta tyrėjo įtaką duomenų rinkimui ir interpretacijai ir yra svarbus kokybinio darbo kokybės kriterijus.

Atsakymas

A · Apmąsto, kaip jo paties patirtis ir prielaidos gali paveikti analizę
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 13,98

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 = 231/6 = 38,5

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = 5,5² + (−8,5)² + (−19,5)² + (−3,5)² + 4,5² + 21,5² = 977,5

Standartinis nuokrypis

s = √(977,5/5) = 13,98

Atsakymas

s = 13,98
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: z = −0,8

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 = (34 − 50)/20 = −0,8

Atsakymas

z = −0,8
5.Tikimybė

Atsakymas: Var(X) = 1,55

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 = 0·0,3 + 1·0,25 + 2·0,1 + 3·0,35 = 1,5

Kvadratų vidurkis

E(X²) = 0·0,3 + 1·0,25 + 4·0,1 + 9·0,35 = 3,8

Dispersija

Var(X) = 3,8 − 1,5² = 1,55

Atsakymas

Var(X) = 1,55
6.Tikimybė

Atsakymas: σY = 1,118

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 = 3, Var(X) = 5, σX = 2,236

Tiesinis pokytis

σY = |0,5|·2,236 = 1,118

Atsakymas

σY = 1,118

Vidurkis pasislenka: E(Y) = 0,5·3 + 1 = 2,5.

7.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,1587

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

μ = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Standartizuokite

z = (34,5 − 32)/2,5 = 1

Viršutinė uodega

P = 1 − Φ(1) = 1 − 0,8413 = 0,1587

Atsakymas

P = 0,1587
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: x = 191,7 cm

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) = 0,975 → z = 1,96

Atgal į x

x = 178 + 1,96·7 = 191,72 cm

Atsakymas

x = 191,72 cm
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: E = 9,564

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 = 9, t = 1,833

Paklaidos riba

E = 1,833·16,5/√10 = 9,564

Atsakymas

E = 9,564
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 5203

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 = (2,576·14/0,5)² = 5202

Apvalinkite aukštyn

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

n = 5203

Atsakymas

n = 5203
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: p = 0,01552

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 = 12/√144 = 1
z = (52,42 − 50)/1 = 2,42

Uodegos plotas

Φ(2,42) = 0,9922
1 − Φ(2,42) = 0,0078

p reikšmė

p = 2·0,0078 = 0,01552

Atsakymas

p = 0,01552

p ≤ 0,05, todėl H₀ atmetama 5 % reikšmingumo lygmeniu.

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 2436

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 = (1,645·15/0,5)² = 2435

Apvalinkite aukštyn

n = 2436

Atsakymas

n = 2436
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r² = 0,9732

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 = 126/6 = 21
ȳ = 456/6 = 76

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 274
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1102

Determinacijos koeficientas

r² = 274²/(70·1102) = 0,9732

Atsakymas

r² = 0,9732

Apie 97,32% y kitimo paaiškinama tiese.

14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: ŷ = 26,2

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 = 15/5 = 3
ȳ = 158/5 = 31,6

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 36

Regresijos tiesė

b = 36/10 = 3,6
a = 31,6 − 3,6·3 = 20,8
ŷ = 20,8 + 3,6·x

Prognozė

ŷ = 20,8 + 3,6·1,5 = 26,2

Atsakymas

ŷ = 26,2
15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 4,464

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

rūkantieji: 40·84/120 = 28, 40·36/120 = 12
nerūkantieji: 80·84/120 = 56, 80·36/120 = 24

Chi kvadrato statistika

χ² = (33 − 28)²/28 + (7 − 12)²/12 + (51 − 56)²/56 + (29 − 24)²/24
χ² = 4,464

Atsakymas

χ² = 4,464

df = 1. Kai α = 0,05, kritinė reikšmė yra 3,841, todėl H₀ (nepriklausomumas) atmetama.

16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: df = 6

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 = (3 − 1)·(4 − 1) = 6

Atsakymas

df = 6

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