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

Stebėjimo tyrimuose įvykių atranka (event sampling) reiškia:

  1. AAtsitiktinai rinktis dalyvius
  2. BRegistruoti elgesį tik fiksuotais laiko intervalais
  3. CRegistruoti tik dalyvių nurodytus įvykius
  4. DRegistruoti kiekvieną kartą, kai pasireiškia nurodytas elgesys
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Kuris neparametrinis testas lygina dvi priklausomas imtis, pvz., rezultatus prieš ir po ranginėje skalėje?

  1. AVilkoksono ženklų rangų testas
  2. BMano ir Vitnio U testas
  3. CChi kvadrato nepriklausomumo testas
  4. DNepriklausomų imčių t testas
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
2530354045

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 49, 37, 21, 29, 46.

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

Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 100, standartinis nuokrypis 12. Raskite rezultato 115 z įvertį z.

μ = 100σ = 12x = 115
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
n = 12, p = 0,7: P(X = 5) = ?k0123456789101112

Teste yra 12 klausimų su pasirenkamaisiais atsakymais. Spėliojanti studentė į kiekvieną atsako teisingai su tikimybe 0,7, nepriklausomai. Kokia tikimybė P, kad teisingų atsakymų bus lygiai 5?

n = 12p = 0,7k = 5
P =
7.Normalusis skirstinysVidutinis
−3−2−10123znuspalvintas plotas dešinėje nuo z = 0,8869

Nuvilkite z, kad nuspalvintas plotas po standartine normaliąja kreive, dešinėje nuo z, būtų 0,8869. Raskite z dviejų ženklų po kablelio tikslumu.

A = 0,8869
z =
8.Normalusis skirstinysSunkus
0,05 mm0D − d?

Skylių skersmenys D yra normalieji, jų vidurkis 25,05 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 = 25,05 mm, σ = 0,01 mmvelenas: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 11, sd​ = 6,70LU = ?d̄ = 2,5E90%

11 pacientų kraujospūdis išmatuojamas prieš gydymą ir po jo. Skirtumų d = prieš − po (mmHg) vidurkis 2,5, o standartinis nuokrypis 6,7. Raskite vidutinio skirtumo 90 % pasikliautinojo intervalo viršutinį rėžį.

n = 11d̄ = 2,5sd = 6,790%t(10) = 1,812
viršutinis rėžis = mmHg
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
n = 20Lσ = ?s = 10,495%

20 apdirbtų velenų skersmenų imties standartinis nuokrypis 10,4 µm. Laikydami, kad skersmenys pasiskirstę normaliai, raskite populiacijos standartinio nuokrypio 95 % pasikliautinojo intervalo rėžį (viršutinis rėžis) σ. Kai df = 19, 2,5 % χ² skirstinio yra žemiau 8,907, o 2,5 % – aukščiau 32,852.

n = 20s = 10,4 µmχ² = 8,907, 32,852
σ = µm
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
−1,961,96z = ?

Dvi gamybos linijos gamina tą pačią detalę. 1 linija: 80 detalių imties vidutinis ilgis 76,5 mm, o žinomas linijos standartinis nuokrypis 19 mm. 2 linija: 100 detalių imties vidurkis 80,4 mm, žinomas standartinis nuokrypis 3 mm. Raskite testo statistiką z hipotezei H₀: μ₁ = μ₂, skirtumą imdami kaip x̄₁ − x̄₂ (1 linija atėmus 2 liniją).

n₁ = 80x̄₁ = 76,5 mmσ₁ = 19 mmn₂ = 100x̄₂ = 80,4 mmσ₂ = 3 mm
z =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
z −1,64501,645

36 matavimų imties vidurkis – 199,4. Populiacijos standartinis nuokrypis – 4. Raskite vidurkio 90 % pasikliautinojo intervalo apatinį rėžį L.

x̄ = 199,4σ = 4n = 3690%
L =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy2494496598751086xy5106080

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 = 30Σy = 318Σx² = 220Σy² = 21304Σxy = 2108
r =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy35456577397711861388xy5106080ŷ = 67

Lentelėje pateikta 6 porinių stebėjimų: x = mokymosi valandos ir y = egzamino rezultatas. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Kuriai reikšmei x tiesė prognozuoja ŷ = 67?

n = 6ŷ = 67
x =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
pagerėjonepagerėjoIš visonaujas vaistas4278120placebas6832100Iš viso110110220

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

N = 2202 × 2
χ² =
16.Chi kvadrato testaiSunkus
dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

Chi kvadrato suderinamumo testas palygina stebėtus dažnius 11 kategorijose su visiškai nurodytomis tikėtinomis dalimis (jokie parametrai iš duomenų nevertinami). Naudodami lentelę, raskite kritinę reikšmę χ²crit, kai reikšmingumo lygmuo α = 0,01.

α = 0,01
χ²crit =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · Registruoti kiekvieną kartą, kai pasireiškia nurodytas elgesys

Kodėl tai yra atsakymas

Įvykių atranka skaičiuoja kiekvieną tikslinio elgesio pasireiškimą. Laiko atranka registruoja, kas vyksta nustatytais intervalais, pvz., kas 30 sekundžių.

Atsakymas

D · Registruoti kiekvieną kartą, kai pasireiškia nurodytas elgesys
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: A · Vilkoksono ženklų rangų testas

Kodėl tai yra atsakymas

Vilkoksono ženklų rangų testas skirtas suporuotiems ranginiams duomenims; Mano ir Vitnio U testas yra jo atitikmuo nepriklausomoms grupėms.

Atsakymas

A · Vilkoksono ženklų rangų testas
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 11,65

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 = 182/5 = 36,4

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = 12,6² + 0,6² + (−15,4)² + (−7,4)² + 9,6² = 543,2

Standartinis nuokrypis

s = √(543,2/4) = 11,65

Atsakymas

s = 11,65
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: z = 1,25

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 = (115 − 100)/12 = 1,25

Atsakymas

z = 1,25
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: P = 0,02911

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.

Binominė formulė

P(X = 5) = 792·0,75·0,37 = 792·0,1681·0,0002187 = 0,02911

Atsakymas

P = 0,02911
7.Normalusis skirstinys

Atsakymas: z = −1,21

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 − 0,8869 = 0,1131

Skaitykite z lentelę atvirkščiai

Lentelėje suraskite 0,1131 ir nuskaitykite z.

z = −1,21

Atsakymas

z = −1,21
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: P = 0,9875

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 = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,02236 mm

Standartizuokite

z = (0 − 0,05)/0,02236 = −2,24

Tikimybė

P = 1 − Φ(−2,24) = 0,9875

Atsakymas

P = 0,9875
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: viršutinis rėžis = 6,16 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.

Kritinė reikšmė

df = 10, t = 1,812

Paklaidos riba

E = 1,812·6,7/√11 = 3,66

Intervalas

2,5 ± 3,66 → [−1,16, 6,16]

Atsakymas

viršutinis rėžis = 6,16 mmHg
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: σ = 15,19 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 = 19·10,4² = 2055

σ² rėžiai

2055/32,852 = 62,55
2055/8,907 = 230,7

σ rėžis

σ = √230,7 = 15,19 µm

Atsakymas

σ = 15,19 µm

σ 95 % intervalas: [7,909, 15,19] µm.

11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: z = −1,818

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.

Skirtumo standartinė paklaida

SE = √(19²/80 + 3²/100) = √4,603 = 2,145

Testo statistika

z = (76,5 − 80,4)/2,145 = −1,818

Atsakymas

z = −1,818

|z| < 1.96, todėl H₀ neatmetama 5 % reikšmingumo lygmeniu (dvipusis testas).

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: L = 198,3

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).

Paklaidos riba

E = 1,645·4/√36 = 1,097

Intervalo rėžis

L = 199,4 − 1,097 = 198,3

Atsakymas

L = 198,3
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r = 0,9626

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 = 2108 − 30·318/5 = 200
Sxx = 220 − 30²/5 = 40
Syy = 21304 − 318²/5 = 1079

Koreliacijos koeficientas

r = 200/√(40·1079) = 0,9626

Atsakymas

r = 0,9626
14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: x = 5,982

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 = 48/6 = 8
ȳ = 443/6 = 73,83

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 237

Regresijos tiesė

b = 237/70 = 3,386
a = 73,83 − 3,386·8 = 46,75
ŷ = 46,75 + 3,386·x

Išspręskite x atžvilgiu

x = (67 − 46,75)/3,386 = 5,982

Atsakymas

x = 5,982
15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 23,76

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

naujas vaistas: 120·110/220 = 60, 120·110/220 = 60
placebas: 100·110/220 = 50, 100·110/220 = 50

Chi kvadrato statistika

χ² = (42 − 60)²/60 + (78 − 60)²/60 + (68 − 50)²/50 + (32 − 50)²/50
χ² = 23,76

Atsakymas

χ² = 23,76

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

16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ²crit = 23,21

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 = 11 − 1 = 10

Lentelė

χ²crit(df = 10, α = 0,01) = 23,209

Atsakymas

χ²crit = 23,209

H₀ atmeskite, jei apskaičiuotas χ² didesnis už šią reikšmę.

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