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

Kokie duomenys surenkami užduodant atvirą klausimą interviu?

  1. ASantykių skalės duomenys
  2. BIntervalinės skalės duomenys
  3. CTik nominalieji kiekybiniai duomenys
  4. DKokybiniai duomenys
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Tyrėjas nori parodyti, kad nauja nerimo skalė matuoja kažką kita nei depresija. Mažos koreliacijos su depresijos skale patvirtintų:

  1. AAkivaizdųjį validumą
  2. BKonvergentinį validumą
  3. CDiskriminantinį validumą
  4. DPrognostinį validumą
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
40455055

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 58, 47, 37, 49, 57, 49.

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

Dydis pasiskirstęs normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 15. Kokia reikšmių dalis P yra didesnė už 42,5?

μ = 50σ = 15x = 42,5
P =
5.TikimybėVidutinis
xp(x)00,0510,320,130,340,25μ = 2,4

Parodytam skirstiniui raskite X standartinį nuokrypį σ.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,05, 0,3, 0,1, 0,3, 0,25
σ =
6.TikimybėSunkus
xp(x)10,0520,230,3540,150,3μ

X turi parodytą skirstinį, o Y = 2X + 5. Raskite Y standartinį nuokrypį σY.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,05, 0,2, 0,35, 0,1, 0,3Y = 2X + 5
σY =
7.Normalusis skirstinysVidutinis
640 g647,2 gT = X₁ + … + X₁₆?

varžtai masės yra nepriklausomos ir normaliosios, jų vidurkis 40 g, standartinis nuokrypis 1,2 g. Raskite tikimybę P, kad 16 iš jų bendra masė viršija 647,2 g. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 16> 647,2 g
P =
8.Normalusis skirstinysSunkus
μ = 250x = ?10%

Tarkime, kad maišų masės pasiskirstę normaliai, vidurkis 250 g, standartinis nuokrypis 5 g. Raskite reikšmę x, už kurią mažesnės yra 10 % reikšmių (10-asis procentilis).

μ = 250σ = 5P = 10%
x = g
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 20, s = 19,5LU = ?x̄ = 65E95%

20 elementų imties vidurkis – 65, standartinis nuokrypis s = 19,5. Populiacija pasiskirsčiusi apytiksliai normaliai. Raskite vidurkio 95 % pasikliautinojo intervalo viršutinį rėžį.

n = 20x̄ = 65s = 19,595%t(19) = 2,093
viršutinis rėžis =
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
p ≈ 0,4, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0395%

Bandomasis tyrimas rodo, kad brokuotų gaminių dalis yra apie 0,4. Kiek gaminių n reikia patikrinti, kad dalies 95 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 0,03?

p ≈ 0,4E = 0,0395%
n =
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
−2,4p = ?

Teigiama, kad populiacijos vidurkis lygus 50; žinoma, kad populiacijos standartinis nuokrypis yra 6. Atsitiktinės 144 stebėjimų imties vidurkis 48,8. Tikrinkite H₀: μ = 50 prieš H₁: μ < 50. Raskite p reikšmę p.

μ₀ = 50σ = 6n = 144x̄ = 48,8H₁: μ < μ₀
p =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
−1,961,96z = ?

Klinikiniame tyrime pasveiksta 175 iš 250 pacientų, gydytų A būdu, ir 51 iš 80 pacientų, gydytų B būdu. Naudodami jungtinę dalį, raskite testo statistiką z hipotezei H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 175n₁ = 250x₂ = 51n₂ = 80
z =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy1845215924742784309633103xy2025306080100

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
xy121217317413510610xy246101520x = 4,5

Lentelėje pateikta 6 porinių stebėjimų: x = automobilio amžius metais ir y = kaina k€. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Prognozuokite ŷ, kai x = 4,5.

n = 6x = 4,5
ŷ =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
pagerėjonepagerėjoIš visonaujas vaistas261440placebas301040Iš viso562480

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

N = 802 × 2
χ² =
16.Chi kvadrato testaiSunkus
išlaikėneišlaikėIš visogamykla A233760gamykla B263460gamykla C3961100Iš viso88132220dfα = 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 = 2203 × 2α = 0,01
χ² =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: D · Kokybiniai duomenys

Kodėl tai yra atsakymas

Atviri klausimai duoda turtingų kokybinių duomenų, kuriuos sunkiau statistiškai analizuoti nei atsakymus į uždarus klausimus.

Atsakymas

D · Kokybiniai duomenys
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: C · Diskriminantinį validumą

Kodėl tai yra atsakymas

Diskriminantinis (divergentinis) validumas parodomas, kai matas silpnai koreliuoja su kitų konstruktų matais. Konvergentinis validumas yra stipri koreliacija su to paties konstrukto matais.

Atsakymas

C · Diskriminantinį validumą
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 7,635

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 = 297/6 = 49,5

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = 8,5² + (−2,5)² + (−12,5)² + (−0,5)² + 7,5² + (−0,5)² = 291,5

Standartinis nuokrypis

s = √(291,5/5) = 7,635

Atsakymas

s = 7,635
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: P = 0,6915

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 = −0,5

Standartinio normaliojo skirstinio lentelė

Φ(−0,5) = 0,3085
P = 1 − 0,3085 = 0,6915

Atsakymas

P = 0,6915
5.Tikimybė

Atsakymas: σ = 1,281

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 = 0·0,05 + 1·0,3 + 2·0,1 + 3·0,3 + 4·0,25 = 2,4

Kvadratų vidurkis

E(X²) = 0·0,05 + 1·0,3 + 4·0,1 + 9·0,3 + 16·0,25 = 7,4

Dispersija

Var(X) = 7,4 − 2,4² = 1,64
σ = √1,64 = 1,281

Atsakymas

σ = 1,281
6.Tikimybė

Atsakymas: σY = 2,482

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 = 3,4, Var(X) = 1,54, σX = 1,241

Tiesinis pokytis

σY = |2|·1,241 = 2,482

Atsakymas

σY = 2,482

Vidurkis pasislenka: E(Y) = 2·3,4 + 5 = 11,8.

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 = 640 g, σT = 1,2·√16 = 4,8 g

Standartizuokite

z = (647,2 − 640)/4,8 = 1,5

Tikimybė

P = 1 − Φ(1,5) = 0,06681

Atsakymas

P = 0,06681
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: x = 243,6 g

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) = 0,1 → z = −1,282

Atgal į x

x = 250 + −1,282·5 = 243,59 g

Atsakymas

x = 243,59 g
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: viršutinis rėžis = 74,13

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 = 2,093·19,5/√20 = 9,126

Intervalas

65 ± 9,126 → [55,87, 74,13]

Atsakymas

viršutinis rėžis = 74,13
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 1025

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 = 1,96²·0,4·0,6/0,03² = 1024

Apvalinkite aukštyn

n = 1025

Atsakymas

n = 1025
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: p = 0,008198

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 = 6/√144 = 0,5
z = (48,8 − 50)/0,5 = −2,4

Uodegos plotas

Φ(2,4) = 0,9918
1 − Φ(2,4) = 0,0082

p reikšmė

p = 0,008198

Atsakymas

p = 0,008198

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

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: z = 1,047

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.

Imčių dalys

p̂₁ = 175/250 = 0,7
p̂₂ = 51/80 = 0,6375
p̂ = 226/330 = 0,6848

Standartinė paklaida pagal H₀

SE = √(0,6848·0,3152·(1/250 + 1/80)) = 0,05968

Testo statistika

z = (0,7 − 0,6375)/0,05968 = 1,047

Atsakymas

z = 1,047

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

13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r² = 0,9879

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 = 153/6 = 25,5
ȳ = 461/6 = 76,83

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 616,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2443

Determinacijos koeficientas

r² = 616,5²/(157,5·2443) = 0,9879

Atsakymas

r² = 0,9879

Apie 98,79% y kitimo paaiškinama tiese.

14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: ŷ = 12,38

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 = 88/6 = 14,67

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −40

Regresijos tiesė

b = −40/17,5 = −2,286
a = 14,67 − (−2,286)·3,5 = 22,67
ŷ = 22,67 − 2,286·x

Prognozė

ŷ = 22,67 + (−2,286)·4,5 = 12,38

Atsakymas

ŷ = 12,38
15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 0,9524

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: 40·56/80 = 28, 40·24/80 = 12
placebas: 40·56/80 = 28, 40·24/80 = 12

Chi kvadrato statistika

χ² = (26 − 28)²/28 + (14 − 12)²/12 + (30 − 28)²/28 + (10 − 12)²/12
χ² = 0,9524

Atsakymas

χ² = 0,9524

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

16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 0,3889

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

gamykla A: 24, 36
gamykla B: 24, 36
gamykla C: 40, 60

Chi kvadrato statistika

χ² = (23 − 24)²/24 + (37 − 36)²/36 + (26 − 24)²/24 + (34 − 36)²/36 + (39 − 40)²/40 + (61 − 60)²/60
χ² = 0,3889

Sprendimas

df = 2, χ²crit = 9,210
0,3889 < 9,210

Atsakymas

χ² = 0,3889

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

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