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

Kodėl stebėjimo elgesio kategorijos operacionalizuojamos prieš renkant duomenis?

  1. AKad dalyviai tiksliai žinotų, kas registruojama
  2. BKad pamačius duomenis būtų galima pakeisti hipotezę
  3. CKad stebėtojai nuosekliai registruotų tą patį elgesį ir didėtų patikimumas
  4. DKad stebėjimas taptų eksperimentu
2.Psichologijos tyrimų metodaiSunkus

Vienfaktorė ANOVA, lyginanti keturias grupes, yra reikšminga. Ką tyrėjas turėtų daryti toliau, kad nustatytų, kurios grupės skiriasi?

  1. ARezultatą pateikti kaip koreliaciją
  2. BAtlikti post hoc testus, pvz., Tukey HSD
  3. CDaryti išvadą, kad visos keturios grupės skiriasi viena nuo kitos
  4. DAtlikti vidurkių chi kvadrato testą
3.Aprašomoji statistikaVidutinis
3540455055

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 31, 56, 54, 34, 52.

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

Dydis pasiskirstęs normaliai, vidurkis 500, standartinis nuokrypis 75. Kokia reikšmių dalis P yra didesnė už 410?

μ = 500σ = 75x = 410
P =
5.TikimybėVidutinis
raudoni: 3mėlyni: 8

Maišelyje yra 3 raudoni ir 8 mėlyni rutuliai. Ištraukiate du rutulius, pirmojo negrąžindami. Kokia tikimybė P, kad abu raudoni?

3 / 8
P =
6.TikimybėSunkus
€p(x)−10,8530,190,05

Žaidimo kaina yra €1. Laimite €4 su tikimybe 0,1 ir €10 su tikimybe 0,05; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.

statymas = €1€4: p = 0,1€10: p = 0,05
E(G) = €
7.Normalusis skirstinysVidutinis
680 kg730,9 kgT = X₁ + … + X₈?

keleiviai su bagažu masės yra nepriklausomos ir normaliosios, jų vidurkis 85 kg, standartinis nuokrypis 12 kg. Raskite tikimybę P, kad 8 iš jų bendra masė viršija 730,9 kg. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 8> 730,9 kg
P =
8.Normalusis skirstinysSunkus
μ = 32x = ?25%

Tarkime, kad pristatymo trukmės pasiskirstę normaliai, vidurkis 32 min, standartinis nuokrypis 6 min. Raskite reikšmę x, už kurią mažesnės yra 25 % reikšmių (25-asis procentilis).

μ = 32σ = 6P = 25%
x = min
9.Pasikliautinieji intervalaiVidutinis
n = 13, sd​ = 6,70LUd̄ = 2,3E = ?90%

13 pacientų kraujospūdis išmatuojamas prieš gydymą ir po jo. Skirtumų d = prieš − po (mmHg) vidurkis 2,3, o standartinis nuokrypis 6,7. Raskite vidutinio skirtumo 90 % pasikliautinojo intervalo paklaidos ribą E.

n = 13d̄ = 2,3sd = 6,790%t(12) = 1,782
E = mmHg
10.Pasikliautinieji intervalaiSunkus
σ = 30, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,595%

Populiacijos standartinis nuokrypis – 30. Kokio dydžio imties n reikia, kad vidurkio 95 % pasikliautinojo intervalo paklaidos riba būtų ne didesnė kaip 1,5?

σ = 30E = 1,595%
n =
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiVidutinis
−2,0452,045t = ?df = 29

Lyginami du mokymo metodai. 1 grupė: 7 studentų, vidutinis rezultatas 44,5, standartinis nuokrypis 8,5. 2 grupė: 24 studentų, vidutinis rezultatas 52,6, standartinis nuokrypis 6,5. Laikykite, kad populiacijų dispersijos lygios, ir taikykite jungtinės dispersijos dviejų imčių t testą. Raskite testo statistiką t hipotezei H₀: μ₁ = μ₂, skirtumą imdami kaip x̄₁ − x̄₂ (1 grupė atėmus 2 grupę).

n₁ = 7x̄₁ = 44,5s₁ = 8,5n₂ = 24x̄₂ = 52,6s₂ = 6,5
t =
12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalaiSunkus
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 2,5α = 0,05βσ = 19, galia 90%, n = ?

Vienpusis z testas, kai α = 0,05, turi aptikti 2,5 vienetų vidurkio poslinkį su 90 % galia. Standartinis nuokrypis 19. Raskite mažiausią imties dydį n.

α = 0,05galia = 90%δ = 2,5σ = 19zα = 1,645zβ = 1,282
n =
13.Tiesinė regresija ir koreliacijaVidutinis
xy2104166228251032xy510102030

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = apkrova kN ir y = pailgėjimas mm. Raskite mažiausiųjų kvadratų tiesės determinacijos koeficientą r².

n = 5
r² =
14.Tiesinė regresija ir koreliacijaSunkus
xy239343445548653xy246404550x = 4,5

Lentelėje pateikta 5 porinių stebėjimų: x = reklamos išlaidos k€ ir y = pardavimai k€. Naudokite mažiausiųjų kvadratų tiesę ŷ = a + b·x. Gautas naujas stebėjimas (4,5, 45). Raskite jo liekaną e = y − ŷ.

n = 5(4,5, 45)
e =
15.Chi kvadrato testaiVidutinis
žemasvidutinisaukštasIš visomiesto12402577kaimo23203477Iš viso356059154

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

eilutės suma = 77stulpelio suma = 60N = 154
E =
16.Chi kvadrato testaiSunkus
taipneIš visogamykla A5446100gamykla B36440gamykla C7822100Iš viso16872240dfα = 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 = 2403 × 2α = 0,01
χ² =

3Tirpalai

1.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: C · Kad stebėtojai nuosekliai registruotų tą patį elgesį ir didėtų patikimumas

Kodėl tai yra atsakymas

Aiškios, stebimos kategorijos (pvz., „suduoda atvira delnu“) mažina subjektyvų vertinimą ir didina stebėtojų tarpusavio patikimumą.

Atsakymas

C · Kad stebėtojai nuosekliai registruotų tą patį elgesį ir didėtų patikimumas
2.Psichologijos tyrimų metodai

Atsakymas: B · Atlikti post hoc testus, pvz., Tukey HSD

Kodėl tai yra atsakymas

Reikšmingas F rodo, kad ne visi vidurkiai lygūs. Post hoc testai ar planuoti kontrastai nustato, kurios poros skiriasi, kontroliuojant klaidų lygį.

Atsakymas

B · Atlikti post hoc testus, pvz., Tukey HSD
3.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 11,91

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 = 227/5 = 45,4

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = (−14,4)² + 10,6² + 8,6² + (−11,4)² + 6,6² = 567,2

Standartinis nuokrypis

s = √(567,2/4) = 11,91

Atsakymas

s = 11,91
4.Aprašomoji statistika

Atsakymas: P = 0,8849

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 = −1,2

Standartinio normaliojo skirstinio lentelė

Φ(−1,2) = 0,1151
P = 1 − 0,1151 = 0,8849

Atsakymas

P = 0,8849
5.Tikimybė

Atsakymas: P = 0,05455

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 = 3/11 · 2/10 = 6/110 = 0,05455

Atsakymas

P = 0,05455
6.Tikimybė

Atsakymas: E(G) = −0,1 €

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.

Grynosios baigtys

G: 3 (p = 0,1), 9 (p = 0,05), −1 (p = 0,85)

Laukiamoji vertė

E(G) = 3·0,1 + 9·0,05 − 1·0,85 = −0,1 €

Atsakymas

E(G) = −0,1 €

Neigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai prarandate pinigus.

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 = 680 kg, σT = 12·√8 = 33,94 kg

Standartizuokite

z = (730,9 − 680)/33,94 = 1,5

Tikimybė

P = 1 − Φ(1,5) = 0,06681

Atsakymas

P = 0,06681
8.Normalusis skirstinys

Atsakymas: x = 27,95 min

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) = 0,25 → z = −0,6745

Atgal į x

x = 32 + −0,6745·6 = 27,95 min

Atsakymas

x = 27,95 min
9.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: E = 3,311 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 = 12, t = 1,782

Paklaidos riba

E = 1,782·6,7/√13 = 3,311

Atsakymas

E = 3,311 mmHg
10.Pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 1537

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 = (1,96·30/1,5)² = 1537

Apvalinkite aukštyn

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

n = 1537

Atsakymas

n = 1537
11.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: t = −2,709

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.

Jungtinė dispersija

sp² = (6·8,5² + 23·6,5²)/29 = 48,46
sp = 6,961

Standartinė paklaida

SE = 6,961·√(1/7 + 1/24) = 2,99

Testo statistika

t = (44,5 − 52,6)/2,99 = −2,709

Atsakymas

t = −2,709

Kai df = 29, dvipusio 5 % testo kritinė reikšmė yra 2,045; |t| didesnis, todėl H₀ atmetama.

12.Hipotezių tikrinimas ir pasikliautinieji intervalai

Atsakymas: n = 495

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)·19/2,5)² = 494,8

Apvalinkite aukštyn

n = 495

Atsakymas

n = 495
13.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: r² = 0,9891

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 = 30/5 = 6
ȳ = 105/5 = 21

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 106
Syy = Σ(y − ȳ)² = 284

Determinacijos koeficientas

r² = 106²/(40·284) = 0,9891

Atsakymas

r² = 0,9891

Apie 98,91% y kitimo paaiškinama tiese.

14.Tiesinė regresija ir koreliacija

Atsakymas: e = −2,25

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 = 20/5 = 4
ȳ = 228/5 = 45,6

Kvadratų ir sandaugų sumos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 33

Regresijos tiesė

b = 33/10 = 3,3
a = 45,6 − 3,3·4 = 32,4
ŷ = 32,4 + 3,3·x

Prognozuojama reikšmė

ŷ = 32,4 + 3,3·4,5 = 47,25

Liekana

e = 45 − 47,25 = −2,25

Atsakymas

e = −2,25

Taškas yra po tiese.

15.Chi kvadrato testai

Atsakymas: E = 30

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 = 77·60/154 = 30

Atsakymas

E = 30
16.Chi kvadrato testai

Atsakymas: χ² = 22,86

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: 70, 30
gamykla B: 28, 12
gamykla C: 70, 30

Chi kvadrato statistika

χ² = (54 − 70)²/70 + (46 − 30)²/30 + (36 − 28)²/28 + (4 − 12)²/12 + (78 − 70)²/70 + (22 − 30)²/30
χ² = 22,86

Sprendimas

df = 2, χ²crit = 9,210
22,86 > 9,210

Atsakymas

χ² = 22,86

χ² didesnis už kritinę reikšmę, todėl H₀ atmetama: atrodo, kad kintamieji susiję.

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