Onderzoeksmethoden en statistiek voor psychologie: samenvattingspakket

Formuleoverzichten, de belangrijkste methodestappen voor elk onderwerp en 16 oefenopgaven, met volledige oplossingen achterin.

Nieuwe opgavenTerug naar het vak

Kies in het printvenster “Opslaan als pdf” om een kopie op je apparaat te bewaren.

1Formules en methoden

Beschrijvende statistiek

Gemiddelde
x̄ = Σx/n
Steekproefstandaardafwijking
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediaan
middelste waarde van de gesorteerde gegevens
z-score
z = (x − μ)/σ
Normale verdeling
68% binnen ±1σ, 95% binnen ±2σ

Kansrekening

Complement
P(not A) = 1 − P(A)
Somregel
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Onafhankelijke gebeurtenissen
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Voorwaardelijke kans
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomiaal
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Normale verdeling

z-score
z = (x − μ)/σ
Onder x
P(X < x) = Φ(z)
Boven x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tussen
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentiel
x = μ + z·σ

Methode

  1. Reken de waarde om naar een z-score: z = (x − μ)/σ.
  2. Zoek Φ(z) op, het oppervlak links van z.
  3. Gebruik voor het oppervlak rechts 1 − Φ(z); trek voor een interval de twee linkeroppervlakken van elkaar af.
  4. Werk voor een percentiel terug: zoek z bij het oppervlak, dan x = μ + z·σ.

Betrouwbaarheidsintervallen

σ bekend
x̄ ± z·σ/√n
σ onbekend
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Kritieke z
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Steekproefomvang
n = (z·σ/E)², rounded up

Methode

  1. Kies tussen z (σ van de populatie bekend) en t (alleen de steekproef-s, met n − 1 vrijheidsgraden).
  2. Zoek de kritieke waarde bij het betrouwbaarheidsniveau.
  3. Foutmarge: E = kritieke waarde × standaardafwijking/√n.
  4. Interval: x̄ ± E.

Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

z-toets voor een gemiddelde
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
t-toets voor een gemiddelde
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Tweezijdig bij 5%
verwerp H0 als |z| > 1,96
Betrouwbaarheidsinterval
x̄ ± z·σ/√n

Methode

  1. Formuleer H₀ en H₁ en bepaal of de toets een- of tweezijdig is.
  2. Bereken de toetsingsgrootheid: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), of met s en t.
  3. Vergelijk met de kritieke waarde, of bepaal de p-waarde.
  4. Verwerp H₀ als de toetsingsgrootheid voorbij de kritieke waarde ligt (p kleiner dan α), en formuleer de conclusie in woorden.

Lineaire regressie en correlatie

Kwadratensommen
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Helling
b = Sxy/Sxx
Snijpunt met de y-as
a = ȳ − b·x̄
Correlatie
r = Sxy/√(SxxSyy)
Residu
e = y − ŷ

Chikwadraattoetsen

Toetsingsgrootheid
χ² = Σ(O − E)²/E
Aanpassingstoets
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Onafhankelijkheid
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Kritieke waarden (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Beslissing
verwerp H0 als χ² > χ²crit

2Oefenopgaven

1.Onderzoeksmethoden in de psychologieGemiddeld

Een onderzoeker vergelijkt de agressie van kinderen voor en na de komst van televisie in een afgelegen stadje. De onderzoeker had geen invloed op de komst van televisie. Dit is een:

  1. AVeldexperiment
  2. BCorrelationele enquête over televisiekijken
  3. CLaboratoriumexperiment
  4. DNatuurlijk experiment
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Waarom vinden veel onderzoekers dat p-waarden samen met effectgroottes en betrouwbaarheidsintervallen moeten worden gerapporteerd?

  1. AEen p-waarde laat niet zien hoe groot of hoe precies het effect is
  2. BP-waarden geven de kans dat de hypothese waar is
  3. CEffectgroottes maken de steekproefomvang irrelevant voor significantie
  4. DBetrouwbaarheidsintervallen zijn alleen nodig in kwalitatief onderzoek
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
152025303540455055

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 21, 43, 52, 44, 57, 12, 27.

n = 7
s =
4.Beschrijvende statistiekMoeilijk
z −2−1012

Tentamencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 100 en standaardafwijking 8. Bereken de z-score z van een score van 103,2.

μ = 100σ = 8x = 103,2
z =
5.KansrekeningGemiddeld
n = 6k = 3N = ?

Op hoeveel manieren N kun je een commissie van 3 personen kiezen uit een groep van 6? De volgorde doet er niet toe.

n = 6k = 3
N =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 5, p = 0,5: P(X ≤ 1) = ?k012345

Er worden 5 onderdelen getest, en elk valt onafhankelijk uit met kans 0,5. Wat is de kans P dat er hoogstens één uitvalt?

n = 5p = 0,5
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
48 kg48,8 kgT = X₁ + … + X₄?

De massa's van dozen zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 12 kg en standaardafwijking 0,8 kg. Bepaal de kans P dat de totale massa van 4 ervan groter is dan 48,8 kg. Rond z af op twee decimalen.

μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 4> 48,8 kg
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
4 s0X − Y?

De rondetijd X van loper A en de rondetijd Y van loper B zijn onafhankelijk en normaal verdeeld: X heeft gemiddelde 52 s en standaardafwijking 4 s, Y heeft gemiddelde 48 s en standaardafwijking 3 s. Bepaal de kans P dat X groter is dan Y. Rond z af op twee decimalen.

μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 9, s = 4LUx̄ = 42E = ?95%

Een steekproef van 9 items heeft gemiddelde 42 en standaardafwijking s = 4. De populatie is bij benadering normaal verdeeld. Bereken de foutmarge E van een 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

n = 9x̄ = 42s = 495%t(8) = 2,306
E =
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 38, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 590%

De standaardafwijking van de populatie is 38. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 5 heeft?

σ = 38E = 590%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 40 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 101,5 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 6 mm. Lijn 2: een steekproef van 50 onderdelen heeft gemiddelde 104,2 mm, bekende standaardafwijking 10 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 40x̄₁ = 101,5 mmσ₁ = 6 mmn₂ = 50x̄₂ = 104,2 mmσ₂ = 10 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
μ₀x̄c

Een eenzijdige z-toets van H₀: μ = 100 tegen H₁: μ < 100 wordt uitgevoerd bij α = 0.10 met een steekproef van 36; de standaardafwijking is bekend en is 15. In werkelijkheid is het gemiddelde 94.25. Bereken het onderscheidend vermogen 1 − β van de toets in procenten.

μ₀ = 100μ = 94,25σ = 15n = 36α = 0,10
1 − β = %
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy22446108121013xy510510

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = belasting in kN en y = verlenging in mm. Bereken de determinatiecoëfficiënt r² van de kleinstekwadratenlijn.

n = 5
r² =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy131340545757964xy54060ŷ = 43

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voor welke waarde x voorspelt de lijn ŷ = 43?

n = 5ŷ = 43
x =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
busfietsautoTotaalstudenten38161367personeel4381061Totaal812423128

De kruistabel toont waargenomen aantallen. Bereken voor een chikwadraattoets op onafhankelijkheid het verwachte aantal E voor de cel “studenten, fiets”.

rijtotaal = 67kolomtotaal = 24N = 128
E =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
geslaagdgezaktTotaalfabriek A372360fabriek B273360fabriek C162440Totaal8080160dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

De tabel toont waargenomen aantallen. Toets bij α = 0,05 of de twee variabelen onafhankelijk zijn (zonder continuïteitscorrectie). Bereken de toetsingsgrootheid χ² en vergelijk die daarna met de kritieke waarde uit de tabel.

N = 1603 × 2α = 0,05
χ² =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: D · Natuurlijk experiment

Waarom dit het antwoord is

In een natuurlijk experiment varieert de OV door gebeurtenissen buiten de controle van de onderzoeker. De ecologische validiteit is hoog, maar aselecte toewijzing is niet mogelijk.

Antwoord

D · Natuurlijk experiment
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: A · Een p-waarde laat niet zien hoe groot of hoe precies het effect is

Waarom dit het antwoord is

Een p-waarde hangt sterk af van de steekproefomvang en geeft alleen aan hoe verrassend de data zijn onder de nulhypothese. Effectgroottes tonen de omvang en intervallen tonen de precisie.

Antwoord

A · Een p-waarde laat niet zien hoe groot of hoe precies het effect is
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 16,78

Beschrijvende statistiek: het gemiddelde is de som gedeeld door n; de mediaan is de middelste waarde van de gesorteerde gegevens (het gemiddelde van de twee middelste als n even is). De steekproefstandaardafwijking is s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Een z-score z = (x − μ)/σ zegt hoeveel standaardafwijkingen een waarde van het gemiddelde ligt.

Gemiddelde

x̄ = 256/7 = 36,57

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−15,57)² + 6,429² + 15,43² + 7,429² + 20,43² + (−24,57)² + (−9,571)² = 1690

Standaardafwijking

s = √(1690/6) = 16,78

Antwoord

s = 16,78
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: z = 0,4

Beschrijvende statistiek: het gemiddelde is de som gedeeld door n; de mediaan is de middelste waarde van de gesorteerde gegevens (het gemiddelde van de twee middelste als n even is). De steekproefstandaardafwijking is s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Een z-score z = (x − μ)/σ zegt hoeveel standaardafwijkingen een waarde van het gemiddelde ligt.

Standaardiseren

z = (103,2 − 100)/8 = 0,4

Antwoord

z = 0,4
5.Kansrekening

Antwoord: N = 20

Kansrekening: bij even waarschijnlijke uitkomsten is P(A) = gunstig/totaal. Bij onafhankelijke gebeurtenissen vermenigvuldig je: P(A en B) = P(A)·P(B). De complementregel helpt vaak: P(minstens één) = 1 − P(geen). Binomiaal: bij n onafhankelijke pogingen met succeskans p geldt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Combinaties

C(6, 3) = (6·5·4)/(3·2·1) = 20

Antwoord

N = 20
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,1875

Kansrekening: bij even waarschijnlijke uitkomsten is P(A) = gunstig/totaal. Bij onafhankelijke gebeurtenissen vermenigvuldig je: P(A en B) = P(A)·P(B). De complementregel helpt vaak: P(minstens één) = 1 − P(geen). Binomiaal: bij n onafhankelijke pogingen met succeskans p geldt P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Nul en één uitval

P(X = 0) = 0,55 = 0,03125
P(X = 1) = 5·0,5·0,54 = 0,1563

Tel ze op

P = 0,03125 + 0,1563 = 0,1875

Antwoord

P = 0,1875
7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,3085

Sommen en verschillen van normale variabelen: als X en Y onafhankelijk en normaal verdeeld zijn, zijn X + Y en X − Y ook normaal verdeeld. Gemiddelden tellen op of worden afgetrokken: E(X ± Y) = μX ± μY. Varianties tellen altijd op, ook bij een verschil: Var(X ± Y) = σX² + σY², dus σ = √(σX² + σY²). Standaardafwijkingen tellen nooit rechtstreeks op. Het totaal van n onafhankelijke items met dezelfde verdeling heeft gemiddelde n·μ en standaardafwijking σ·√n. Standaardiseer daarna zoals gewoonlijk: z = (x − gemiddelde)/σ en lees Φ(z) af.

Verdeling van het totaal

μT = 48 kg, σT = 0,8·√4 = 1,6 kg

Standaardiseren

z = (48,8 − 48)/1,6 = 0,5

Kansrekening

P = 1 − Φ(0,5) = 0,3085

Antwoord

P = 0,3085
8.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7881

Sommen en verschillen van normale variabelen: als X en Y onafhankelijk en normaal verdeeld zijn, zijn X + Y en X − Y ook normaal verdeeld. Gemiddelden tellen op of worden afgetrokken: E(X ± Y) = μX ± μY. Varianties tellen altijd op, ook bij een verschil: Var(X ± Y) = σX² + σY², dus σ = √(σX² + σY²). Standaardafwijkingen tellen nooit rechtstreeks op. Het totaal van n onafhankelijke items met dezelfde verdeling heeft gemiddelde n·μ en standaardafwijking σ·√n. Standaardiseer daarna zoals gewoonlijk: z = (x − gemiddelde)/σ en lees Φ(z) af.

Verdeling van het verschil

μ = 52 − 48 = 4 s, σ = 5 s

Standaardiseren

z = (0 − 4)/5 = −0,8

Kansrekening

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Antwoord

P = 0,7881
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: E = 3,075

Betrouwbaarheidsinterval voor een gemiddelde: x̄ ± foutmarge. Met een bekende populatie-σ is de marge z·σ/√n; heb je alleen de steekproefstandaardafwijking s, gebruik dan t met n − 1 vrijheidsgraden: t·s/√n. Kritieke waarden: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Voor een marge van E of kleiner heb je n ≥ (z·σ/E)² nodig, naar boven afgerond.

Kritieke waarde

df = n − 1 = 8, t = 2,306

Foutmarge

E = 2,306·4/√9 = 3,075

Antwoord

E = 3,075
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 157

Betrouwbaarheidsinterval voor een gemiddelde: x̄ ± foutmarge. Met een bekende populatie-σ is de marge z·σ/√n; heb je alleen de steekproefstandaardafwijking s, gebruik dan t met n − 1 vrijheidsgraden: t·s/√n. Kritieke waarden: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Voor een marge van E of kleiner heb je n ≥ (z·σ/E)² nodig, naar boven afgerond.

n oplossen

n = (1,645·38/5)² = 156,3

Naar boven afronden

Een steekproefomvang is een geheel getal, en naar beneden afronden zou de marge te groot maken.

n = 157

Antwoord

n = 157
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = −1,585

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.

Standaardfout van het verschil

SE = √(6²/40 + 10²/50) = √2,9 = 1,703

Toetsingsgrootheid

z = (101,5 − 104,2)/1,703 = −1,585

Antwoord

z = −1,585

|z| < 1.96, dus H₀ wordt niet verworpen op het 5%-niveau (tweezijdig).

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: 1 − β = 84,57 %

Onderscheidend vermogen van een toets: het onderscheidend vermogen 1 − β is de kans dat H₀ wordt verworpen als die onwaar is. Bepaal de grens x̄c uit μ₀ en z_α, en bereken dan met het ware gemiddelde de kans om voorbij x̄c uit te komen: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Kritiek steekproefgemiddelde

SE = 15/√36 = 2,5
x̄c = 100 − 1,282·2,5 = 96,8

z onder het ware gemiddelde

z = (96,8 − 94,25)/2,5 = 1,018

Vermogen

onderscheidend vermogen = P(Z < 1.018) = 84.57%
1 − β = 84,57%

Antwoord

1 − β = 84,57%
13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r² = 0,9298

Kleinstekwadratenregressie: met x̄ en ȳ de gemiddelden, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² en Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) heeft de lijn ŷ = a + b·x helling b = Sxy/Sxx en snijpunt a = ȳ − b·x̄, dus gaat ze altijd door (x̄, ȳ). De correlatiecoëfficiënt van Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) ligt tussen −1 en 1; r² is het deel van de variatie in y dat door de lijn wordt verklaard.

Gemiddelden

x̄ = 30/5 = 6
ȳ = 41/5 = 8,2

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 60
Syy = Σ(y − ȳ)² = 96,8

Determinatiecoëfficiënt

r² = 60²/(40·96,8) = 0,9298

Antwoord

r² = 0,9298

Ongeveer 92,98% van de variatie in y wordt door de lijn verklaard.

14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: x = 3,94

Kleinstekwadratenregressie: met x̄ en ȳ de gemiddelden, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² en Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) heeft de lijn ŷ = a + b·x helling b = Sxy/Sxx en snijpunt a = ȳ − b·x̄, dus gaat ze altijd door (x̄, ȳ). De correlatiecoëfficiënt van Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) ligt tussen −1 en 1; r² is het deel van de variatie in y dat door de lijn wordt verklaard.

Gemiddelden

x̄ = 25/5 = 5
ȳ = 237/5 = 47,4

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 166

Regressielijn

b = 166/40 = 4,15
a = 47,4 − 4,15·5 = 26,65
ŷ = 26,65 + 4,15·x

Los op naar x

x = (43 − 26,65)/4,15 = 3,94

Antwoord

x = 3,94
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: E = 12,56

Chikwadraattoetsen: vergelijk waargenomen aantallen O met de onder H₀ verwachte aantallen E met χ² = Σ(O − E)²/E. Aanpassingstoets: E = n·p voor elke categorie, df = k − 1 (en nog één minder voor elke parameter die uit de data is geschat). Onafhankelijkheid in een r × c-tabel: E = rijtotaal × kolomtotaal / totaal, df = (r − 1)(c − 1). Verwerp H₀ als χ² groter is dan de kritieke waarde bij de gekozen α.

Verwacht aantal

E = 67·24/128 = 12,56

Antwoord

E = 12,56
16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 5,467

Chikwadraattoetsen: vergelijk waargenomen aantallen O met de onder H₀ verwachte aantallen E met χ² = Σ(O − E)²/E. Aanpassingstoets: E = n·p voor elke categorie, df = k − 1 (en nog één minder voor elke parameter die uit de data is geschat). Onafhankelijkheid in een r × c-tabel: E = rijtotaal × kolomtotaal / totaal, df = (r − 1)(c − 1). Verwerp H₀ als χ² groter is dan de kritieke waarde bij de gekozen α.

Verwachte aantallen

fabriek A: 30, 30
fabriek B: 30, 30
fabriek C: 20, 20

Chikwadraatgrootheid

χ² = (37 − 30)²/30 + (23 − 30)²/30 + (27 − 30)²/30 + (33 − 30)²/30 + (16 − 20)²/20 + (24 − 20)²/20
χ² = 5,467

Beslissing

df = 2, χ²crit = 5,991
5,467 < 5,991

Antwoord

χ² = 5,467

χ² ligt onder de kritieke waarde, dus H₀ wordt niet verworpen: er is geen significant bewijs voor een verband.

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