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

Welke toets vergelijkt twee onafhankelijke groepen als de data ordinaal of duidelijk niet normaal verdeeld zijn?

  1. AT-toets voor onafhankelijke steekproeven
  2. BWilcoxon-rangtekentoets
  3. CMann-Whitney U-toets
  4. DChikwadraattoets
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Een studie toont dat een vragenlijst sterk correleert met een erkende test van hetzelfde construct. Dat ondersteunt:

  1. AIndruksvaliditeit (face validity)
  2. BEcologische validiteit
  3. CConcurrente validiteit
  4. DTest-hertestbetrouwbaarheid
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
15202530354045

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 15, 38, 35, 29, 45, 37, 44.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 50 en standaardafwijking 10. Welk deel P van de waarden ligt boven 38?

μ = 50σ = 10x = 38
P =
5.KansrekeningGemiddeld
n = 13k = 3N = ?

Op hoeveel manieren N kun je een commissie van 3 personen kiezen uit een groep van 13? De volgorde doet er niet toe.

n = 13k = 3
N =
6.KansrekeningMoeilijk
xp(x)100,3200,15300,25400,3μ

X heeft de getoonde verdeling, en Y = 3X + 10. Bepaal de standaardafwijking σY van Y.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,3, 0,15, 0,25, 0,3Y = 3X + 10
σY =
7.Normale verdelingGemiddeld
1360 kg1432 kgT = X₁ + … + X₁₆?

De massa's van passagiers met bagage zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 85 kg en standaardafwijking 12 kg. Bepaal de kans P dat de totale massa van 16 ervan groter is dan 1432 kg. Rond z af op twee decimalen.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 16> 1432 kg
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
10 g0X − Y?

De massa X van een product van lijn 1 en Y van lijn 2 zijn onafhankelijk en normaal verdeeld: X heeft gemiddelde 500 g en standaardafwijking 8 g, Y heeft gemiddelde 490 g en standaardafwijking 6 g. Bepaal de kans P dat X groter is dan Y. Rond z af op twee decimalen.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
x̄E₁ = 10,899%, n = 64x̄E₂ = ?90%, n = 128

Een 99%-betrouwbaarheidsinterval voor een gemiddelde, gebaseerd op 64 waarnemingen en een bekende σ, heeft een foutmarge van 10,8. Wat is de foutmarge E₂ van een 90%-interval gebaseerd op 128 waarnemingen?

99%n₁ = 64E₁ = 10,890%n₂ = 128
E₂ =
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 33, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,595%

De standaardafwijking van de populatie is 33. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 0,5 heeft?

σ = 33E = 0,595%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 80 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 59 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 10 mm. Lijn 2: een steekproef van 100 onderdelen heeft gemiddelde 63,2 mm, bekende standaardafwijking 19 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 80x̄₁ = 59 mmσ₁ = 10 mmn₂ = 100x̄₂ = 63,2 mmσ₂ = 19 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
−1,961,96z = ?

In een onderzoek herstellen 55 van de 100 patiënten met behandeling A en 55 van de 120 patiënten met behandeling B. Bereken met de gepoolde fractie de toetsingsgrootheid z voor H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 55n₁ = 100x₂ = 55n₂ = 120
z =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy240339444544652xy246404550

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Bereken de determinatiecoëfficiënt r² van de kleinstekwadratenlijn.

n = 5
r² =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy18912110124117271403016233169xy202530100150ŷ = 164

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = temperatuur in °C en y = verkochte ijsjes. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voor welke waarde x voorspelt de lijn ŷ = 164?

n = 6ŷ = 164
x =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
geen defectkleingrootTotaaldagdienst10432780nachtdienst14214580Totaal246472160

De kruistabel toont waargenomen aantallen. Bereken de chikwadraatgrootheid χ² voor de toets op onafhankelijkheid tussen de rij- en kolomvariabele. Gebruik geen continuïteitscorrectie.

N = 1602 × 3
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
janeeTotaalfabriek A5050100fabriek B4159100fabriek C8911100Totaal180120300dfα = 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 = 3003 × 2α = 0,05
χ² =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: C · Mann-Whitney U-toets

Waarom dit het antwoord is

De Mann-Whitney U-toets vergelijkt rangen tussen twee ongerelateerde groepen. De Wilcoxon-rangtekentoets is voor gerelateerde steekproeven.

Antwoord

C · Mann-Whitney U-toets
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: C · Concurrente validiteit

Waarom dit het antwoord is

Concurrente validiteit blijkt wanneer een nieuwe meting overeenkomt met een erkende meting die ongeveer tegelijk is afgenomen.

Antwoord

C · Concurrente validiteit
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 10,24

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 = 243/7 = 34,71

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−19,71)² + 3,286² + 0,2857² + (−5,714)² + 10,29² + 2,286² + 9,286² = 629,4

Standaardafwijking

s = √(629,4/6) = 10,24

Antwoord

s = 10,24
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,8849

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 = −1,2

Tabel standaardnormale verdeling

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

Antwoord

P = 0,8849
5.Kansrekening

Antwoord: N = 286

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(13, 3) = (13·12·11)/(3·2·1) = 286

Antwoord

N = 286
6.Kansrekening

Antwoord: σY = 36,09

Discrete stochasten: een kansverdeling geeft elke waarde x die een variabele kan aannemen met haar kans p(x); de kansen liggen tussen 0 en 1 en tellen op tot 1. De verwachtingswaarde (het gemiddelde) is E(X) = Σx·p(x), het gemiddelde op de lange termijn. De variantie is Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², en de standaardafwijking σ = √Var(X). Voor een lineaire transformatie Y = aX + b geldt: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) en σY = |a|·σX; een constante optellen verandert de spreiding niet.

Spreiding van X

μ = 25,5, Var(X) = 144,8, σX = 12,03

Lineaire transformatie

σY = |3|·12,03 = 36,09

Antwoord

σY = 36,09

Het gemiddelde verschuift wel: E(Y) = 3·25,5 + 10 = 86,5.

7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,06681

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 = 1360 kg, σT = 12·√16 = 48 kg

Standaardiseren

z = (1432 − 1360)/48 = 1,5

Kansrekening

P = 1 − Φ(1,5) = 0,06681

Antwoord

P = 0,06681
8.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,8413

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 = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

Standaardiseren

z = (0 − 10)/10 = −1

Kansrekening

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Antwoord

P = 0,8413
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: E₂ = 4,877

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

Verhouding van de marges

E₂/E₁ = (1,645/2,576)·√(64/128) = 0,4515

Nieuwe marge

E₂ = 10,8·0,4515 = 4,877

Antwoord

E₂ = 4,877
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 16735

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 = (1,96·33/0,5)² = 16734

Naar boven afronden

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

n = 16735

Antwoord

n = 16735
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = −1,905

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 = √(10²/80 + 19²/100) = √4,86 = 2,205

Toetsingsgrootheid

z = (59 − 63,2)/2,205 = −1,905

Antwoord

z = −1,905

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

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 1,354

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.

Steekproeffracties

p̂₁ = 55/100 = 0,55
p̂₂ = 55/120 = 0,4583
p̂ = 110/220 = 0,5

Standaardfout onder H₀

SE = √(0,5·0,5·(1/100 + 1/120)) = 0,0677

Toetsingsgrootheid

z = (0,55 − 0,4583)/0,0677 = 1,354

Antwoord

z = 1,354

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

13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r² = 0,8025

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 = 20/5 = 4
ȳ = 219/5 = 43,8

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 29
Syy = Σ(y − ȳ)² = 104,8

Determinatiecoëfficiënt

r² = 29²/(10·104,8) = 0,8025

Antwoord

r² = 0,8025

Ongeveer 80,25% van de variatie in y wordt door de lijn verklaard.

14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: x = 31,49

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 = 153/6 = 25,5
ȳ = 780/6 = 130

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 894

Regressielijn

b = 894/157,5 = 5,676
a = 130 − 5,676·25,5 = −14,74
ŷ = −14,74 + 5,676·x

Los op naar x

x = (164 − (−14,74))/5,676 = 31,49

Antwoord

x = 31,49
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 12,73

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

dagdienst: 80·24/160 = 12, 80·64/160 = 32, 80·72/160 = 36
nachtdienst: 80·24/160 = 12, 80·64/160 = 32, 80·72/160 = 36

Chikwadraatgrootheid

χ² = (10 − 12)²/12 + (43 − 32)²/32 + (27 − 36)²/36 + (14 − 12)²/12 + (21 − 32)²/32 + (45 − 36)²/36
χ² = 12,73

Antwoord

χ² = 12,73

df = 2. Bij α = 0,05 is de kritieke waarde 5,991, dus H₀ (onafhankelijkheid) wordt verworpen.

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 54,25

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: 60, 40
fabriek B: 60, 40
fabriek C: 60, 40

Chikwadraatgrootheid

χ² = (50 − 60)²/60 + (50 − 40)²/40 + (41 − 60)²/60 + (59 − 40)²/40 + (89 − 60)²/60 + (11 − 40)²/40
χ² = 54,25

Beslissing

df = 2, χ²crit = 5,991
54,25 > 5,991

Antwoord

χ² = 54,25

χ² ligt boven de kritieke waarde, dus H₀ wordt verworpen: de variabelen lijken samen te hangen.

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