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

Bij een inhoudsanalyse controleer je de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid door:

  1. AHet materiaal op één dag twee keer te coderen
  2. BTwee onderzoekers hetzelfde materiaal te laten coderen en de resultaten te vergelijken
  3. CDeelnemers achteraf te vragen of de codering van hun materiaal door de onderzoeker klopt
  4. DEen grotere steekproef van materiaal te gebruiken
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Bij een meervoudige regressie die tentamenscores voorspelt uit studie-uren en slaap is R² = 0,36. Wat betekent dit?

  1. ADe voorspellers verklaren samen 36% van de variantie in tentamenscores
  2. BDe correlatie tussen de voorspellers is 0,36
  3. CStudie-uren veroorzaken 36% van het tentamensucces
  4. D36% van de studenten haalde het tentamen
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
15202530354045

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 20, 38, 45, 49, 27, 24, 11.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 70 en standaardafwijking 12. Welk deel P van de waarden ligt onder 77,2?

μ = 70σ = 12x = 77,2
P =
5.KansrekeningGemiddeld
xp(x)00,110,1520,2530,3540,15μ = 2,3

Bepaal voor de getoonde verdeling de standaardafwijking σ van X.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,1, 0,15, 0,25, 0,35, 0,15
σ =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 5, p = 0,1: P(X = 2) = ?k012345

Een toets heeft 5 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,1. Wat is de kans P op precies 2 goede antwoorden?

n = 5p = 0,1k = 2
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
−3−2−10123zgearceerd oppervlak rechts van z = 0,0174

Sleep z zo dat het gearceerde oppervlak onder de standaardnormale kromme, rechts van z, 0,0174 is. Bepaal z op twee decimalen.

A = 0,0174
z =
8.Normale verdelingMoeilijk
235240245250255260265gonder 5%

De gewichten van zakken zijn normaal verdeeld met gemiddelde 250 g en standaardafwijking 5 g. Sleep de grenswaarde zo dat de gearceerde onderste 5% links ervan ligt. Bepaal de grenswaarde x.

μ = 250 gσ = 5 g5%
x = g
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 16, s = 7,5L = ?Ux̄ = 16E95%

Een steekproef van 16 items heeft gemiddelde 16 en standaardafwijking s = 7,5. De populatie is bij benadering normaal verdeeld. Bereken de ondergrens van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

n = 16x̄ = 16s = 7,595%t(15) = 2,131
ondergrens =
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 39, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 495%

De standaardafwijking van de populatie is 39. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 4 heeft?

σ = 39E = 495%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 60 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 75 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 17 mm. Lijn 2: een steekproef van 40 onderdelen heeft gemiddelde 81,7 mm, bekende standaardafwijking 11 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 60x̄₁ = 75 mmσ₁ = 17 mmn₂ = 40x̄₂ = 81,7 mmσ₂ = 11 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
−1,961,96z = ?

In een onderzoek herstellen 55 van de 100 patiënten met behandeling A en 61 van de 120 patiënten met behandeling B. Bereken met de gepoolde fractie de toetsingsgrootheid z voor H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 55n₁ = 100x₂ = 61n₂ = 120
z =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy35757779199911114xy5106080100120

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = aantal uren gestudeerd en y = tentamencijfer. Hun sommen zijn gegeven. Bereken uit deze sommen de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.

n = 5Σx = 35Σy = 438Σx² = 285Σy² = 40256Σxy = 3338
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy23043264385010501261xy51030405060x = 11

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voorspel ŷ voor x = 11.

n = 6x = 11
ŷ =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
busfietsautoTotaalstudenten39421293personeel9133759Totaal485549152

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

rijtotaal = 93kolomtotaal = 55N = 152
E =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk

Een chikwadraat-aanpassingstoets controleert of aantallen in 5 categorieën een Poissonverdeling volgen waarvan het gemiddelde uit dezelfde data is geschat. Hoeveel vrijheidsgraden df heeft de toets?

k = 5
df =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: B · Twee onderzoekers hetzelfde materiaal te laten coderen en de resultaten te vergelijken

Waarom dit het antwoord is

Als onafhankelijke codeurs voor dezelfde data vergelijkbare codes geven (hoge overeenstemming of correlatie), is het codeerschema betrouwbaar.

Antwoord

B · Twee onderzoekers hetzelfde materiaal te laten coderen en de resultaten te vergelijken
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: A · De voorspellers verklaren samen 36% van de variantie in tentamenscores

Waarom dit het antwoord is

R² laat zien hoeveel van de variabiliteit in de uitkomst door alle voorspellers samen wordt verklaard. Het toont geen causaliteit aan.

Antwoord

A · De voorspellers verklaren samen 36% van de variantie in tentamenscores
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 13,87

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 = 214/7 = 30,57

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−10,57)² + 7,429² + 14,43² + 18,43² + (−3,571)² + (−6,571)² + (−19,57)² = 1154

Standaardafwijking

s = √(1154/6) = 13,87

Antwoord

s = 13,87
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,7257

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 = 0,6

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(0,6) = 0,7257
P = 0,7257

Antwoord

P = 0,7257
5.Kansrekening

Antwoord: σ = 1,187

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.

Gemiddelde

μ = 0·0,1 + 1·0,15 + 2·0,25 + 3·0,35 + 4·0,15 = 2,3

Gemiddelde van de kwadraten

E(X²) = 0·0,1 + 1·0,15 + 4·0,25 + 9·0,35 + 16·0,15 = 6,7

Variantie

Var(X) = 6,7 − 2,3² = 1,41
σ = √1,41 = 1,187

Antwoord

σ = 1,187
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,0729

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.

Binomiale formule

P(X = 2) = 10·0,12·0,93 = 10·0,01·0,729 = 0,0729

Antwoord

P = 0,0729
7.Normale verdeling

Antwoord: z = 2,11

Van een oppervlak terug naar z: Φ(z) is het oppervlak links van z. Zoek voor een linkerstaartoppervlak A de z met Φ(z) = A in de tabel. Een rechterstaartoppervlak A betekent Φ(z) = 1 − A. Een centraal oppervlak A tussen −z en z laat (1 − A)/2 in elke staart over, dus Φ(z) = (1 + A)/2. Gebruik voor een waarde x de formule x = μ + zσ.

Oppervlak links van z

Φ(z) = 1 − 0,0174 = 0,9826

Lees de z-tabel achterstevoren

Zoek 0,9826 in de tabel en lees z af.

z = 2,11

Antwoord

z = 2,11
8.Normale verdeling

Antwoord: x = 241,8 g

Van een oppervlak terug naar z: Φ(z) is het oppervlak links van z. Zoek voor een linkerstaartoppervlak A de z met Φ(z) = A in de tabel. Een rechterstaartoppervlak A betekent Φ(z) = 1 − A. Een centraal oppervlak A tussen −z en z laat (1 − A)/2 in elke staart over, dus Φ(z) = (1 + A)/2. Gebruik voor een waarde x de formule x = μ + zσ.

Oppervlak links

Φ(z) = 0,05

z uit de tabel

z ≈ −1,64

Terug naar de oorspronkelijke eenheden

x = 250 − 1,64·5 = 241,8 g

Antwoord

x = 241,8 g
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: ondergrens = 12

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 = 15, t = 2,131

Foutmarge

E = 2,131·7,5/√16 = 3,996

Interval

16 ± 3,996 → [12, 20]

Antwoord

ondergrens = 12
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 366

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 = (1,96·39/4)² = 365,2

Naar boven afronden

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

n = 366

Antwoord

n = 366
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = −2,393

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 = √(17²/60 + 11²/40) = √7,842 = 2,8

Toetsingsgrootheid

z = (75 − 81,7)/2,8 = −2,393

Antwoord

z = −2,393

|z| > 1,96, dus H₀ wordt verworpen op het 5%-niveau (tweezijdig).

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 0,6164

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 = 61/120 = 0,5083
p̂ = 116/220 = 0,5273

Standaardfout onder H₀

SE = √(0,5273·0,4727·(1/100 + 1/120)) = 0,0676

Toetsingsgrootheid

z = (0,55 − 0,5083)/0,0676 = 0,6164

Antwoord

z = 0,6164

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

13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,99

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.

Gecentreerde sommen

Sxy = 3338 − 35·438/5 = 272
Sxx = 285 − 35²/5 = 40
Syy = 40256 − 438²/5 = 1887

Correlatiecoëfficiënt

r = 272/√(40·1887) = 0,99

Antwoord

r = 0,99
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: ŷ = 56,68

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 = 42/6 = 7
ȳ = 266/6 = 44,33

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 216

Regressielijn

b = 216/70 = 3,086
a = 44,33 − 3,086·7 = 22,73
ŷ = 22,73 + 3,086·x

Voorspelling

ŷ = 22,73 + 3,086·11 = 56,68

Antwoord

ŷ = 56,68
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: E = 33,65

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 = 93·55/152 = 33,65

Antwoord

E = 33,65
16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: df = 3

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.

Vrijheidsgraden

df = 5 − 1 − 1 = 3

Antwoord

df = 3

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