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 type I-fout treedt op wanneer een onderzoeker:

  1. ADe verkeerde statistische toets gebruikt
  2. BEen nulhypothese verwerpt die in werkelijkheid waar is
  3. CTe veel data verzamelt
  4. DEen onware nulhypothese niet verwerpt
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Bij grounded theory gaat de dataverzameling door tot:

  1. ATheoretische verzadiging is bereikt en nieuwe data geen nieuwe categorieën meer opleveren
  2. BDe oorspronkelijke hypothese is bevestigd
  3. CTen minste 1,000 deelnemers zijn geïnterviewd
  4. DEen p-waarde onder 0,05 is verkregen
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
424446485052

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 46, 52, 50, 41, 47.

n = 5
s =
4.Beschrijvende statistiekMoeilijk
z −2−1012

Tentamencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 170 en standaardafwijking 8. Bereken de z-score z van een score van 174,8.

μ = 170σ = 8x = 174,8
z =
5.KansrekeningGemiddeld
n = 9k = 3N = ?

Op hoeveel manieren N kun je een commissie van 3 personen kiezen uit een groep van 9? De volgorde doet er niet toe.

n = 9k = 3
N =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 5, p = 0,6: P(X = 3) = ?k012345

Een toets heeft 5 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,6. Wat is de kans P op precies 3 goede antwoorden?

n = 5p = 0,6k = 3
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
1020 kg978,4 kgT = X₁ + … + X₁₂?

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 12 ervan groter is dan 978,4 kg. Rond z af op twee decimalen.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 12> 978,4 kg
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
μ = 178x = ?80%

De lengtes van volwassen mannen zijn normaal verdeeld met gemiddelde 178 cm en standaardafwijking 7 cm. Bereken de waarde x waaronder 80% ervan ligt (het 80e percentiel).

μ = 178σ = 7P = 80%
x = cm
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
x̄E₁ = 6,995%, n = 64x̄E₂ = ?99%, n = 64

Een 95%-betrouwbaarheidsinterval voor een gemiddelde, gebaseerd op 64 waarnemingen en een bekende σ, heeft een foutmarge van 6,9. Wat is de foutmarge E₂ van een 99%-interval uit dezelfde data?

95%n₁ = 64E₁ = 6,999%
E₂ =
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 36, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2,599%

De standaardafwijking van de populatie is 36. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 99%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 2,5 heeft?

σ = 36E = 2,599%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,81,8p = ?

Van een populatie wordt beweerd dat het gemiddelde 120 is; de standaardafwijking van de populatie is bekend en is 12. Een aselecte steekproef van 36 waarnemingen heeft een gemiddelde van 123,6. Toets H₀: μ = 120 tegen H₁: μ ≠ 120. Bereken de p-waarde p.

μ₀ = 120σ = 12n = 36x̄ = 123,6H₁: μ ≠ μ₀
p =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
z −1,64501,645

Een steekproef van 81 metingen heeft gemiddelde 47,3. De standaardafwijking van de populatie is 15. Bereken de bovengrens U van het 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

x̄ = 47,3σ = 15n = 8190%
U =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy338437539640747xy464045

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Hun sommen zijn gegeven. Bereken uit deze sommen de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.

n = 5Σx = 25Σy = 201Σx² = 135Σy² = 8143Σxy = 1026
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy17631976218023972511227119xy20256080100120ŷ = 103

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 = 103?

n = 6ŷ = 103
x =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
janeeTotaalmannen314980vrouwen255580Totaal56104160

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

N = 1602 × 2
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk

Een chikwadraat-aanpassingstoets controleert of aantallen in 6 categorieën een Poissonverdeling volgen waarvan het gemiddelde uit dezelfde data is geschat. Hoeveel vrijheidsgraden df heeft de toets?

k = 6
df =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: B · Een nulhypothese verwerpt die in werkelijkheid waar is

Waarom dit het antwoord is

Een type I-fout claimt een effect dat niet bestaat. De kans erop is gelijk aan het significantieniveau (vaak 0,05). Een type II-fout mist een echt effect.

Antwoord

B · Een nulhypothese verwerpt die in werkelijkheid waar is
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: A · Theoretische verzadiging is bereikt en nieuwe data geen nieuwe categorieën meer opleveren

Waarom dit het antwoord is

Grounded theory ontwikkelt theorie inductief door data tegelijk te verzamelen en te coderen, en stopt met steekproeftrekking als nieuwe data de categorieën niet meer verder ontwikkelen.

Antwoord

A · Theoretische verzadiging is bereikt en nieuwe data geen nieuwe categorieën meer opleveren
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 4,207

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 = 236/5 = 47,2

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−1,2)² + 4,8² + 2,8² + (−6,2)² + (−0,2)² = 70,8

Standaardafwijking

s = √(70,8/4) = 4,207

Antwoord

s = 4,207
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: z = 0,6

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 = (174,8 − 170)/8 = 0,6

Antwoord

z = 0,6
5.Kansrekening

Antwoord: N = 84

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(9, 3) = (9·8·7)/(3·2·1) = 84

Antwoord

N = 84
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,3456

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 = 3) = 10·0,63·0,42 = 10·0,216·0,16 = 0,3456

Antwoord

P = 0,3456
7.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 totaal

μT = 1020 kg, σT = 12·√12 = 41,57 kg

Standaardiseren

z = (978,4 − 1020)/41,57 = −1

Kansrekening

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Antwoord

P = 0,8413
8.Normale verdeling

Antwoord: x = 183,9 cm

Normale verdeling: reken een waarde x om naar een z-score, z = (x − μ)/σ, die telt hoeveel standaardafwijkingen x van het gemiddelde ligt. Een z-tabel (of Φ(z)) geeft de oppervlakte links van z, en dat is P(X < x). De oppervlakte rechts is 1 − Φ(z), en de oppervlakte tussen twee waarden is het verschil van hun twee oppervlakten.

z voor het percentiel

Φ(z) = 0,8 → z = 0,8416

Terug naar x

x = 178 + 0,8416·7 = 183,89 cm

Antwoord

x = 183,89 cm
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: E₂ = 9,069

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 = (2,576/1,96)·√(64/64) = 1,314

Nieuwe marge

E₂ = 6,9·1,314 = 9,069

Antwoord

E₂ = 9,069
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 1376

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 = (2,576·36/2,5)² = 1376

Naar boven afronden

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

n = 1376

Antwoord

n = 1376
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: p = 0,07186

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.

Toetsingsgrootheid

SE = σ/√n = 12/√36 = 2
z = (123,6 − 120)/2 = 1,8

Staartoppervlakte

Φ(1,8) = 0,9641
1 − Φ(1,8) = 0,0359

p-waarde

p = 2·0,0359 = 0,07186

Antwoord

p = 0,07186

p > 0,05, dus H₀ wordt niet verworpen op het 5%-niveau.

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: U = 50,04

Toetsen van een gemiddelde: de toetsingsgrootheid meet hoeveel standaardfouten het steekproefgemiddelde van de waarde in H₀ af ligt: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) als σ bekend is, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) als die uit de steekproef wordt geschat. Een betrouwbaarheidsinterval is x̄ ± (kritieke waarde)·(standaardfout).

Foutmarge

E = 1,645·15/√81 = 2,742

Intervalgrens

U = 47,3 + 2,742 = 50,04

Antwoord

U = 50,04
13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,838

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 = 1026 − 25·201/5 = 21
Sxx = 135 − 25²/5 = 10
Syy = 8143 − 201²/5 = 62,8

Correlatiecoëfficiënt

r = 21/√(10·62,8) = 0,838

Antwoord

r = 0,838
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: x = 24,05

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 = 132/6 = 22
ȳ = 547/6 = 91,17

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 405

Regressielijn

b = 405/70 = 5,786
a = 91,17 − 5,786·22 = −36,12
ŷ = −36,12 + 5,786·x

Los op naar x

x = (103 − (−36,12))/5,786 = 24,05

Antwoord

x = 24,05
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 0,989

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

mannen: 80·56/160 = 28, 80·104/160 = 52
vrouwen: 80·56/160 = 28, 80·104/160 = 52

Chikwadraatgrootheid

χ² = (31 − 28)²/28 + (49 − 52)²/52 + (25 − 28)²/28 + (55 − 52)²/52
χ² = 0,989

Antwoord

χ² = 0,989

df = 1. Bij α = 0,05 is de kritieke waarde 3,841, dus H₀ (onafhankelijkheid) wordt niet verworpen.

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: df = 4

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 = 6 − 1 − 1 = 4

Antwoord

df = 4

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