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 test is zo makkelijk dat bijna alle deelnemers dicht bij het maximum scoren. Dit heet:

  1. AEen vloereffect
  2. BEen plafondeffect
  3. CEen volgorde-effect
  4. DEen oefeneffect
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Patiënten die zijn gekozen omdat ze extreem hoge angstscores hebben, scoren bij een tweede meting lager, ook zonder behandeling. Wat is de waarschijnlijkste verklaring?

  1. ARegressie naar het gemiddelde
  2. BCounterbalancing
  3. CEen plafondeffect
  4. DHet Hawthorne-effect
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
202530354045

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 36, 39, 18, 47, 32, 29.

n = 6
s =
4.Beschrijvende statistiekMoeilijk
z −2−1012

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 500 en standaardafwijking 25. Welk deel P van de waarden ligt onder 525?

μ = 500σ = 25x = 525
P =
5.KansrekeningGemiddeld
xp(x)10,3520,2530,1540,25μ = 2,3

Bepaal voor de getoonde verdeling de standaardafwijking σ van X.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,25, 0,15, 0,25
σ =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 10, p = 0,4: P(X ≤ 1) = ?k012345678910

Er worden 10 onderdelen getest, en elk valt onafhankelijk uit met kans 0,4. Wat is de kans P dat er hoogstens één uitvalt?

n = 10p = 0,4
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
460534P = ?

De levensduren van batterijen zijn normaal verdeeld met gemiddelde 500 h en standaardafwijking 40 h. Welk deel ligt tussen 460 en 534 h? Geef P als decimaal getal.

μ = 500σ = 40x1 = 460x2 = 534
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
0,04 mm0D − d?

Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,04 mm en standaardafwijking 0,02 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,01 mm. Een willekeurig gekozen as past als D − d > 0. Bepaal de kans P dat hij past. Rond z af op twee decimalen.

gat: μ = 25,04 mm, σ = 0,02 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,01 mm
P =
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 20, sd​ = 7,50LUd̄ = 5,2E = ?99%

De bloeddruk van 20 patiënten wordt gemeten voor en na een behandeling. De verschillen d = voor − na (mmHg) hebben gemiddelde 5,2 en standaardafwijking 7,5. Bereken de foutmarge E van het 99%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde verschil.

n = 20d̄ = 5,2sd = 7,599%t(19) = 2,861
E = mmHg
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 22, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

De standaardafwijking van de populatie is 22. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 99%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 0,5 heeft?

σ = 22E = 0,599%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 80 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 126 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 12 mm. Lijn 2: een steekproef van 80 onderdelen heeft gemiddelde 120,2 mm, bekende standaardafwijking 15 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 80x̄₁ = 126 mmσ₁ = 12 mmn₂ = 80x̄₂ = 120,2 mmσ₂ = 15 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
−1,961,96z = ?

In een onderzoek herstellen 42 van de 120 patiënten met behandeling A en 22 van de 100 patiënten met behandeling B. Bereken met de gepoolde fractie de toetsingsgrootheid z voor H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 42n₁ = 120x₂ = 22n₂ = 100
z =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy2941862582910361243xy5102040

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = belasting in kN en y = verlenging in mm. Bereken de determinatiecoëfficiënt r² van de kleinstekwadratenlijn.

n = 6
r² =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy181022011422126241422615528173xy2025100150x = 27

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = temperatuur in °C en y = verkochte ijsjes. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voorspel ŷ voor x = 27.

n = 6x = 27
ŷ =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
hoestgeen hoestTotaalrokers4575120niet-rokers156580Totaal60140200

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

N = 2002 × 2
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk

Een chikwadraat-aanpassingstoets controleert of aantallen in 7 categorieën een Poissonverdeling volgen waarvan het gemiddelde uit dezelfde data is geschat. Hoeveel vrijheidsgraden df heeft de toets?

k = 7
df =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: B · Een plafondeffect

Waarom dit het antwoord is

Plafondeffecten verbergen verschillen tussen condities omdat niemand hoger kan scoren. Vloereffecten zijn het omgekeerde, als een taak te moeilijk is.

Antwoord

B · Een plafondeffect
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: A · Regressie naar het gemiddelde

Waarom dit het antwoord is

Als mensen worden geselecteerd op extreme scores, zorgen meetfouten en toeval ervoor dat hun latere scores meestal naar het gemiddelde bewegen. Controlegroepen helpen dit te scheiden van behandeleffecten.

Antwoord

A · Regressie naar het gemiddelde
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 9,813

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 = 201/6 = 33,5

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = 2,5² + 5,5² + (−15,5)² + 13,5² + (−1,5)² + (−4,5)² = 481,5

Standaardafwijking

s = √(481,5/5) = 9,813

Antwoord

s = 9,813
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,8413

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

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(1) = 0,8413
P = 0,8413

Antwoord

P = 0,8413
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 = 1·0,35 + 2·0,25 + 3·0,15 + 4·0,25 = 2,3

Gemiddelde van de kwadraten

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

Variantie

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

Antwoord

σ = 1,187
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,04636

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) = 0,610 = 0,006047
P(X = 1) = 10·0,4·0,69 = 0,04031

Tel ze op

P = 0,006047 + 0,04031 = 0,04636

Antwoord

P = 0,04636
7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,6437

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-scores

z₁ = (460 − 500)/40 = −1
z₂ = (534 − 500)/40 = 0,85

Oppervlakte ertussen

P = Φ(0,85) − Φ(−1) = 0,8023 − 0,1587 = 0,6437

Antwoord

P = 0,6437
8.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9633

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 = 25,04 − 25 = 0,04 mm, σ = 0,02236 mm

Standaardiseren

z = (0 − 0,04)/0,02236 = −1,79

Kansrekening

P = 1 − Φ(−1,79) = 0,9633

Antwoord

P = 0,9633
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: E = 4,798 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.

Kritieke waarde

df = 19, t = 2,861

Foutmarge

E = 2,861·7,5/√20 = 4,798

Antwoord

E = 4,798 mmHg
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 12847

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 = (2,576·22/0,5)² = 12847

Naar boven afronden

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

n = 12847

Antwoord

n = 12847
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 2,701

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 = √(12²/80 + 15²/80) = √4,613 = 2,148

Toetsingsgrootheid

z = (126 − 120,2)/2,148 = 2,701

Antwoord

z = 2,701

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

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 2,114

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 = 42/120 = 0,35
p̂₂ = 22/100 = 0,22
p̂ = 64/220 = 0,2909

Standaardfout onder H₀

SE = √(0,2909·0,7091·(1/120 + 1/100)) = 0,0615

Toetsingsgrootheid

z = (0,35 − 0,22)/0,0615 = 2,114

Antwoord

z = 2,114

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

13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r² = 0,9911

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 = 160/6 = 26,67

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 228
Syy = Σ(y − ȳ)² = 749,3

Determinatiecoëfficiënt

r² = 228²/(70·749,3) = 0,9911

Antwoord

r² = 0,9911

Ongeveer 99,11% van de variatie in y wordt door de lijn verklaard.

14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: ŷ = 163,6

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 = 138/6 = 23
ȳ = 812/6 = 135,3

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 494

Regressielijn

b = 494/70 = 7,057
a = 135,3 − 7,057·23 = −26,98
ŷ = −26,98 + 7,057·x

Voorspelling

ŷ = −26,98 + 7,057·27 = 163,6

Antwoord

ŷ = 163,6
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 8,036

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

rokers: 120·60/200 = 36, 120·140/200 = 84
niet-rokers: 80·60/200 = 24, 80·140/200 = 56

Chikwadraatgrootheid

χ² = (45 − 36)²/36 + (75 − 84)²/84 + (15 − 24)²/24 + (65 − 56)²/56
χ² = 8,036

Antwoord

χ² = 8,036

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

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: df = 5

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 = 7 − 1 − 1 = 5

Antwoord

df = 5

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