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 stuurt een vragenlijst naar alle studenten en vraagt respondenten daarna vrienden te werven die ook een zeldzame slaapapp gebruiken. Welke steekproefmethode wordt bij de tweede stap gebruikt?

  1. ASystematische steekproef
  2. BAselecte steekproef
  3. CSneeuwbalsteekproef
  4. DGestratificeerde steekproef
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Een geheugenonderzoek gebruikt een design met herhaalde metingen waarin iedereen eerst lijst A en daarna lijst B leert. Lijst B wordt beter herinnerd. Wat is de waarschijnlijkste fout?

  1. AEen te grote steekproef
  2. BIndividuele verschillen tussen de groepen
  3. CVolgorde-effecten zoals oefening, omdat de condities niet waren gecounterbalanced
  4. DHet gebruik van een ordinaal meetniveau
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
2530354045

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 29, 22, 29, 46, 44, 24.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 50 en standaardafwijking 20. Welk deel P van de waarden ligt onder 34?

μ = 50σ = 20x = 34
P =
5.KansrekeningGemiddeld
xp(x)00,2520,1540,2560,35μ = 3,4

Bepaal voor de getoonde verdeling de standaardafwijking σ van X.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,25, 0,15, 0,25, 0,35
σ =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 12, p = 0,4: P(X ≤ 1) = ?k0123456789101112

Er worden 12 onderdelen getest, en elk valt onafhankelijk uit met kans 0,4. Wat is de kans P dat er hoogstens één uitvalt?

n = 12p = 0,4
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
30,233,2P = ?

De levertijden zijn normaal verdeeld met gemiddelde 32 min en standaardafwijking 6 min. Welk deel ligt tussen 30,2 en 33,2 min? Geef P als decimaal getal.

μ = 32σ = 6x1 = 30,2x2 = 33,2
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
0,05 mm0D − d?

Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,05 mm en standaardafwijking 0,015 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,015 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 = 25,05 mm, σ = 0,015 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 30, s = 11,5LU = ?x̄ = 26,5E95%

Een steekproef van 30 items heeft gemiddelde 26,5 en standaardafwijking s = 11,5. De populatie is bij benadering normaal verdeeld. Bereken de bovengrens van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

n = 30x̄ = 26,5s = 11,595%t(29) = 2,045
bovengrens =
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
p ≈ 0,1, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0590%

Een vooronderzoek wijst erop dat ongeveer 0,1 van de producten defect is. Hoeveel producten n moeten worden gecontroleerd zodat een 90%-betrouwbaarheidsinterval voor de fractie een foutmarge van hoogstens 0,05 heeft?

p ≈ 0,1E = 0,0590%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 60 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 114 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 16 mm. Lijn 2: een steekproef van 100 onderdelen heeft gemiddelde 112,1 mm, bekende standaardafwijking 17 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 60x̄₁ = 114 mmσ₁ = 16 mmn₂ = 100x̄₂ = 112,1 mmσ₂ = 17 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
z −1,9601,96

Een steekproef van 100 metingen heeft gemiddelde 100,4. De standaardafwijking van de populatie is 12. Bereken de bovengrens U van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

x̄ = 100,4σ = 12n = 10095%
U =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy187820842291249626115xy202580100

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = temperatuur in °C en y = verkochte ijsjes. Hun sommen zijn gegeven. Bereken uit deze sommen de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.

n = 5Σx = 110Σy = 464Σx² = 2460Σy² = 43862Σxy = 10380
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy175419642165237525832794xy20256080x = 26

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = temperatuur in °C en y = verkochte ijsjes. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Er wordt een nieuwe waarneming (26, 83) gedaan. Bereken het residu e = y − ŷ.

n = 6(26, 83)
e =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
laagmiddelhoogTotaalstedelijk34282486landelijk23131551Totaal574139137

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

rijtotaal = 86kolomtotaal = 39N = 137
E =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

Er wordt een chikwadraattoets op onafhankelijkheid uitgevoerd op een kruistabel met 2 rijen en 3 kolommen (de totalen niet meegeteld). Zoek met de tabel de kritieke waarde χ²crit bij significantieniveau α = 0,01.

α = 0,01
χ²crit =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: C · Sneeuwbalsteekproef

Waarom dit het antwoord is

Een sneeuwbalsteekproef is nuttig voor moeilijk bereikbare groepen, maar de steekproef deelt waarschijnlijk kenmerken en is niet representatief.

Antwoord

C · Sneeuwbalsteekproef
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: C · Volgorde-effecten zoals oefening, omdat de condities niet waren gecounterbalanced

Waarom dit het antwoord is

Als alle deelnemers de condities in dezelfde volgorde doorlopen, kan verbetering oefening weerspiegelen in plaats van de lijst. Counterbalancing (ABBA, of de helft AB en de helft BA) controleert hiervoor.

Antwoord

C · Volgorde-effecten zoals oefening, omdat de condities niet waren gecounterbalanced
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 10,21

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 = 194/6 = 32,33

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−3,333)² + (−10,33)² + (−3,333)² + 13,67² + 11,67² + (−8,333)² = 521,3

Standaardafwijking

s = √(521,3/5) = 10,21

Antwoord

s = 10,21
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,2119

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 = −0,8

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(−0,8) = 0,2119
P = 0,2119

Antwoord

P = 0,2119
5.Kansrekening

Antwoord: σ = 2,375

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 = 0·0,25 + 2·0,15 + 4·0,25 + 6·0,35 = 3,4

Gemiddelde van de kwadraten

E(X²) = 0·0,25 + 4·0,15 + 16·0,25 + 36·0,35 = 17,2

Variantie

Var(X) = 17,2 − 3,4² = 5,64
σ = √5,64 = 2,375

Antwoord

σ = 2,375
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,01959

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) = 0,612 = 0,002177
P(X = 1) = 12·0,4·0,611 = 0,01741

Tel ze op

P = 0,002177 + 0,01741 = 0,01959

Antwoord

P = 0,01959
7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,1972

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 = (30,2 − 32)/6 = −0,3
z₂ = (33,2 − 32)/6 = 0,2

Oppervlakte ertussen

P = Φ(0,2) − Φ(−0,3) = 0,5793 − 0,3821 = 0,1972

Antwoord

P = 0,1972
8.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9909

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 = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,02121 mm

Standaardiseren

z = (0 − 0,05)/0,02121 = −2,36

Kansrekening

P = 1 − Φ(−2,36) = 0,9909

Antwoord

P = 0,9909
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: bovengrens = 30,79

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 = 29, t = 2,045

Foutmarge

E = 2,045·11,5/√30 = 4,294

Interval

26,5 ± 4,294 → [22,21, 30,79]

Antwoord

bovengrens = 30,79
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 98

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.

n oplossen

n = 1,645²·0,1·0,9/0,05² = 97,42

Naar boven afronden

n = 98

Antwoord

n = 98
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 0,7102

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 = √(16²/60 + 17²/100) = √7,157 = 2,675

Toetsingsgrootheid

z = (114 − 112,1)/2,675 = 0,7102

Antwoord

z = 0,7102

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

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: U = 102,8

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 = 1,96·12/√100 = 2,352

Intervalgrens

U = 100,4 + 2,352 = 102,8

Antwoord

U = 102,8
13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,9598

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 = 10380 − 110·464/5 = 172
Sxx = 2460 − 110²/5 = 40
Syy = 43862 − 464²/5 = 802,8

Correlatiecoëfficiënt

r = 172/√(40·802,8) = 0,9598

Antwoord

r = 0,9598
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: e = −4,757

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 = 435/6 = 72,5

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 267

Regressielijn

b = 267/70 = 3,814
a = 72,5 − 3,814·22 = −11,41
ŷ = −11,41 + 3,814·x

Voorspelde waarde

ŷ = −11,41 + 3,814·26 = 87,76

Residu

e = 83 − 87,76 = −4,757

Antwoord

e = −4,757

Het punt ligt onder de lijn.

15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: E = 24,48

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 = 86·39/137 = 24,48

Antwoord

E = 24,48
16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ²crit = 9,21

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 = (2 − 1)·(3 − 1) = 2

Tabel

χ²crit(df = 2, α = 0,01) = 9,210

Antwoord

χ²crit = 9,210

Verwerp H₀ als de berekende χ² groter is dan deze waarde.

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