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

In een rechtsscheve (positief scheve) verdeling, zoals inkomen:

  1. AZijn het gemiddelde en de mediaan altijd gelijk
  2. BIs het gemiddelde groter dan de mediaan
  3. CIs het gemiddelde kleiner dan de mediaan
  4. DZijn er geen extreme scores
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Een onderzoeker voert vijf t-toetsen uit en wil het totale risico op een type I-fout met de Bonferronicorrectie op 0,05 houden. Welk significantieniveau moet elke toets gebruiken?

  1. A0,025
  2. B0,05
  3. C0,25
  4. D0,01
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
2025303540455055

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 59, 57, 52, 19, 19, 20, 49.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 60 en standaardafwijking 10. Welk deel P van de waarden ligt onder 70?

μ = 60σ = 10x = 70
P =
5.KansrekeningGemiddeld
rood: 3blauw: 4

Een zak bevat 3 rode en 4 blauwe knikkers. Je pakt er twee zonder de eerste terug te leggen. Wat is de kans P dat ze allebei rood zijn?

3 / 4
P =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 9, p = 0,6: P(X = 2) = ?k0123456789

Een toets heeft 9 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,6. Wat is de kans P op precies 2 goede antwoorden?

n = 9p = 0,6k = 2
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
26,339,2P = ?

De levertijden zijn normaal verdeeld met gemiddelde 32 min en standaardafwijking 6 min. Welk deel ligt tussen 26,3 en 39,2 min? Geef P als decimaal getal.

μ = 32σ = 6x1 = 26,3x2 = 39,2
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
0,02 mm0D − d?

Gatdiameters D zijn normaal verdeeld met gemiddelde 25,02 mm en standaardafwijking 0,02 mm. Asdiameters d zijn onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 25 mm en standaardafwijking 0,02 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 = 25,02 mm, σ = 0,02 mmas: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 6, sd​ = 5,90LU = ?d̄ = −5,2E90%

De bloeddruk van 6 patiënten wordt gemeten voor en na een behandeling. De verschillen d = voor − na (mmHg) hebben gemiddelde −5,2 en standaardafwijking 5,9. Bereken de bovengrens van het 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde verschil.

n = 6d̄ = −5,2sd = 5,990%t(5) = 2,015
bovengrens = mmHg
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 14, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 390%

De standaardafwijking van de populatie is 14. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 3 heeft?

σ = 14E = 390%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
t −1,9901,99

Een steekproef van 81 studenten heeft een gemiddelde score van 74,38 en een steekproefstandaardafwijking van 4. Bereken de toetsingsgrootheid t voor H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 74,38s = 4n = 81
t =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
μ₀x̄c

Een eenzijdige z-toets van H₀: μ = 500 tegen H₁: μ > 500 wordt uitgevoerd bij α = 0,01 met een steekproef van 100; de standaardafwijking is bekend en is 30. In werkelijkheid is het gemiddelde 508,7. Bereken het onderscheidend vermogen 1 − β van de toets in procenten.

μ₀ = 500μ = 508,7σ = 30n = 100α = 0,01
1 − β = %
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy143816521865206422792492xy152025406080

De tabel geeft 6 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 = 6Σx = 114Σy = 390Σx² = 2236Σy² = 27174Σxy = 7760
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy2741161081610191220xy510101520x = 5

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = belasting in kN en y = verlenging in mm. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Er wordt een nieuwe waarneming (5, 16) gedaan. Bereken het residu e = y − ŷ.

n = 6(5, 16)
e =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
geen defectkleingrootTotaaldagdienst244947120nachtdienst201763100Totaal4466110220

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

N = 2202 × 3
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
geslaagdgezaktTotaalfabriek A602080fabriek B7822100fabriek C421860Totaal18060240dfα = 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 = 0,01 of de twee variabelen onafhankelijk zijn (zonder continuïteitscorrectie). Bereken de toetsingsgrootheid χ² en vergelijk die daarna met de kritieke waarde uit de tabel.

N = 2403 × 2α = 0,01
χ² =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: B · Is het gemiddelde groter dan de mediaan

Waarom dit het antwoord is

Een paar zeer hoge waarden in de rechterstaart tillen het gemiddelde boven de mediaan, daarom wordt bij scheve data vaak de mediaan gerapporteerd.

Antwoord

B · Is het gemiddelde groter dan de mediaan
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: D · 0,01

Waarom dit het antwoord is

De Bonferronicorrectie deelt α door het aantal vergelijkingen: 0,05 / 5 = 0,01. Ze is eenvoudig maar conservatief, wat het risico op type II-fouten vergroot.

Antwoord

D · 0,01
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 18,94

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 = 275/7 = 39,29

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = 19,71² + 17,71² + 12,71² + (−20,29)² + (−20,29)² + (−19,29)² + 9,714² = 2153

Standaardafwijking

s = √(2153/6) = 18,94

Antwoord

s = 18,94
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: P = 0,1429

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.

Eerste en tweede trekking

P = 3/7 · 2/6 = 6/42 = 0,1429

Antwoord

P = 0,1429
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,02123

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) = 36·0,62·0,47 = 36·0,36·0,001638 = 0,02123

Antwoord

P = 0,02123
7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7139

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 = (26,3 − 32)/6 = −0,95
z₂ = (39,2 − 32)/6 = 1,2

Oppervlakte ertussen

P = Φ(1,2) − Φ(−0,95) = 0,8849 − 0,1711 = 0,7139

Antwoord

P = 0,7139
8.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,7611

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 = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,02828 mm

Standaardiseren

z = (0 − 0,02)/0,02828 = −0,71

Kansrekening

P = 1 − Φ(−0,71) = 0,7611

Antwoord

P = 0,7611
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: bovengrens = −0,3465 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 = 5, t = 2,015

Foutmarge

E = 2,015·5,9/√6 = 4,853

Interval

−5,2 ± 4,853 → [−10,05, −0,3465]

Antwoord

bovengrens = −0,3465 mmHg
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 59

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 = (1,645·14/3)² = 58,93

Naar boven afronden

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

n = 59

Antwoord

n = 59
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: t = −1,395

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).

Standaardfout

SE = 4/√81 = 4/9 = 0,4444

Toetsingsgrootheid

t = (74,38 − 75)/0,4444 = −1,395

Antwoord

t = −1,395
t0,025; df = 80 = 1,99

|t| < 1.99, dus H₀ wordt niet verworpen op het 5%-niveau (tweezijdig).

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: 1 − β = 71,7 %

Onderscheidend vermogen van een toets: het onderscheidend vermogen 1 − β is de kans dat H₀ wordt verworpen als die onwaar is. Bepaal de grens x̄c uit μ₀ en z_α, en bereken dan met het ware gemiddelde de kans om voorbij x̄c uit te komen: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Kritiek steekproefgemiddelde

SE = 30/√100 = 3
x̄c = 500 + 2,326·3 = 507

z onder het ware gemiddelde

z = (507 − 508,7)/3 = −0,574

Vermogen

onderscheidend vermogen = P(Z > −0,574) = 71,7%
1 − β = 71,7%

Antwoord

1 − β = 71,7%
13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,9795

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 = 7760 − 114·390/6 = 350
Sxx = 2236 − 114²/6 = 70
Syy = 27174 − 390²/6 = 1824

Correlatiecoëfficiënt

r = 350/√(70·1824) = 0,9795

Antwoord

r = 0,9795
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: e = 4,881

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 = 83/6 = 13,83

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 95

Regressielijn

b = 95/70 = 1,357
a = 13,83 − 1,357·7 = 4,333
ŷ = 4,333 + 1,357·x

Voorspelde waarde

ŷ = 4,333 + 1,357·5 = 11,12

Residu

e = 16 − 11,12 = 4,881

Antwoord

e = 4,881

Het punt ligt boven de lijn.

15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 16,52

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: 120·44/220 = 24, 120·66/220 = 36, 120·110/220 = 60
nachtdienst: 100·44/220 = 20, 100·66/220 = 30, 100·110/220 = 50

Chikwadraatgrootheid

χ² = (24 − 24)²/24 + (49 − 36)²/36 + (47 − 60)²/60 + (20 − 20)²/20 + (17 − 30)²/30 + (63 − 50)²/50
χ² = 16,52

Antwoord

χ² = 16,52

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

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 1,28

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, 20
fabriek B: 75, 25
fabriek C: 45, 15

Chikwadraatgrootheid

χ² = (60 − 60)²/60 + (20 − 20)²/20 + (78 − 75)²/75 + (22 − 25)²/25 + (42 − 45)²/45 + (18 − 15)²/15
χ² = 1,28

Beslissing

df = 2, χ²crit = 9,210
1,28 < 9,210

Antwoord

χ² = 1,28

χ² ligt onder de kritieke waarde, dus H₀ wordt niet verworpen: er is geen significant bewijs voor een verband.

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