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

De standaardfout van het gemiddelde wordt kleiner als:

  1. ADe steekproefomvang afneemt
  2. BHet gemiddelde toeneemt
  3. CDe steekproefomvang toeneemt
  4. DDe variabele op ordinaal niveau wordt gemeten
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Een onderzoek vindt een correlatie van r = 0,05 tussen lengte en IQ bij alleen professionele basketballers, terwijl die in de algemene bevolking hoger is. Wat verklaart de zwakke correlatie het best?

  1. ABeperking van de spreiding (restriction of range)
  2. BRegressie naar het gemiddelde
  3. CVraagkenmerken
  4. DEen plafondeffect in IQ-tests
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
20253035404550

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 19, 50, 28, 53, 40, 45.

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

Tentamencijfers zijn normaal verdeeld met gemiddelde 70 en standaardafwijking 10. Bereken de z-score z van een score van 55.

μ = 70σ = 10x = 55
z =
5.KansrekeningGemiddeld
rood: 8blauw: 5

Een zak bevat 8 rode en 5 blauwe knikkers. Je pakt er twee zonder de eerste terug te leggen. Wat is de kans P dat ze allebei rood zijn?

8 / 5
P =
6.KansrekeningMoeilijk
xp(x)00,210,320,230,3μ

X heeft de getoonde verdeling, en Y = 3X + 5. Bepaal de standaardafwijking σY van Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,2, 0,3, 0,2, 0,3Y = 3X + 5
σY =
7.Normale verdelingGemiddeld
750 g735,2 gX + Y?

X is normaal verdeeld met gemiddelde 250 g en standaardafwijking 4 g; Y is onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 500 g en standaardafwijking 9 g. Bepaal de kans P dat X + Y groter is dan 735,2 g. Rond z af op twee decimalen.

μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 735,2 g
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
235240245250255260265gboven 75%

De gewichten van zakken zijn normaal verdeeld met gemiddelde 250 g en standaardafwijking 5 g. Sleep de grenswaarde zo dat de gearceerde bovenste 75% rechts ervan ligt. Bepaal de grenswaarde x.

μ = 250 gσ = 5 g75%
x = g
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

De batterijduur van twee telefoonmodellen wordt vergeleken. Model 1: 50 telefoons, gemiddelde 86,5 h, bekende standaardafwijking 9 h. Model 2: 30 telefoons, gemiddelde 73 h, bekende standaardafwijking 9 h. Bereken de ondergrens van het 99%-betrouwbaarheidsinterval voor μ₁ − μ₂.

n₁ = 50x̄₁ = 86,5 hσ₁ = 9 hn₂ = 30x̄₂ = 73 hσ₂ = 9 h99%
ondergrens = h
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 13, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2,590%

De standaardafwijking van de populatie is 13. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 2,5 heeft?

σ = 13E = 2,590%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
−1,961,96z = ?

Twee productielijnen maken hetzelfde onderdeel. Lijn 1: een steekproef van 100 onderdelen heeft een gemiddelde lengte van 129 mm, en de bekende standaardafwijking van de lijn is 15 mm. Lijn 2: een steekproef van 60 onderdelen heeft gemiddelde 131,4 mm, bekende standaardafwijking 5 mm. Bereken de toetsingsgrootheid z voor H₀: μ₁ = μ₂, met als verschil x̄₁ − x̄₂ (lijn 1 min lijn 2).

n₁ = 100x̄₁ = 129 mmσ₁ = 15 mmn₂ = 60x̄₂ = 131,4 mmσ₂ = 5 mm
z =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
z −1,64501,645

Een steekproef van 100 metingen heeft gemiddelde 74,2. De standaardafwijking van de populatie is 5. Bereken de ondergrens L van het 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde.

x̄ = 74,2σ = 5n = 10090%
L =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy139243351461565669xy24640506070

De tabel geeft 6 gepaarde waarnemingen van x = advertentie-uitgaven in k€ en y = verkoop in k€. Bereken de correlatiecoëfficiënt van Pearson r.

n = 6
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy125223320416513xy24152025x = 1,5

De tabel geeft 5 gepaarde waarnemingen van x = leeftijd van de auto in jaren en y = prijs in k€. Gebruik de kleinstekwadratenlijn ŷ = a + b·x. Voorspel ŷ voor x = 1,5.

n = 5x = 1,5
ŷ =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
hoestgeen hoestTotaalrokers215980niet-rokers3367100Totaal54126180

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

N = 1802 × 2
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
geslaagdgezaktTotaalfabriek A231740fabriek B592180fabriek C7228100Totaal15466220dfα = 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 = 2203 × 2α = 0,01
χ² =

3Oplossingen

1.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: C · De steekproefomvang toeneemt

Waarom dit het antwoord is

De standaardfout schat hoeveel steekproefgemiddelden rond het populatiegemiddelde variëren. Grotere steekproeven geven preciezere schattingen.

Antwoord

C · De steekproefomvang toeneemt
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: A · Beperking van de spreiding (restriction of range)

Waarom dit het antwoord is

Als een steekproef maar een smal bereik van een variabele beslaat, worden correlaties met die variabele kleiner. Basketballers zijn allemaal lang, dus lengte varieert weinig.

Antwoord

A · Beperking van de spreiding (restriction of range)
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 13,23

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 = 235/6 = 39,17

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−20,17)² + 10,83² + (−11,17)² + 13,83² + 0,8333² + 5,833² = 874,8

Standaardafwijking

s = √(874,8/5) = 13,23

Antwoord

s = 13,23
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: z = −1,5

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 = (55 − 70)/10 = −1,5

Antwoord

z = −1,5
5.Kansrekening

Antwoord: P = 0,359

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 = 8/13 · 7/12 = 56/156 = 0,359

Antwoord

P = 0,359
6.Kansrekening

Antwoord: σY = 3,341

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.

Spreiding van X

μ = 1,6, Var(X) = 1,24, σX = 1,114

Lineaire transformatie

σY = |3|·1,114 = 3,341

Antwoord

σY = 3,341

Het gemiddelde verschuift wel: E(Y) = 3·1,6 + 5 = 9,8.

7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9332

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 de som

μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9,849 g

Standaardiseren

z = (735,2 − 750)/9,849 = −1,5

Rechterstaart

P = 1 − Φ(−1,5) = 1 − 0,06681 = 0,9332

Antwoord

P = 0,9332
8.Normale verdeling

Antwoord: x = 246,7 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) = 0,25

z uit de tabel

z ≈ −0,67

Terug naar de oorspronkelijke eenheden

x = 250 − 0,67·5 = 246,7 g

Antwoord

x = 246,7 g
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: ondergrens = 8,146 h

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.

Puntschatting

x̄₁ − x̄₂ = 86,5 − 73 = 13,5

Standaardfout

SE = √(9²/50 + 9²/30) = 2,078

Foutmarge

E = 2,576·2,078 = 5,354

Interval

13,5 ± 5,354 → [8,146, 18,85]

Antwoord

ondergrens = 8,146 h

Het interval bevat 0 niet, dus de gemiddelden verschillen significant.

10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 74

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 = (1,645·13/2,5)² = 73,17

Naar boven afronden

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

n = 74

Antwoord

n = 74
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = −1,47

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 = √(15²/100 + 5²/60) = √2,667 = 1,633

Toetsingsgrootheid

z = (129 − 131,4)/1,633 = −1,47

Antwoord

z = −1,47

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

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: L = 73,38

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 = 1,645·5/√100 = 0,8225

Intervalgrens

L = 74,2 − 0,8225 = 73,38

Antwoord

L = 73,38
13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,9881

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 328/6 = 54,67

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 113
Syy = Σ(y − ȳ)² = 747,3

Correlatiecoëfficiënt

r = 113/√(17,5·747,3) = 0,9881

Antwoord

r = 0,9881
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: ŷ = 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 = 15/5 = 3
ȳ = 97/5 = 19,4

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −31

Regressielijn

b = −31/10 = −3,1
a = 19,4 − (−3,1)·3 = 28,7
ŷ = 28,7 − 3,1·x

Voorspelling

ŷ = 28,7 + (−3,1)·1,5 = 24,05

Antwoord

ŷ = 24,05
15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 0,9643

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: 80·54/180 = 24, 80·126/180 = 56
niet-rokers: 100·54/180 = 30, 100·126/180 = 70

Chikwadraatgrootheid

χ² = (21 − 24)²/24 + (59 − 56)²/56 + (33 − 30)²/30 + (67 − 70)²/70
χ² = 0,9643

Antwoord

χ² = 0,9643

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

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 3,702

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: 28, 12
fabriek B: 56, 24
fabriek C: 70, 30

Chikwadraatgrootheid

χ² = (23 − 28)²/28 + (17 − 12)²/12 + (59 − 56)²/56 + (21 − 24)²/24 + (72 − 70)²/70 + (28 − 30)²/30
χ² = 3,702

Beslissing

df = 2, χ²crit = 9,210
3,702 < 9,210

Antwoord

χ² = 3,702

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