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

Dezelfde 25 deelnemers maken een geheugentest voor en na cafeïne. De scores zijn van intervalniveau en ongeveer normaal verdeeld. Welke toets is geschikt?

  1. AT-toets voor onafhankelijke steekproeven
  2. BT-toets voor gepaarde (gerelateerde) steekproeven
  3. CMann-Whitney U-toets
  4. DChikwadraattoets
2.Onderzoeksmethoden in de psychologieMoeilijk

Een onderzoeker verzamelt data op negen momenten en toetst elke keer op het 5%-niveau zonder correctie. Wat is het probleem?

  1. AEr is geen probleem met deze aanpak
  2. BDe data worden elke keer betrouwbaarder, dus de laatste toets is de nauwkeurigste
  3. CDe effectgrootte daalt bij elke toets
  4. DDe kans op minstens één vals positief stijgt ver boven 5%
3.Beschrijvende statistiekGemiddeld
10152025303540455055

Bereken de steekproefstandaardafwijking s van de gegevens: 13, 49, 13, 57, 11, 43, 10.

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

Een grootheid is normaal verdeeld met gemiddelde 100 en standaardafwijking 15. Welk deel P van de waarden ligt boven 70?

μ = 100σ = 15x = 70
P =
5.KansrekeningGemiddeld
P(minstens één zes) = ??1?2P(zes) = 1/6 bij elke worp

Er wordt 2 keer met een eerlijke dobbelsteen gegooid. Wat is de kans P op minstens één zes?

n = 2
P =
6.KansrekeningMoeilijk
n = 10, p = 0,3: P(X = 4) = ?k012345678910

Een toets heeft 10 meerkeuzevragen. Een student die gokt, heeft elke vraag onafhankelijk goed met kans 0,3. Wat is de kans P op precies 4 goede antwoorden?

n = 10p = 0,3k = 4
P =
7.Normale verdelingGemiddeld
32 min28,3 minX + Y?

X is normaal verdeeld met gemiddelde 12 min en standaardafwijking 1,5 min; Y is onafhankelijk en normaal verdeeld met gemiddelde 20 min en standaardafwijking 2 min. Bepaal de kans P dat X + Y groter is dan 28,3 min. Rond z af op twee decimalen.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 28,3 min
P =
8.Normale verdelingMoeilijk
157164171178185192199cmboven 70%

De lengtes van volwassen mannen zijn normaal verdeeld met gemiddelde 178 cm en standaardafwijking 7 cm. Sleep de grenswaarde zo dat de gearceerde bovenste 70% rechts ervan ligt. Bepaal de grenswaarde x.

μ = 178 cmσ = 7 cm70%
x = cm
9.BetrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
n = 20, sd​ = 7,80LU = ?d̄ = 2,7E95%

De bloeddruk van 20 patiënten wordt gemeten voor en na een behandeling. De verschillen d = voor − na (mmHg) hebben gemiddelde 2,7 en standaardafwijking 7,8. Bereken de bovengrens van het 95%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde verschil.

n = 20d̄ = 2,7sd = 7,895%t(19) = 2,093
bovengrens = mmHg
10.BetrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
σ = 27, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,590%

De standaardafwijking van de populatie is 27. Hoe groot moet de steekproef n zijn zodat een 90%-betrouwbaarheidsinterval voor het gemiddelde een foutmarge van hoogstens 1,5 heeft?

σ = 27E = 1,590%
n =
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenGemiddeld
t −1,9901,99

Een steekproef van 81 studenten heeft een gemiddelde score van 101,9 en een steekproefstandaardafwijking van 10. Bereken de toetsingsgrootheid t voor H₀: μ = 100.

μ₀ = 100x̄ = 101,9s = 10n = 81
t =
12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallenMoeilijk
−1,961,96z = ?

In een onderzoek herstellen 210 van de 300 patiënten met behandeling A en 62 van de 100 patiënten met behandeling B. Bereken met de gepoolde fractie de toetsingsgrootheid z voor H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 210n₁ = 300x₂ = 62n₂ = 100
z =
13.Lineaire regressie en correlatieGemiddeld
xy16851898201142212424141xy20100120140

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 = 100Σy = 562Σx² = 2040Σy² = 65082Σxy = 11516
r =
14.Lineaire regressie en correlatieMoeilijk
xy2341061281910191224xy5101020x = 11

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 (11, 20) gedaan. Bereken het residu e = y − ŷ.

n = 6(11, 20)
e =
15.ChikwadraattoetsenGemiddeld
geen defectkleingrootTotaaldagdienst15252060nachtdienst15172860Totaal304248120

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

N = 1202 × 3
χ² =
16.ChikwadraattoetsenMoeilijk
janeeTotaalfabriek A413980fabriek B404080fabriek C293160Totaal110110220dfα = 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: B · T-toets voor gepaarde (gerelateerde) steekproeven

Waarom dit het antwoord is

Een gepaarde t-toets vergelijkt gemiddelden van dezelfde deelnemers in twee condities, met gebruik van de verschillen binnen elke persoon.

Antwoord

B · T-toets voor gepaarde (gerelateerde) steekproeven
2.Onderzoeksmethoden in de psychologie

Antwoord: D · De kans op minstens één vals positief stijgt ver boven 5%

Waarom dit het antwoord is

Bij negen onafhankelijke toetsen is de kans op minstens één type I-fout ongeveer 1 − 0,95⁹ ≈ 37%. Correcties zoals Bonferroni pakken dit aan.

Antwoord

D · De kans op minstens één vals positief stijgt ver boven 5%
3.Beschrijvende statistiek

Antwoord: s = 20,7

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 = 196/7 = 28

Gekwadrateerde afwijkingen

Σ(x − x̄)² = (−15)² + 21² + (−15)² + 29² + (−17)² + 15² + (−18)² = 2570

Standaardafwijking

s = √(2570/6) = 20,7

Antwoord

s = 20,7
4.Beschrijvende statistiek

Antwoord: P = 0,9772

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 = −2

Tabel standaardnormale verdeling

Φ(−2) = 0,02275
P = 1 − 0,02275 = 0,9772

Antwoord

P = 0,9772
5.Kansrekening

Antwoord: P = 0,3056

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.

Complement

P(geen zes) = (5/6)2 = 0,6944
P = 1 − 0,6944 = 0,3056

Antwoord

P = 0,3056
6.Kansrekening

Antwoord: P = 0,2001

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 = 4) = 210·0,34·0,76 = 210·0,0081·0,1176 = 0,2001

Antwoord

P = 0,2001
7.Normale verdeling

Antwoord: P = 0,9306

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 = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Standaardiseren

z = (28,3 − 32)/2,5 = −1,48

Rechterstaart

P = 1 − Φ(−1,48) = 1 − 0,06944 = 0,9306

Antwoord

P = 0,9306
8.Normale verdeling

Antwoord: x = 174,4 cm

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) = 0,3

z uit de tabel

z ≈ −0,52

Terug naar de oorspronkelijke eenheden

x = 178 − 0,52·7 = 174,4 cm

Antwoord

x = 174,4 cm
9.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: bovengrens = 6,35 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 = 2,093

Foutmarge

E = 2,093·7,8/√20 = 3,65

Interval

2,7 ± 3,65 → [−0,9505, 6,35]

Antwoord

bovengrens = 6,35 mmHg
10.Betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: n = 877

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 = (1,645·27/1,5)² = 876,8

Naar boven afronden

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

n = 877

Antwoord

n = 877
11.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: t = 1,71

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 = 10/√81 = 10/9 = 1,111

Toetsingsgrootheid

t = (101,9 − 100)/1,111 = 1,71

Antwoord

t = 1,71
t0,025; df = 80 = 1,99

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

12.Hypothesetoetsen & betrouwbaarheidsintervallen

Antwoord: z = 1,485

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 = 210/300 = 0,7
p̂₂ = 62/100 = 0,62
p̂ = 272/400 = 0,68

Standaardfout onder H₀

SE = √(0,68·0,32·(1/300 + 1/100)) = 0,05386

Toetsingsgrootheid

z = (0,7 − 0,62)/0,05386 = 1,485

Antwoord

z = 1,485

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

13.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: r = 0,9977

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 = 11516 − 100·562/5 = 276
Sxx = 2040 − 100²/5 = 40
Syy = 65082 − 562²/5 = 1913

Correlatiecoëfficiënt

r = 276/√(40·1913) = 0,9977

Antwoord

r = 0,9977
14.Lineaire regressie en correlatie

Antwoord: e = −2,443

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 = 87/6 = 14,5

Kwadraten- en productsommen

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 139

Regressielijn

b = 139/70 = 1,986
a = 14,5 − 1,986·7 = 0,6
ŷ = 0,6 + 1,986·x

Voorspelde waarde

ŷ = 0,6 + 1,986·11 = 22,44

Residu

e = 20 − 22,44 = −2,443

Antwoord

e = −2,443

Het punt ligt onder de lijn.

15.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 2,857

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: 60·30/120 = 15, 60·42/120 = 21, 60·48/120 = 24
nachtdienst: 60·30/120 = 15, 60·42/120 = 21, 60·48/120 = 24

Chikwadraatgrootheid

χ² = (15 − 15)²/15 + (25 − 21)²/21 + (20 − 24)²/24 + (15 − 15)²/15 + (17 − 21)²/21 + (28 − 24)²/24
χ² = 2,857

Antwoord

χ² = 2,857

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

16.Chikwadraattoetsen

Antwoord: χ² = 0,1167

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: 40, 40
fabriek B: 40, 40
fabriek C: 30, 30

Chikwadraatgrootheid

χ² = (41 − 40)²/40 + (39 − 40)²/40 + (40 − 40)²/40 + (40 − 40)²/40 + (29 − 30)²/30 + (31 − 30)²/30
χ² = 0,1167

Beslissing

df = 2, χ²crit = 9,210
0,1167 < 9,210

Antwoord

χ² = 0,1167

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