Métodos de Pesquisa e Estatística em Psicologia: pacote de revisão

Formulários, as principais etapas dos métodos de cada tópico e 16 exercícios, com soluções completas no final.

Novos exercíciosVoltar à disciplina

Na janela de impressão, escolha “Salvar como PDF” para guardar uma cópia no seu dispositivo.

1Fórmulas e métodos

Estatística descritiva

Média
x̄ = Σx/n
Desvio-padrão amostral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor do meio dos dados ordenados
Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Distribuição normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Probabilidades

Complementar
P(not A) = 1 − P(A)
Regra da adição
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventos independentes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidade condicional
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Distribuição normal

Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Abaixo de x
P(X < x) = Φ(z)
Acima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Converta o valor em um escore z: z = (x − μ)/σ.
  2. Procure Φ(z), a área à esquerda de z.
  3. Para a área à direita use 1 − Φ(z); para um intervalo subtraia as duas áreas à esquerda.
  4. Para um percentil, faça o caminho inverso: encontre z para a área e depois x = μ + z·σ.

Intervalos de confiança

σ conhecido
x̄ ± z·σ/√n
σ desconhecido
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z crítico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Tamanho da amostra
n = (z·σ/E)², rounded up

Método

  1. Escolha entre z (σ populacional conhecido) e t (só o s amostral, com n − 1 graus de liberdade).
  2. Encontre o valor crítico para o nível de confiança.
  3. Margem de erro: E = valor crítico × desvio-padrão/√n.
  4. Intervalo: x̄ ± E.

Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Teste z para uma média
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Teste t para uma média
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilateral a 5%
rejeite H0 se |z| > 1,96
Intervalo de confiança
x̄ ± z·σ/√n

Método

  1. Enuncie H₀ e H₁ e decida se o teste é unilateral ou bilateral.
  2. Calcule a estatística de teste: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), ou com s e t.
  3. Compare com o valor crítico, ou encontre o valor-p.
  4. Rejeite H₀ se a estatística estiver além do valor crítico (p abaixo de α) e enuncie a conclusão em palavras.

Regressão linear e correlação

Somas de quadrados
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
Inclinação
b = Sxy/Sxx
Intercepto
a = ȳ − b·x̄
Correlação
r = Sxy/√(SxxSyy)
Resíduo
e = y − ŷ

Testes qui-quadrado

Estatística de teste
χ² = Σ(O − E)²/E
Aderência
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
Independência
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
Valores críticos (α = 0,05)
df 1: 3,841, 2: 5,991, 3: 7,815, 4: 9,488
Decisão
rejeite H0 se χ² > χ²crit

2Exercícios

1.Métodos de investigação em psicologiaMédia

O viés de publicação se refere a:

  1. APesquisadores publicarem o mesmo estudo duas vezes
  2. BRevisores favorecerem trabalhos de autores de universidades famosas em detrimento das menos conhecidas
  3. CEstudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos
  4. DRevistas científicas publicarem só pesquisa qualitativa
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um pesquisador mede o efeito do ruído sobre a concentração. Por acaso, os participantes da condição com ruído foram testados de manhã e os da condição silenciosa à tarde. Qual é o problema?

  1. AA hora do dia é uma variável de confusão
  2. BA hora do dia é a variável dependente
  3. CO estudo tem condições demais
  4. DOs dados estão em nível nominal
3.Estatística descritivaMédia
15202530354045505560

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 13, 44, 57, 53, 60.

n = 5
s =
4.Estatística descritivaDifícil
z −2−1012

As notas de um exame seguem uma distribuição normal com média 170 e desvio-padrão 5. Calcule a pontuação z z de uma nota de 172.

μ = 170σ = 5x = 172
z =
5.ProbabilidadesMédia
n = 11k = 5N = ?

De quantas maneiras N se pode escolher uma comissão de 5 pessoas num grupo de 11? A ordem não interessa.

n = 11k = 5
N =
6.ProbabilidadesDifícil
xp(x)00,2510,320,230,240,05μ

X tem a distribuição mostrada e Y = −2X + 10. Encontre o desvio padrão σY de Y.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,25, 0,3, 0,2, 0,2, 0,05Y = −2X + 10
σY =
7.Distribuição normalMédia
−3−2−10123zárea sombreada à direita de z = 0,9515

Arraste z para que a área sombreada sob a curva normal padrão, à direita de z, seja 0,9515. Encontre z com duas casas decimais.

A = 0,9515
z =
8.Distribuição normalDifícil
μ = 32x = ?90%

As durações de entregas seguem uma distribuição normal com média 32 min e desvio-padrão 6 min. Calcule o valor x abaixo do qual estão 90% delas (o percentil 90).

μ = 32σ = 6P = 90%
x = min
9.Intervalos de confiançaMédia
x̄E₁ = 290%, n = 50x̄E₂ = ?90%, n = 100

Um intervalo de confiança de 90% para uma média, baseado em 50 observações e σ conhecido, tem margem de erro de 2. Qual é a margem de erro E₂ se o mesmo estudo usar 100 observações?

90%n₁ = 50E₁ = 2n₂ = 100
E₂ =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(29) = 1,6990L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 23 parcelas, produção média 99 kg, desvio-padrão 3 kg. Grupo de parcelas 2: 8 parcelas, média 110,5 kg, desvio-padrão 2 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 90% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 23x̄₁ = 99s₁ = 3n₂ = 8x̄₂ = 110,5s₂ = 290%t(29) = 1,699
limite inferior = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−1,91,9p = ?

Afirma-se que a média de uma população é 50; o desvio-padrão da população é conhecido e vale 8. Uma amostra aleatória de 64 observações tem média 51,9. Teste H₀: μ = 50 contra H₁: μ ≠ 50. Encontre o valor p p.

μ₀ = 50σ = 8n = 64x̄ = 51,9H₁: μ ≠ μ₀
p =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
σ = 12, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 295%

Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 95 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 2? O desvio-padrão é 12. Calcule o menor tamanho de amostra n.

σ = 12E = 295%
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy3555627759791191xy5106080

A tabela dá 5 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 5
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy124224320417517614xy246152025x = 2,5

A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. É feita uma nova observação (2,5, 23). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.

n = 6(2,5, 23)
e =
15.Testes qui-quadradoMédia
tossesem tosseTotalfumantes112940não fumantes293160Total4060100

A tabela de contingência mostra frequências observadas. Calcule a estatística qui-quadrado χ² para o teste de independência entre as variáveis de linha e de coluna. Não use correção de continuidade.

N = 1002 × 2
χ² =
16.Testes qui-quadradoDifícil
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

Um teste qui-quadrado de aderência verifica se as frequências em 8 categorias seguem uma distribuição de Poisson cuja média é estimada a partir dos mesmos dados. Usando a tabela, encontre o valor crítico χ²crit ao nível de significância α = 0,05.

α = 0,05
χ²crit =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Estudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos

Porque é esta a resposta

Quando estudos não significativos ficam na gaveta, a literatura publicada superestima os tamanhos de efeito, o que distorce as metanálises.

Resposta

C · Estudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: A · A hora do dia é uma variável de confusão

Porque é esta a resposta

Como o ruído e o horário do teste variam juntos, qualquer diferença pode se dever a um ou ao outro. Distribuir aleatoriamente os horários de teste ou manter o horário constante eliminaria a confusão.

Resposta

A · A hora do dia é uma variável de confusão
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 19,09

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Média

x̄ = 227/5 = 45,4

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−32,4)² + (−1,4)² + 11,6² + 7,6² + 14,6² = 1457

Desvio-padrão

s = √(1457/4) = 19,09

Resposta

s = 19,09
4.Estatística descritiva

Resposta: z = 0,4

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Padronizar

z = (172 − 170)/5 = 0,4

Resposta

z = 0,4
5.Probabilidades

Resposta: N = 462

Probabilidades: com resultados equiprováveis, P(A) = favoráveis/possíveis. Para acontecimentos independentes multiplica-se: P(A e B) = P(A)·P(B). O complementar ajuda muitas vezes: P(pelo menos um) = 1 − P(nenhum). Binomial: em n provas independentes com probabilidade de sucesso p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Combinações

C(11, 5) = (11·10·9·8·7)/(5·4·3·2·1) = 462

Resposta

N = 462
6.Probabilidades

Resposta: σY = 2,408

Variáveis aleatórias discretas: uma distribuição de probabilidade lista cada valor x que uma variável pode assumir com sua probabilidade p(x); as probabilidades ficam entre 0 e 1 e somam 1. O valor esperado (média) é E(X) = Σx·p(x), a média de longo prazo. A variância é Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e o desvio padrão é σ = √Var(X). Para uma mudança linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; somar uma constante não muda a dispersão.

Dispersão de X

μ = 1,5, Var(X) = 1,45, σX = 1,204

Mudança linear

σY = |−2|·1,204 = 2,408

Resposta

σY = 2,408

A média de fato se desloca: E(Y) = −2·1,5 + 10 = 7.

7.Distribuição normal

Resposta: z = −1,66

De uma área de volta a z: Φ(z) é a área à esquerda de z. Para uma área de cauda esquerda A, encontre na tabela o z com Φ(z) = A. Uma área de cauda direita A significa Φ(z) = 1 − A. Uma área central A entre −z e z deixa (1 − A)/2 em cada cauda, então Φ(z) = (1 + A)/2. Para um valor x, use x = μ + zσ.

Área à esquerda de z

Φ(z) = 1 − 0,9515 = 0,0485

Leia a tabela de z ao contrário

Encontre 0,0485 dentro da tabela e leia z.

z = −1,66

Resposta

z = −1,66
8.Distribuição normal

Resposta: x = 39,69 min

Distribuição normal: converta um valor x em uma pontuação z, z = (x − μ)/σ, que conta quantos desvios-padrão ele está da média. Uma tabela z (ou Φ(z)) dá a área à esquerda de z, que é P(X < x). A área à direita é 1 − Φ(z), e a área entre dois valores é a diferença entre as duas áreas.

z do percentil

Φ(z) = 0,9 → z = 1,282

De volta a x

x = 32 + 1,282·6 = 39,69 min

Resposta

x = 39,69 min
9.Intervalos de confiança

Resposta: E₂ = 1,414

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

Razão das margens

E₂/E₁ = (1,645/1,645)·√(50/100) = 0,7071

Nova margem

E₂ = 2·0,7071 = 1,414

Resposta

E₂ = 1,414
10.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = −13,45 kg

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.

Desvio-padrão combinado

sp² = (22·3² + 7·2²)/29 = 7,793
sp = 2,792

Margem de erro

E = 1,699·2,792·√(1/23 + 1/8) = 1,947

Intervalo

−11,5 ± 1,947 → [−13,45, −9,553]

Resposta

limite inferior = −13,45 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: p = 0,05743

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.

Estatística de teste

SE = σ/√n = 8/√64 = 1
z = (51,9 − 50)/1 = 1,9

Área da cauda

Φ(1,9) = 0,9713
1 − Φ(1,9) = 0,0287

Valor p

p = 2·0,0287 = 0,05743

Resposta

p = 0,05743

p > 0,05, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5%.

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 139

Teste a uma média: a estatística de teste mede a quantos erros-padrão a média amostral está do valor afirmado em H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) quando σ é conhecido, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) quando é estimado pela amostra. Um intervalo de confiança é x̄ ± (valor crítico)·(erro-padrão).

Resolver em ordem a n

n = (1,96·12/2)² = 138,3

Arredondar para cima

n = 139

Resposta

n = 139
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,9813

Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.

Médias

x̄ = 35/5 = 7
ȳ = 362/5 = 72,4

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 178
Syy = Σ(y − ȳ)² = 807,2

Coeficiente de determinação

r² = 178²/(40·807,2) = 0,9813

Resposta

r² = 0,9813

Cerca de 98,13% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: e = 1,552

Regressão por mínimos quadrados: com x̄ e ȳ as médias, Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² e Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ), a reta ŷ = a + b·x tem inclinação b = Sxy/Sxx e intercepto a = ȳ − b·x̄, então ela sempre passa por (x̄, ȳ). O coeficiente de correlação de Pearson r = Sxy/√(Sxx·Syy) fica entre −1 e 1; r² é a fração da variação de y explicada pela reta.

Médias

x̄ = 21/6 = 3,5
ȳ = 116/6 = 19,33

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −37

Reta de regressão

b = −37/17,5 = −2,114
a = 19,33 − (−2,114)·3,5 = 26,73
ŷ = 26,73 − 2,114·x

Valor previsto

ŷ = 26,73 + (−2,114)·2,5 = 21,45

Resíduo

e = 23 − 21,45 = 1,552

Resposta

e = 1,552

O ponto está acima da reta.

15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 4,34

Testes qui-quadrado: compare as frequências observadas O com as frequências E esperadas sob H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Aderência: E = n·p para cada categoria, gl = k − 1 (menos um para cada parâmetro estimado a partir dos dados). Independência em uma tabela r × c: E = total da linha × total da coluna / total geral, gl = (r − 1)(c − 1). Rejeite H₀ quando χ² ultrapassar o valor crítico para o α escolhido.

Frequências esperadas

fumantes: 40·40/100 = 16, 40·60/100 = 24
não fumantes: 60·40/100 = 24, 60·60/100 = 36

Estatística qui-quadrado

χ² = (11 − 16)²/16 + (29 − 24)²/24 + (29 − 24)²/24 + (31 − 36)²/36
χ² = 4,34

Resposta

χ² = 4,34

gl = 1. Para α = 0,05 o valor crítico é 3,841, então H₀ (independência) é rejeitada.

16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ²crit = 12,59

Testes qui-quadrado: compare as frequências observadas O com as frequências E esperadas sob H₀ usando χ² = Σ(O − E)²/E. Aderência: E = n·p para cada categoria, gl = k − 1 (menos um para cada parâmetro estimado a partir dos dados). Independência em uma tabela r × c: E = total da linha × total da coluna / total geral, gl = (r − 1)(c − 1). Rejeite H₀ quando χ² ultrapassar o valor crítico para o α escolhido.

Graus de liberdade

df = 8 − 1 − 1 = 6

Tabela

χ²crit(df = 6, α = 0,05) = 12,592

Resposta

χ²crit = 12,592

Rejeite H₀ se o χ² calculado for maior que este valor.

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