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.

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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

Em um experimento de campo, o pesquisador:

  1. AManipula a VI em um ambiente do mundo real
  2. BAnalisa dados coletados por outros
  3. CApenas observa, sem manipular nada
  4. DManipula a VI em um laboratório
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

A análise fenomenológica interpretativa (IPA) tem como objetivo principal:

  1. AMedir tempos de reação com precisão
  2. BTestar hipóteses causais com amostras grandes
  3. CContar a frequência de palavras em textos
  4. DExplorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas
3.Estatística descritivaMédia
3035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 51, 30, 45, 53, 30, 49.

n = 6
s =
4.Estatística descritivaDifícil
z −2−1012

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 70 e desvio-padrão 5. Que proporção P dos valores está acima de 72?

μ = 70σ = 5x = 72
P =
5.ProbabilidadesMédia
n = 9k = 4N = ?

De quantas maneiras N se pode escolher uma comissão de 4 pessoas num grupo de 9? A ordem não interessa.

n = 9k = 4
N =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 6, p = 0,1: P(X = 3) = ?k0123456

Um teste tem 6 perguntas de escolha múltipla. Uma estudante que responde ao acaso acerta cada uma com probabilidade 0,1, de forma independente. Qual é a probabilidade P de acertar exatamente 3?

n = 6p = 0,1k = 3
P =
7.Distribuição normalMédia
240 g242,9 gT = X₁ + … + X₆?

As massas de parafusos são independentes e normais com média 40 g e desvio padrão 1,2 g. Encontre a probabilidade P de a massa total de 6 deles exceder 242,9 g. Arredonde z para duas casas decimais.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 6> 242,9 g
P =
8.Distribuição normalDifícil
557085100115130145pontostopo 95%

Os pontuações de QI têm distribuição normal com média 100 pontos e desvio padrão 15 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 95% superiores sombreados fiquem à direita dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 100 pontosσ = 15 pontos95%
x = pontos
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 16, sd​ = 6,20LUd̄ = 3,9E = ?95%

A pressão arterial de 16 pacientes é medida antes e depois de um tratamento. As diferenças d = antes − depois (mmHg) têm média 3,9 e desvio-padrão 6,2. Encontre a margem de erro E do intervalo de confiança de 95% para a diferença média.

n = 16d̄ = 3,9sd = 6,295%t(15) = 2,131
E = mmHg
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 31, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,599%

O desvio-padrão da população é 31. Qual o tamanho de amostra n necessário para que um intervalo de confiança de 99% para a média tenha margem de erro de no máximo 0,5?

σ = 31E = 0,599%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
1,38p = ?

Afirma-se que a média de uma população é 500; o desvio-padrão da população é conhecido e vale 40. Uma amostra aleatória de 100 observações tem média 505,52. Teste H₀: μ = 500 contra H₁: μ > 500. Encontre o valor p p.

μ₀ = 500σ = 40n = 100x̄ = 505,52H₁: μ > μ₀
p =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
z −1,64501,645

Uma amostra de 16 medições tem média 100,4. O desvio-padrão da população é 8. Calcule o limite inferior L do intervalo de confiança a 90 % para a média.

x̄ = 100,4σ = 8n = 1690%
L =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy274961281410171223xy510101520

A tabela dá 6 observações pareadas de x = carga em kN e y = alongamento em mm. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.

n = 6Σx = 42Σy = 82Σx² = 364Σy² = 1288Σxy = 680
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy2546698111013xy510510x = 7

A tabela dá 5 observações pareadas de x = carga em kN e y = alongamento em mm. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 7.

n = 5x = 7
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
simnãoTotalhomens31940mulheres5347100Total8456140

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 = 1402 × 2
χ² =
16.Testes qui-quadradoDifícil

Um teste qui-quadrado de aderência verifica se as frequências em 9 categorias seguem uma distribuição de Poisson cuja média é estimada a partir dos mesmos dados. Quantos graus de liberdade df o teste tem?

k = 9
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: A · Manipula a VI em um ambiente do mundo real

Porque é esta a resposta

Os experimentos de campo, como situações de ajuda encenadas na rua, aumentam a validade ecológica, mas dão menos controle sobre variáveis estranhas e levantam questões de consentimento.

Resposta

A · Manipula a VI em um ambiente do mundo real
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: D · Explorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas

Porque é esta a resposta

A IPA estuda em profundidade amostras pequenas e homogêneas, examinando como os participantes interpretam experiências significativas, com o pesquisador interpretando esse processo de dar sentido.

Resposta

D · Explorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 10,41

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 = 258/6 = 43

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 8² + (−13)² + 2² + 10² + (−13)² + 6² = 542

Desvio-padrão

s = √(542/5) = 10,41

Resposta

s = 10,41
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,3446

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 = 0,4

Tabela da normal padrão

Φ(0,4) = 0,6554
P = 1 − 0,6554 = 0,3446

Resposta

P = 0,3446
5.Probabilidades

Resposta: N = 126

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(9, 4) = (9·8·7·6)/(4·3·2·1) = 126

Resposta

N = 126
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,01458

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.

Fórmula binomial

P(X = 3) = 20·0,13·0,93 = 20·0,001·0,729 = 0,01458

Resposta

P = 0,01458
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,1611

Somas e diferenças de variáveis normais: se X e Y são independentes e normais, X + Y e X − Y também são normais. As médias se somam ou se subtraem: E(X ± Y) = μX ± μY. As variâncias sempre se somam, também em uma diferença: Var(X ± Y) = σX² + σY², portanto σ = √(σX² + σY²). Os desvios padrão nunca se somam diretamente. O total de n itens independentes com a mesma distribuição tem média n·μ e desvio padrão σ·√n. Depois padronize como de costume: z = (x − média)/σ e leia Φ(z).

Distribuição do total

μT = 240 g, σT = 1,2·√6 = 2,939 g

Padronizar

z = (242,9 − 240)/2,939 = 0,99

Probabilidades

P = 1 − Φ(0,99) = 0,1611

Resposta

P = 0,1611
8.Distribuição normal

Resposta: x = 75,4 pontos

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

Φ(z) = 0,05

z da tabela

z ≈ −1,64

De volta às unidades originais

x = 100 − 1,64·15 = 75,4 pontos

Resposta

x = 75,4 pontos
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 3,303 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.

Valor crítico

df = 15, t = 2,131

Margem de erro

E = 2,131·6,2/√16 = 3,303

Resposta

E = 3,303 mmHg
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 25508

Intervalo de confiança para uma média: x̄ ± margem de erro. Com σ populacional conhecido, a margem é z·σ/√n; tendo apenas o desvio-padrão amostral s, use t com n − 1 graus de liberdade: t·s/√n. Valores críticos: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). Para obter uma margem E ou menor, você precisa de n ≥ (z·σ/E)², arredondado para cima.

Resolver em ordem a n

n = (2,576·31/0,5)² = 25508

Arredondar para cima

O tamanho da amostra é um número inteiro, e arredondar para baixo deixaria a margem grande demais.

n = 25508

Resposta

n = 25508
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: p = 0,08379

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 = 40/√100 = 4
z = (505,52 − 500)/4 = 1,38

Área da cauda

Φ(1,38) = 0,9162
1 − Φ(1,38) = 0,0838

Valor p

p = 0,08379

Resposta

p = 0,08379

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

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: L = 97,11

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).

Margem de erro

E = 1,645·8/√16 = 3,29

Limite do intervalo

L = 100,4 − 3,29 = 97,11

Resposta

L = 97,11
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,9794

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.

Somas centradas

Sxy = 680 − 42·82/6 = 106
Sxx = 364 − 42²/6 = 70
Syy = 1288 − 82²/6 = 167,3

Coeficiente de correlação

r = 106/√(70·167,3) = 0,9794

Resposta

r = 0,9794
14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 9,85

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 = 30/5 = 6
ȳ = 44/5 = 8,8

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 42

Reta de regressão

b = 42/40 = 1,05
a = 8,8 − 1,05·6 = 2,5
ŷ = 2,5 + 1,05·x

Previsão

ŷ = 2,5 + 1,05·7 = 9,85

Resposta

ŷ = 9,85
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 7,146

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

homens: 40·84/140 = 24, 40·56/140 = 16
mulheres: 100·84/140 = 60, 100·56/140 = 40

Estatística qui-quadrado

χ² = (31 − 24)²/24 + (9 − 16)²/16 + (53 − 60)²/60 + (47 − 40)²/40
χ² = 7,146

Resposta

χ² = 7,146

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

16.Testes qui-quadrado

Resposta: df = 7

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 = 9 − 1 − 1 = 7

Resposta

df = 7

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