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

Por que as categorias de comportamento de uma observação são operacionalizadas antes da coleta de dados?

  1. APara que a hipótese possa ser mudada depois de ver os dados
  2. BPara que os observadores registrem os mesmos comportamentos de forma consistente, melhorando a confiabilidade
  3. CPara que os participantes saibam exatamente o que está sendo registrado
  4. DPara que a observação se torne um experimento
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Nos estudos de obediência de Milgram, os participantes acreditavam estar aplicando choques elétricos reais. Que questão ética é levantada mais diretamente, e como ela foi parcialmente tratada?

  1. AFalta de confidencialidade, tratada com a publicação dos nomes
  2. BUso de crianças, tratado com o consentimento dos pais
  3. CEngano e possível sofrimento, tratados com um debriefing completo
  4. DFalta de grupo de controle, tratada com a alocação aleatória dos participantes às condições
3.Estatística descritivaMédia
2025303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 27, 36, 55, 57, 43, 40, 18.

n = 7
s =
4.Estatística descritivaDifícil
z −2−1012

As notas de um exame seguem uma distribuição normal com média 170 e desvio-padrão 8. Calcule a pontuação z z de uma nota de 158.

μ = 170σ = 8x = 158
z =
5.ProbabilidadesMédia
xp(x)10,3520,130,3540,2μ = 2,4

Para a distribuição mostrada, encontre a variância Var(X) de X.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,1, 0,35, 0,2
Var(X) =
6.ProbabilidadesDifícil
xp(x)10,0520,3530,340,250,1μ

X tem a distribuição mostrada e Y = −2X + 5. Encontre o desvio padrão σY de Y.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,05, 0,35, 0,3, 0,2, 0,1Y = −2X + 5
σY =
7.Distribuição normalMédia
−3−2−10123zárea sombreada entre −z e z = 0,9011

Arraste z para que a área sombreada entre −z e z sob a curva normal padrão seja 0,9011. Encontre z com duas casas decimais.

A = 0,9011
z =
8.Distribuição normalDifícil
235240245250255260265gbase 25%

Os massas de sacos têm distribuição normal com média 250 g e desvio padrão 5 g. Arraste o ponto de corte para que os 25% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 250 gσ = 5 g25%
x = g
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 25, s = 9LUx̄ = 67E = ?90%

Uma amostra de 25 itens tem média 67 e desvio-padrão s = 9. A população é aproximadamente normal. Calcule a margem de erro E de um intervalo de confiança de 90% para a média.

n = 25x̄ = 67s = 990%t(24) = 1,711
E =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(10) = 3,1690L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 7 parcelas, produção média 16 kg, desvio-padrão 2,5 kg. Grupo de parcelas 2: 5 parcelas, média 15 kg, desvio-padrão 1 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 7x̄₁ = 16s₁ = 2,5n₂ = 5x̄₂ = 15s₂ = 199%t(10) = 3,169
limite inferior = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,0302,03

Uma amostra de 36 estudantes tem nota média 117,2 e desvio-padrão amostral 12. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 117,2s = 12n = 36
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
−1,961,96z = ?

Em um ensaio, 40 de 200 pacientes com o tratamento A se recuperam, e 5 de 100 pacientes com o tratamento B. Usando a proporção combinada, encontre a estatística de teste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 40n₁ = 200x₂ = 5n₂ = 100
z =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy124219317415517xy24152025

A tabela dá 5 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.

n = 5Σx = 15Σy = 92Σx² = 55Σy² = 1740Σxy = 258
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy1293285387449491155xy510304050x = 2

A tabela dá 6 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. É feita uma nova observação (2, 24). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.

n = 6(2, 24)
e =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno23172363turno noturno234538106Total466261169

A tabela de contingência mostra frequências observadas. Para um teste qui-quadrado de independência, encontre a frequência esperada E para a célula “turno noturno, sem defeito”.

total da linha = 106total da coluna = 46N = 169
E =
16.Testes qui-quadradoDifícil

Um teste qui-quadrado de aderência compara frequências observadas em 8 categorias com proporções esperadas totalmente especificadas (nenhum parâmetro é estimado a partir dos dados). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

k = 8
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · Para que os observadores registrem os mesmos comportamentos de forma consistente, melhorando a confiabilidade

Porque é esta a resposta

Categorias claras e observáveis (por exemplo, "bate com a mão aberta") reduzem o julgamento subjetivo e aumentam a confiabilidade entre observadores.

Resposta

B · Para que os observadores registrem os mesmos comportamentos de forma consistente, melhorando a confiabilidade
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Engano e possível sofrimento, tratados com um debriefing completo

Porque é esta a resposta

Os participantes foram enganados sobre os choques e muitos mostraram grande estresse. Milgram fez o debriefing dos participantes, que encontraram o "aprendiz"; um acompanhamento mostrou que a maioria ficou contente de ter participado, mas a ética continua em debate.

Resposta

C · Engano e possível sofrimento, tratados com um debriefing completo
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 14,08

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 = 276/7 = 39,43

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−12,43)² + (−3,429)² + 15,57² + 17,57² + 3,571² + 0,5714² + (−21,43)² = 1190

Desvio-padrão

s = √(1190/6) = 14,08

Resposta

s = 14,08
4.Estatística descritiva

Resposta: z = −1,5

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 = (158 − 170)/8 = −1,5

Resposta

z = −1,5
5.Probabilidades

Resposta: Var(X) = 1,34

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.

Média

μ = 1·0,35 + 2·0,1 + 3·0,35 + 4·0,2 = 2,4

Média dos quadrados

E(X²) = 1·0,35 + 4·0,1 + 9·0,35 + 16·0,2 = 7,1

Variância

Var(X) = 7,1 − 2,4² = 1,34

Resposta

Var(X) = 1,34
6.Probabilidades

Resposta: σY = 2,142

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 = 2,95, Var(X) = 1,147, σX = 1,071

Mudança linear

σY = |−2|·1,071 = 2,142

Resposta

σY = 2,142

A média de fato se desloca: E(Y) = −2·2,95 + 5 = −0,9.

7.Distribuição normal

Resposta: z = 1,65

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 + 0,9011)/2 = 0,9505

Leia a tabela de z ao contrário

Encontre 0,9505 dentro da tabela e leia z.

z = 1,65

Resposta

z = 1,65
8.Distribuição normal

Resposta: x = 246,7 g

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) = 0,25

z da tabela

z ≈ −0,67

De volta às unidades originais

x = 250 − 0,67·5 = 246,7 g

Resposta

x = 246,7 g
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 3,08

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.

Valor crítico

df = n − 1 = 24, t = 1,711

Margem de erro

E = 1,711·9/√25 = 3,08

Resposta

E = 3,08
10.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = −2,78 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 = (6·2,5² + 4·1²)/10 = 4,15
sp = 2,037

Margem de erro

E = 3,169·2,037·√(1/7 + 1/5) = 3,78

Intervalo

1 ± 3,78 → [−2,78, 4,78]

Resposta

limite inferior = −2,78 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −1,4

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).

Erro-padrão

SE = 12/√36 = 12/6 = 2

Estatística de teste

t = (117,2 − 120)/2 = −1,4

Resposta

t = −1,4
t0,025; df = 35 = 2,03

|t| < 2.03, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: z = 3,43

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.

Proporções amostrais

p̂₁ = 40/200 = 0,2
p̂₂ = 5/100 = 0,05
p̂ = 45/300 = 0,15

Erro-padrão sob H₀

SE = √(0,15·0,85·(1/200 + 1/100)) = 0,04373

Estatística de teste

z = (0,2 − 0,05)/0,04373 = 3,43

Resposta

z = 3,43

|z| > 1,96, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = −0,8285

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 = 258 − 15·92/5 = −18
Sxx = 55 − 15²/5 = 10
Syy = 1740 − 92²/5 = 47,2

Coeficiente de correlação

r = −18/√(10·47,2) = −0,8285

Resposta

r = −0,8285
14.Regressão linear e correlação

Resposta: e = −5,129

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 = 36/6 = 6
ȳ = 243/6 = 40,5

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 199

Reta de regressão

b = 199/70 = 2,843
a = 40,5 − 2,843·6 = 23,44
ŷ = 23,44 + 2,843·x

Valor previsto

ŷ = 23,44 + 2,843·2 = 29,13

Resíduo

e = 24 − 29,13 = −5,129

Resposta

e = −5,129

O ponto está abaixo da reta.

15.Testes qui-quadrado

Resposta: E = 28,85

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.

Frequência esperada

E = 106·46/169 = 28,85

Resposta

E = 28,85
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 = 8 − 1 = 7

Resposta

df = 7

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