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

Na pesquisa observacional, a amostragem por eventos significa:

  1. AEscolher os participantes ao acaso
  2. BRegistrar cada vez que um comportamento especificado ocorre
  3. CRegistrar só os eventos que os participantes relatam
  4. DRegistrar o comportamento só em intervalos de tempo fixos
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Na teoria fundamentada (grounded theory), a coleta de dados continua até:

  1. AAtingir a saturação teórica, quando novos dados não acrescentam novas categorias
  2. BConfirmar a hipótese original
  3. CObter um valor p abaixo de 0,05
  4. DEntrevistar pelo menos 1,000 participantes
3.Estatística descritivaMédia
1520253035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 32, 32, 50, 14, 48, 51.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 170 e desvio-padrão 12. Que proporção P dos valores está acima de 185?

μ = 170σ = 12x = 185
P =
5.ProbabilidadesMédia
P(pelo menos um seis) = ??1?2?3?4?5P(seis) = 1/6 em cada lançamento

Lança-se um dado equilibrado 5 vezes. Qual é a probabilidade P de sair pelo menos um seis?

n = 5
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 5, p = 0,4: P(X = 4) = ?k012345

Um teste tem 5 perguntas de escolha múltipla. Uma estudante que responde ao acaso acerta cada uma com probabilidade 0,4, de forma independente. Qual é a probabilidade P de acertar exatamente 4?

n = 5p = 0,4k = 4
P =
7.Distribuição normalMédia
55,570P = ?

As notas de prova seguem uma distribuição normal com média 65 pontos e desvio-padrão 10 pontos. Que fração está entre 55,5 e 70 pontos? Dê P em forma decimal.

μ = 65σ = 10x1 = 55,5x2 = 70
P =
8.Distribuição normalDifícil
557085100115130145pontosbase 60%

Os pontuações de QI têm distribuição normal com média 100 pontos e desvio padrão 15 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 60% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 100 pontosσ = 15 pontos60%
x = pontos
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 20, s = 16,5LUx̄ = 71,5E = ?95%

Uma amostra de 20 itens tem média 71,5 e desvio-padrão s = 16,5. A população é aproximadamente normal. Calcule a margem de erro E de um intervalo de confiança de 95% para a média.

n = 20x̄ = 71,5s = 16,595%t(19) = 2,093
E =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(29) = 2,0450LUx̄₁ − x̄₂E = ?95%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 26 parcelas, produção média 71,5 kg, desvio-padrão 3,5 kg. Grupo de parcelas 2: 5 parcelas, média 61 kg, desvio-padrão 7,5 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre a margem de erro E do intervalo de confiança de 95% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 26x̄₁ = 71,5s₁ = 3,5n₂ = 5x̄₂ = 61s₂ = 7,595%t(29) = 2,045
E = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−2,0452,045t = ?df = 29

Dois métodos de ensino são comparados. Grupo 1: 25 alunos, nota média 91, desvio-padrão 11,5. Grupo 2: 6 alunos, nota média 83,5, desvio-padrão 8,5. Suponha variâncias populacionais iguais e use o teste t de duas amostras com variância combinada. Encontre a estatística de teste t para H₀: μ₁ = μ₂, tomando a diferença como x̄₁ − x̄₂ (grupo 1 menos grupo 2).

n₁ = 25x̄₁ = 91s₁ = 11,5n₂ = 6x̄₂ = 83,5s₂ = 8,5
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
−1,961,96z = ?

Em um ensaio, 38 de 250 pacientes com o tratamento A se recuperam, e 11 de 120 pacientes com o tratamento B. Usando a proporção combinada, encontre a estatística de teste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 38n₁ = 250x₂ = 11n₂ = 120
z =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy14391742205823612673xy1520254060

A tabela dá 5 observações pareadas de x = temperatura em °C e y = sorvetes vendidos. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.

n = 5Σx = 100Σy = 273Σx² = 2090Σy² = 15699Σxy = 5721
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy34454575595311611365xy5105060x = 12

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 (12, 66). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.

n = 6(12, 66)
e =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno28213887turno noturno38184096Total663978183

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

total da linha = 96total da coluna = 39N = 183
E =
16.Testes qui-quadradoDifícil

É feito um teste qui-quadrado de independência em uma tabela de contingência com 2 linhas e 6 colunas (sem contar os totais). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

2 × 6
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · Registrar cada vez que um comportamento especificado ocorre

Porque é esta a resposta

A amostragem por eventos conta cada ocorrência dos comportamentos-alvo. A amostragem por tempo registra o que acontece em intervalos definidos, como a cada 30 segundos.

Resposta

B · Registrar cada vez que um comportamento especificado ocorre
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: A · Atingir a saturação teórica, quando novos dados não acrescentam novas categorias

Porque é esta a resposta

A teoria fundamentada desenvolve a teoria de forma indutiva, coletando e codificando os dados ao mesmo tempo, e para a amostragem quando novos dados já não desenvolvem as categorias.

Resposta

A · Atingir a saturação teórica, quando novos dados não acrescentam novas categorias
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 14,57

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 = 227/6 = 37,83

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−5,833)² + (−5,833)² + 12,17² + (−23,83)² + 10,17² + 13,17² = 1061

Desvio-padrão

s = √(1061/5) = 14,57

Resposta

s = 14,57
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,1056

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 = 1,25

Tabela da normal padrão

Φ(1,25) = 0,8944
P = 1 − 0,8944 = 0,1056

Resposta

P = 0,1056
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,5981

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.

Complementar

P(nenhum seis) = (5/6)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981

Resposta

P = 0,5981
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,0768

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 = 4) = 5·0,44·0,61 = 5·0,0256·0,6 = 0,0768

Resposta

P = 0,0768
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,5204

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.

Pontuações z

z₁ = (55,5 − 65)/10 = −0,95
z₂ = (70 − 65)/10 = 0,5

Área entre os valores

P = Φ(0,5) − Φ(−0,95) = 0,6915 − 0,1711 = 0,5204

Resposta

P = 0,5204
8.Distribuição normal

Resposta: x = 103,8 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) = 0,6

z da tabela

z ≈ 0,25

De volta às unidades originais

x = 100 + 0,25·15 = 103,8 pontos

Resposta

x = 103,8 pontos
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 7,722

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 = 19, t = 2,093

Margem de erro

E = 2,093·16,5/√20 = 7,722

Resposta

E = 7,722
10.Intervalos de confiança

Resposta: E = 4,274 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 = (25·3,5² + 4·7,5²)/29 = 18,32
sp = 4,28

Margem de erro

E = 2,045·4,28·√(1/26 + 1/5) = 4,274

Resposta

E = 4,274 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = 1,494

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.

Variância combinada

sp² = (24·11,5² + 5·8,5²)/29 = 121,9
sp = 11,04

Erro-padrão

SE = 11,04·√(1/25 + 1/6) = 5,019

Estatística de teste

t = (91 − 83,5)/5,019 = 1,494

Resposta

t = 1,494

Com gl = 29, o valor crítico bilateral a 5% é 2,045; |t| é menor, então H₀ não é rejeitada.

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: z = 1,603

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 = 38/250 = 0,152
p̂₂ = 11/120 = 0,09167
p̂ = 49/370 = 0,1324

Erro-padrão sob H₀

SE = √(0,1324·0,8676·(1/250 + 1/120)) = 0,03764

Estatística de teste

z = (0,152 − 0,09167)/0,03764 = 1,603

Resposta

z = 1,603

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

13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,9769

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 = 5721 − 100·273/5 = 261
Sxx = 2090 − 100²/5 = 90
Syy = 15699 − 273²/5 = 793,2

Coeficiente de correlação

r = 261/√(90·793,2) = 0,9769

Resposta

r = 0,9769
14.Regressão linear e correlação

Resposta: e = 3,538

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 = 48/6 = 8
ȳ = 323/6 = 53,83

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 151

Reta de regressão

b = 151/70 = 2,157
a = 53,83 − 2,157·8 = 36,58
ŷ = 36,58 + 2,157·x

Valor previsto

ŷ = 36,58 + 2,157·12 = 62,46

Resíduo

e = 66 − 62,46 = 3,538

Resposta

e = 3,538

O ponto está acima da reta.

15.Testes qui-quadrado

Resposta: E = 20,46

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 = 96·39/183 = 20,46

Resposta

E = 20,46
16.Testes qui-quadrado

Resposta: df = 5

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 = (2 − 1)·(6 − 1) = 5

Resposta

df = 5

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