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

Em uma distribuição perfeitamente normal:

  1. AA maioria dos escores fica nas caudas
  2. BA moda é o escore mais baixo
  3. CA média, a mediana e a moda são iguais
  4. DA média é sempre maior que a mediana
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Qual teste não paramétrico compara duas amostras relacionadas, como escores antes e depois numa escala ordinal?

  1. ATeste t para amostras independentes
  2. BTeste U de Mann-Whitney
  3. CTeste de postos sinalizados de Wilcoxon
  4. DTeste qui-quadrado de independência
3.Estatística descritivaMédia
20253035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 28, 27, 38, 53, 19.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 70 e desvio-padrão 8. Que proporção P dos valores está acima de 74,8?

μ = 70σ = 8x = 74,8
P =
5.ProbabilidadesMédia
vermelhas: 6azuis: 4

Um saco tem 6 bolas vermelhas e 4 azuis. Tira duas bolas sem repor a primeira. Qual é a probabilidade P de ambas serem vermelhas?

6 / 4
P =
6.ProbabilidadesDifícil
xp(x)00,320,2540,3560,1μ

X tem a distribuição mostrada e Y = 3X + 5. Encontre o desvio padrão σY de Y.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,3, 0,25, 0,35, 0,1Y = 3X + 5
σY =
7.Distribuição normalMédia
32 min28,3 minX + Y?

X é normal com média 12 min e desvio padrão 1,5 min; Y é independente e normal com média 20 min e desvio padrão 2 min. Encontre a probabilidade P de X + Y ser maior que 28,3 min. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 28,3 min
P =
8.Distribuição normalDifícil
235240245250255260265gbase 40%

Os massas de sacos têm distribuição normal com média 250 g e desvio padrão 5 g. Arraste o ponto de corte para que os 40% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 250 gσ = 5 g40%
x = g
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 8, sd​ = 0,60LUd̄ = 3,2E = ?90%

A pressão arterial de 8 pacientes é medida antes e depois de um tratamento. As diferenças d = antes − depois (mmHg) têm média 3,2 e desvio-padrão 0,6. Encontre a margem de erro E do intervalo de confiança de 90% para a diferença média.

n = 8d̄ = 3,2sd = 0,690%t(7) = 1,895
E = mmHg
10.Intervalos de confiançaDifícil
p ≈ 0,8, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0195%

Um estudo piloto sugere que cerca de 0,8 dos produtos são defeituosos. Quantos produtos n devem ser inspecionados para que um intervalo de confiança de 95% para a proporção tenha margem de erro de no máximo 0,01?

p ≈ 0,8E = 0,0195%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−1,961,96z = ?

Duas linhas de produção fabricam a mesma peça. Linha 1: uma amostra de 50 peças tem comprimento médio de 150 mm, e o desvio-padrão conhecido da linha é 19 mm. Linha 2: uma amostra de 80 peças tem média de 148 mm, desvio-padrão conhecido de 8 mm. Encontre a estatística de teste z para H₀: μ₁ = μ₂, tomando a diferença como x̄₁ − x̄₂ (linha 1 menos linha 2).

n₁ = 50x̄₁ = 150 mmσ₁ = 19 mmn₂ = 80x̄₂ = 148 mmσ₂ = 8 mm
z =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
z −2,57602,576

Uma amostra de 25 medições tem média 63,4. O desvio-padrão da população é 20. Calcule o limite superior U do intervalo de confiança a 99 % para a média.

x̄ = 63,4σ = 20n = 2599%
U =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy356459570669778885xy468607080

A tabela dá 6 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy1533705817959112xy56080100x = 4

A tabela dá 5 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. É feita uma nova observação (4, 77). Encontre o seu resíduo e = y − ŷ.

n = 5(4, 77)
e =
15.Testes qui-quadradoMédia
baixomédioaltoTotalurbano34102872rural13373080Total474758152

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

total da linha = 72total da coluna = 58N = 152
E =
16.Testes qui-quadradoDifícil
simnãoTotal18–30 anos28124031–50 anos29114051+ anos39140Total9624120dfα = 0,05α = 0,0113,8416,63525,9919,21037,81511,34549,48813,277511,07015,086612,59216,812714,06718,475815,50720,090916,91921,6661018,30723,209

A tabela mostra frequências observadas. Teste ao nível α = 0,05 se as duas variáveis são independentes (sem correção de continuidade). Calcule a estatística de teste χ² e depois compare-a com o valor crítico da tabela.

N = 1203 × 2α = 0,05
χ² =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · A média, a mediana e a moda são iguais

Porque é esta a resposta

Uma distribuição normal é simétrica e em forma de sino, de modo que as três medidas de tendência central ficam no centro.

Resposta

C · A média, a mediana e a moda são iguais
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Teste de postos sinalizados de Wilcoxon

Porque é esta a resposta

O teste de Wilcoxon é para dados ordinais pareados; o U de Mann-Whitney é o equivalente para grupos independentes.

Resposta

C · Teste de postos sinalizados de Wilcoxon
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 13,06

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 = 165/5 = 33

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−5)² + (−6)² + 5² + 20² + (−14)² = 682

Desvio-padrão

s = √(682/4) = 13,06

Resposta

s = 13,06
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,2743

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 = 0,6

Tabela da normal padrão

Φ(0,6) = 0,7257
P = 1 − 0,7257 = 0,2743

Resposta

P = 0,2743
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,3333

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.

Primeira e segunda tiragem

P = 6/10 · 5/9 = 30/90 = 0,3333

Resposta

P = 0,3333
6.Probabilidades

Resposta: σY = 5,962

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 = 2,5, Var(X) = 3,95, σX = 1,987

Mudança linear

σY = |3|·1,987 = 5,962

Resposta

σY = 5,962

A média de fato se desloca: E(Y) = 3·2,5 + 5 = 12,5.

7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,9306

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 da soma

μ = 32 min, σ = √(1,5² + 2²) = 2,5 min

Padronizar

z = (28,3 − 32)/2,5 = −1,48

Cauda superior

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

Resposta

P = 0,9306
8.Distribuição normal

Resposta: x = 248,8 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) = 0,4

z da tabela

z ≈ −0,25

De volta às unidades originais

x = 250 − 0,25·5 = 248,8 g

Resposta

x = 248,8 g
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 0,402 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 = 7, t = 1,895

Margem de erro

E = 1,895·0,6/√8 = 0,402

Resposta

E = 0,402 mmHg
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 6147

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.

Resolver em ordem a n

n = 1,96²·0,8·0,2/0,01² = 6147

Arredondar para cima

n = 6147

Resposta

n = 6147
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: z = 0,7062

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.

Erro-padrão da diferença

SE = √(19²/50 + 8²/80) = √8,02 = 2,832

Estatística de teste

z = (150 − 148)/2,832 = 0,7062

Resposta

z = 0,7062

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

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: U = 73,7

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 = 2,576·20/√25 = 10,3

Limite do intervalo

U = 63,4 + 10,3 = 73,7

Resposta

U = 73,7
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,9763

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 = 33/6 = 5,5
ȳ = 417/6 = 69,5

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 100,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 605,5

Coeficiente de correlação

r = 100,5/√(17,5·605,5) = 0,9763

Resposta

r = 0,9763
14.Regressão linear e correlação

Resposta: e = 1,95

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 = 25/5 = 5
ȳ = 411/5 = 82,2

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 286

Reta de regressão

b = 286/40 = 7,15
a = 82,2 − 7,15·5 = 46,45
ŷ = 46,45 + 7,15·x

Valor previsto

ŷ = 46,45 + 7,15·4 = 75,05

Resíduo

e = 77 − 75,05 = 1,95

Resposta

e = 1,95

O ponto está acima da reta.

15.Testes qui-quadrado

Resposta: E = 27,47

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 = 72·58/152 = 27,47

Resposta

E = 27,47
16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 11,56

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

18–30 anos: 32, 8
31–50 anos: 32, 8
51+ anos: 32, 8

Estatística qui-quadrado

χ² = (28 − 32)²/32 + (12 − 8)²/8 + (29 − 32)²/32 + (11 − 8)²/8 + (39 − 32)²/32 + (1 − 8)²/8
χ² = 11,56

Decisão

df = 2, χ²crit = 5,991
11,56 > 5,991

Resposta

χ² = 11,56

χ² está acima do valor crítico, então H₀ é rejeitada: as variáveis parecem estar relacionadas.

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