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

Especialistas verificam se os itens de uma prova de matemática cobrem todos os tópicos do programa. Isso avalia a:

  1. AValidade preditiva
  2. BConfiabilidade teste-reteste
  3. CValidade de conteúdo
  4. DValidade ecológica
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Depois de analisar os dados, um pesquisador escreve a introdução como se um resultado inesperado tivesse sido previsto desde o início. Isso se chama:

  1. ADebriefing
  2. BHARKing (formular hipóteses depois de conhecer os resultados)
  3. COperacionalização
  4. DContrabalanceamento
3.Estatística descritivaMédia
1520253035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 21, 22, 29, 45, 13, 54, 11.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 100 e desvio-padrão 10. Que proporção P dos valores está abaixo de 95?

μ = 100σ = 10x = 95
P =
5.ProbabilidadesMédia
P(pelo menos um seis) = ??1?2?3P(seis) = 1/6 em cada lançamento

Lança-se um dado equilibrado 3 vezes. Qual é a probabilidade P de sair pelo menos um seis?

n = 3
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 6, p = 0,3: P(X ≤ 1) = ?k0123456

Testam-se 6 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,3, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 6p = 0,3
P =
7.Distribuição normalMédia
82112,75P = ?

As pontuações de QI seguem uma distribuição normal com média 100 pontos e desvio-padrão 15 pontos. Que fração está entre 82 e 112,75 pontos? Dê P em forma decimal.

μ = 100σ = 15x1 = 82x2 = 112,75
P =
8.Distribuição normalDifícil
10 cm0X − Y?

As alturas X dos homens e Y das mulheres de um grupo são independentes e normais: X tem média 180 cm e desvio padrão 10 cm, Y tem média 170 cm e desvio padrão 12 cm. Encontre a probabilidade P de X ser maior que Y. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
9.Intervalos de confiançaMédia
x̄E₁ = 4,395%, n = 100x̄E₂ = ?95%, n = 200

Um intervalo de confiança de 95% para uma média, baseado em 100 observações e σ conhecido, tem margem de erro de 4,3. Qual é a margem de erro E₂ se o mesmo estudo usar 200 observações?

95%n₁ = 100E₁ = 4,3n₂ = 200
E₂ =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(15) = 2,1310LUx̄₁ − x̄₂E = ?95%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 11 parcelas, produção média 75,5 kg, desvio-padrão 3 kg. Grupo de parcelas 2: 6 parcelas, média 77,5 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 = 11x̄₁ = 75,5s₁ = 3n₂ = 6x̄₂ = 77,5s₂ = 7,595%t(15) = 2,131
E = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,01102,011

Uma amostra de 49 estudantes tem nota média 198,7 e desvio-padrão amostral 5. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 200.

μ₀ = 200x̄ = 198,7s = 5n = 49
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
−1,961,96z = ?

Em um ensaio, 40 de 100 pacientes com o tratamento A se recuperam, e 113 de 250 pacientes com o tratamento B. Usando a proporção combinada, encontre a estatística de teste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 40n₁ = 100x₂ = 113n₂ = 250
z =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy15401846214824652774xy1520254060

A tabela dá 5 observações pareadas de x = temperatura em °C e y = sorvetes vendidos. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 5
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy367472570682783891xy468708090x = 3,5

A tabela dá 6 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 3,5.

n = 6x = 3,5
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno14392780turno noturno133354100Total277281180

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 = 1802 × 3
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 compara frequências observadas em 3 categorias com proporções esperadas totalmente especificadas (nenhum parâmetro é estimado a partir dos dados). Usando a tabela, encontre o valor crítico χ²crit ao nível de significância α = 0,01.

α = 0,01
χ²crit =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Validade de conteúdo

Porque é esta a resposta

A validade de conteúdo é o grau em que uma medida cobre todos os aspectos relevantes do construto, geralmente julgado por especialistas.

Resposta

C · Validade de conteúdo
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · HARKing (formular hipóteses depois de conhecer os resultados)

Porque é esta a resposta

O HARKing apresenta resultados exploratórios como confirmatórios, fazendo os achados parecerem mais robustos do que são. Contribui para a crise de replicação.

Resposta

B · HARKing (formular hipóteses depois de conhecer os resultados)
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 16,15

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 = 195/7 = 27,86

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−6,857)² + (−5,857)² + 1,143² + 17,14² + (−14,86)² + 26,14² + (−16,86)² = 1565

Desvio-padrão

s = √(1565/6) = 16,15

Resposta

s = 16,15
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,3085

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 = −0,5

Tabela da normal padrão

Φ(−0,5) = 0,3085
P = 0,3085

Resposta

P = 0,3085
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,4213

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)3 = 0,5787
P = 1 − 0,5787 = 0,4213

Resposta

P = 0,4213
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,4202

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.

Zero e uma avaria

P(X = 0) = 0,76 = 0,1176
P(X = 1) = 6·0,3·0,75 = 0,3025

Some

P = 0,1176 + 0,3025 = 0,4202

Resposta

P = 0,4202
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,6873

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 = (82 − 100)/15 = −1,2
z₂ = (112,75 − 100)/15 = 0,85

Área entre os valores

P = Φ(0,85) − Φ(−1,2) = 0,8023 − 0,1151 = 0,6873

Resposta

P = 0,6873
8.Distribuição normal

Resposta: P = 0,7389

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 diferença

μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm

Padronizar

z = (0 − 10)/15,62 = −0,64

Probabilidades

P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389

Resposta

P = 0,7389
9.Intervalos de confiança

Resposta: E₂ = 3,041

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 = (1,96/1,96)·√(100/200) = 0,7071

Nova margem

E₂ = 4,3·0,7071 = 3,041

Resposta

E₂ = 3,041
10.Intervalos de confiança

Resposta: E = 5,381 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 = (10·3² + 5·7,5²)/15 = 24,75
sp = 4,975

Margem de erro

E = 2,131·4,975·√(1/11 + 1/6) = 5,381

Resposta

E = 5,381 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −1,82

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 = 5/√49 = 5/7 = 0,7143

Estatística de teste

t = (198,7 − 200)/0,7143 = −1,82

Resposta

t = −1,82
t0,025; df = 48 = 2,011

|t| < 2.011, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: z = −0,886

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 = 40/100 = 0,4
p̂₂ = 113/250 = 0,452
p̂ = 153/350 = 0,4371

Erro-padrão sob H₀

SE = √(0,4371·0,5629·(1/100 + 1/250)) = 0,05869

Estatística de teste

z = (0,4 − 0,452)/0,05869 = −0,886

Resposta

z = −0,886

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

13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,9285

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 = 105/5 = 21
ȳ = 273/5 = 54,6

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 261
Syy = Σ(y − ȳ)² = 815,2

Coeficiente de determinação

r² = 261²/(90·815,2) = 0,9285

Resposta

r² = 0,9285

Cerca de 92,85% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 68,07

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 = 465/6 = 77,5

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 82,5

Reta de regressão

b = 82,5/17,5 = 4,714
a = 77,5 − 4,714·5,5 = 51,57
ŷ = 51,57 + 4,714·x

Previsão

ŷ = 51,57 + 4,714·3,5 = 68,07

Resposta

ŷ = 68,07
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 7,406

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

turno diurno: 80·27/180 = 12, 80·72/180 = 32, 80·81/180 = 36
turno noturno: 100·27/180 = 15, 100·72/180 = 40, 100·81/180 = 45

Estatística qui-quadrado

χ² = (14 − 12)²/12 + (39 − 32)²/32 + (27 − 36)²/36 + (13 − 15)²/15 + (33 − 40)²/40 + (54 − 45)²/45
χ² = 7,406

Resposta

χ² = 7,406

gl = 2. Para α = 0,05 o valor crítico é 5,991, então H₀ (independência) é rejeitada.

16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ²crit = 9,21

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 = 3 − 1 = 2

Tabela

χ²crit(df = 2, α = 0,01) = 9,210

Resposta

χ²crit = 9,210

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

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