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

Operacionalização significa:

  1. AEscolher um teste estatístico
  2. BDar instruções aos participantes
  3. CRealizar a pesquisa em um ambiente operacional real, como um hospital
  4. DDefinir variáveis de forma precisa e mensurável
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um pesquisador mede o efeito do ruído sobre a concentração. Por acaso, os participantes da condição com ruído foram testados de manhã e os da condição silenciosa à tarde. Qual é o problema?

  1. AA hora do dia é a variável dependente
  2. BA hora do dia é uma variável de confusão
  3. CO estudo tem condições demais
  4. DOs dados estão em nível nominal
3.Estatística descritivaMédia
2025303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 17, 59, 21, 29, 17, 37.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 500 e desvio-padrão 50. Que proporção P dos valores está acima de 460?

μ = 500σ = 50x = 460
P =
5.ProbabilidadesMédia
P(pelo menos um seis) = ??1?2?3?4?5?6?7P(seis) = 1/6 em cada lançamento

Lança-se um dado equilibrado 7 vezes. Qual é a probabilidade P de sair pelo menos um seis?

n = 7
P =
6.ProbabilidadesDifícil
xp(x)00,3510,320,35μ

X tem a distribuição mostrada e Y = −2X + 20. Encontre o desvio padrão σY de Y.

x: 0, 1, 2p(x): 0,35, 0,3, 0,35Y = −2X + 20
σY =
7.Distribuição normalMédia
−3−2−10123zárea sombreada entre −z e z = 0,9051

Arraste z para que a área sombreada entre −z e z sob a curva normal padrão seja 0,9051. Encontre z com duas casas decimais.

A = 0,9051
z =
8.Distribuição normalDifícil
380420460500540580620hbase 70%

Os durações de baterias têm distribuição normal com média 500 h e desvio padrão 40 h. Arraste o ponto de corte para que os 70% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 500 hσ = 40 h70%
x = h
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 21, s = 14,5L = ?Ux̄ = 35E90%

Uma amostra de 21 itens tem média 35 e desvio-padrão s = 14,5. A população é aproximadamente normal. Calcule o limite inferior do intervalo de confiança de 90% para a média.

n = 21x̄ = 35s = 14,590%t(20) = 1,725
limite inferior =
10.Intervalos de confiançaDifícil
p ≈ 0,2, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0599%

Um estudo piloto sugere que cerca de 0,2 dos produtos são defeituosos. Quantos produtos n devem ser inspecionados para que um intervalo de confiança de 99% para a proporção tenha margem de erro de no máximo 0,05?

p ≈ 0,2E = 0,0599%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,06402,064

Uma amostra de 25 estudantes tem nota média 78,6 e desvio-padrão amostral 15. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 78,6s = 15n = 25
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
σ = 4, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,599%

Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 99 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 1,5? O desvio-padrão é 4. Calcule o menor tamanho de amostra n.

σ = 4E = 1,599%
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy131229335446550xy24304050

A tabela dá 5 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. As suas somas são dadas. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r a partir dessas somas.

n = 5Σx = 15Σy = 191Σx² = 55Σy² = 7643Σxy = 628
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy1333355477499551153xy5104050ŷ = 41

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. Para que valor x a reta prevê ŷ = 41?

n = 6ŷ = 41
x =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno1023740turno noturno14313580Total245442120

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 = 1202 × 3
χ² =
16.Testes qui-quadradoDifícil
simnãoTotalfábrica A241640fábrica B542680fábrica C303060Total10872180dfα = 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 = 0,01 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 = 1803 × 2α = 0,01
χ² =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: D · Definir variáveis de forma precisa e mensurável

Porque é esta a resposta

Operacionalizar variáveis transforma conceitos abstratos em medidas específicas, para que a pesquisa possa ser replicada.

Resposta

D · Definir variáveis de forma precisa e mensurável
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · A hora do dia é uma variável de confusão

Porque é esta a resposta

Como o ruído e o horário do teste variam juntos, qualquer diferença pode se dever a um ou ao outro. Distribuir aleatoriamente os horários de teste ou manter o horário constante eliminaria a confusão.

Resposta

B · A hora do dia é uma variável de confusão
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 16,19

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 = 180/6 = 30

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−13)² + 29² + (−9)² + (−1)² + (−13)² + 7² = 1310

Desvio-padrão

s = √(1310/5) = 16,19

Resposta

s = 16,19
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,7881

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 = −0,8

Tabela da normal padrão

Φ(−0,8) = 0,2119
P = 1 − 0,2119 = 0,7881

Resposta

P = 0,7881
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,7209

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)7 = 0,2791
P = 1 − 0,2791 = 0,7209

Resposta

P = 0,7209
6.Probabilidades

Resposta: σY = 1,673

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 = 1, Var(X) = 0,7, σX = 0,8367

Mudança linear

σY = |−2|·0,8367 = 1,673

Resposta

σY = 1,673

A média de fato se desloca: E(Y) = −2·1 + 20 = 18.

7.Distribuição normal

Resposta: z = 1,67

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 + 0,9051)/2 = 0,9525

Leia a tabela de z ao contrário

Encontre 0,9525 dentro da tabela e leia z.

z = 1,67

Resposta

z = 1,67
8.Distribuição normal

Resposta: x = 521 h

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) = 0,7

z da tabela

z ≈ 0,52

De volta às unidades originais

x = 500 + 0,52·40 = 521 h

Resposta

x = 521 h
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 29,54

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 = 20, t = 1,725

Margem de erro

E = 1,725·14,5/√21 = 5,458

Intervalo

35 ± 5,458 → [29,54, 40,46]

Resposta

limite inferior = 29,54
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 425

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 = 2,576²·0,2·0,8/0,05² = 424,7

Arredondar para cima

n = 425

Resposta

n = 425
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = 1,2

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 = 15/√25 = 15/5 = 3

Estatística de teste

t = (78,6 − 75)/3 = 1,2

Resposta

t = 1,2
t0,025; df = 24 = 2,064

|t| < 2.064, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 48

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).

Resolver em ordem a n

n = (2,576·4/1,5)² = 47,19

Arredondar para cima

n = 48

Resposta

n = 48
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,9339

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 = 628 − 15·191/5 = 55
Sxx = 55 − 15²/5 = 10
Syy = 7643 − 191²/5 = 346,8

Coeficiente de correlação

r = 55/√(10·346,8) = 0,9339

Resposta

r = 0,9339
14.Regressão linear e correlação

Resposta: x = 4,128

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 = 272/6 = 45,33

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 162

Reta de regressão

b = 162/70 = 2,314
a = 45,33 − 2,314·6 = 31,45
ŷ = 31,45 + 2,314·x

Resolver para x

x = (41 − 31,45)/2,314 = 4,128

Resposta

x = 4,128
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 8,083

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: 40·24/120 = 8, 40·54/120 = 18, 40·42/120 = 14
turno noturno: 80·24/120 = 16, 80·54/120 = 36, 80·42/120 = 28

Estatística qui-quadrado

χ² = (10 − 8)²/8 + (23 − 18)²/18 + (7 − 14)²/14 + (14 − 16)²/16 + (31 − 36)²/36 + (35 − 28)²/28
χ² = 8,083

Resposta

χ² = 8,083

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

16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 4,375

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

fábrica A: 24, 16
fábrica B: 48, 32
fábrica C: 36, 24

Estatística qui-quadrado

χ² = (24 − 24)²/24 + (16 − 16)²/16 + (54 − 48)²/48 + (26 − 32)²/32 + (30 − 36)²/36 + (30 − 24)²/24
χ² = 4,375

Decisão

df = 2, χ²crit = 9,210
4,375 < 9,210

Resposta

χ² = 4,375

χ² está abaixo do valor crítico, então H₀ não é rejeitada: não há evidência significativa de relação.

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