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

Qual estatística é adequada para a relação entre dois conjuntos de postos, como as classificações de pinturas feitas por juízes?

  1. AQui-quadrado
  2. Br de Pearson
  3. CRho de Spearman
  4. DTeste t independente
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Na pesquisa qualitativa, reflexividade significa que o pesquisador:

  1. AReflete sobre como sua própria formação e seus pressupostos podem moldar a análise
  2. BRepete o estudo para verificar a confiabilidade
  3. CConverte os temas em dados numéricos
  4. DUsa uma amostra aleatória para eliminar o viés
3.Estatística descritivaMédia
2530354045

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 46, 25, 29, 36, 46.

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

As notas de um exame seguem uma distribuição normal com média 100 e desvio-padrão 15. Calcule a pontuação z z de uma nota de 109.

μ = 100σ = 15x = 109
z =
5.ProbabilidadesMédia
n = 11k = 2N = ?

De quantas maneiras N se pode escolher uma comissão de 2 pessoas num grupo de 11? A ordem não interessa.

n = 11k = 2
N =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 8, p = 0,6: P(X ≤ 1) = ?k012345678

Testam-se 8 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,6, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 8p = 0,6
P =
7.Distribuição normalMédia
244,25257,75P = ?

As massas de sacos seguem uma distribuição normal com média 250 g e desvio-padrão 5 g. Que fração está entre 244,25 e 257,75 g? Dê P em forma decimal.

μ = 250σ = 5x1 = 244,25x2 = 257,75
P =
8.Distribuição normalDifícil
0,05 mm0D − d?

Os diâmetros D dos furos são normais com média 25,05 mm e desvio padrão 0,01 mm. Os diâmetros d dos eixos são independentes e normais com média 25 mm e desvio padrão 0,02 mm. Um eixo escolhido ao acaso encaixa quando D − d > 0. Encontre a probabilidade P de ele encaixar. Arredonde z para duas casas decimais.

furo: μ = 25,05 mm, σ = 0,01 mmeixo: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
9.Intervalos de confiançaMédia
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

A duração da bateria de dois modelos de celular é comparada. Modelo 1: 80 celulares, média 61,5 h, desvio-padrão conhecido 13 h. Modelo 2: 30 celulares, média 48 h, desvio-padrão conhecido 4 h. Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 80x̄₁ = 61,5 hσ₁ = 13 hn₂ = 30x̄₂ = 48 hσ₂ = 4 h99%
limite inferior = h
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 29, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0,590%

O desvio-padrão da população é 29. Qual o tamanho de amostra n necessário para que um intervalo de confiança de 90% para a média tenha margem de erro de no máximo 0,5?

σ = 29E = 0,590%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,01102,011

Uma amostra de 49 estudantes tem nota média 118,7 e desvio-padrão amostral 10. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 118,7s = 10n = 49
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
σ = 15, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 395%

Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 95 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 3? O desvio-padrão é 15. Calcule o menor tamanho de amostra n.

σ = 15E = 395%
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy145917762082239826117xy1520256080100120

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
xy12422231741651068xy24610152025x = 2,5

A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 2,5.

n = 6x = 2,5
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
melhorounão melhorouTotalnovo medicamento243660placebo6436100Total8872160

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 = 1602 × 2
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 8 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 = 0,05.

α = 0,05
χ²crit =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Rho de Spearman

Porque é esta a resposta

A correlação por postos de Spearman mede a força de uma relação monotônica entre duas variáveis ordenadas ou ordinais.

Resposta

C · Rho de Spearman
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: A · Reflete sobre como sua própria formação e seus pressupostos podem moldar a análise

Porque é esta a resposta

A reflexividade reconhece a influência do pesquisador na coleta e na interpretação dos dados e é um critério de qualidade central no trabalho qualitativo.

Resposta

A · Reflete sobre como sua própria formação e seus pressupostos podem moldar a análise
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 9,607

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 = 182/5 = 36,4

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 9,6² + (−11,4)² + (−7,4)² + (−0,4)² + 9,6² = 369,2

Desvio-padrão

s = √(369,2/4) = 9,607

Resposta

s = 9,607
4.Estatística descritiva

Resposta: z = 0,6

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 = (109 − 100)/15 = 0,6

Resposta

z = 0,6
5.Probabilidades

Resposta: N = 55

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.

Combinações

C(11, 2) = (11·10)/(2·1) = 55

Resposta

N = 55
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,00852

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) = 0,48 = 0,0006554
P(X = 1) = 8·0,6·0,47 = 0,007864

Some

P = 0,0006554 + 0,007864 = 0,00852

Resposta

P = 0,00852
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,8144

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 = (244,25 − 250)/5 = −1,15
z₂ = (257,75 − 250)/5 = 1,55

Área entre os valores

P = Φ(1,55) − Φ(−1,15) = 0,9394 − 0,1251 = 0,8144

Resposta

P = 0,8144
8.Distribuição normal

Resposta: P = 0,9875

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 = 25,05 − 25 = 0,05 mm, σ = 0,02236 mm

Padronizar

z = (0 − 0,05)/0,02236 = −2,24

Probabilidades

P = 1 − Φ(−2,24) = 0,9875

Resposta

P = 0,9875
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 9,31 h

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.

Estimativa pontual

x̄₁ − x̄₂ = 61,5 − 48 = 13,5

Erro-padrão

SE = √(13²/80 + 4²/30) = 1,627

Margem de erro

E = 2,576·1,627 = 4,19

Intervalo

13,5 ± 4,19 → [9,31, 17,69]

Resposta

limite inferior = 9,31 h

O intervalo não contém 0, então as médias diferem significativamente.

10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 9104

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.

Resolver em ordem a n

n = (1,645·29/0,5)² = 9103

Arredondar para cima

O tamanho da amostra é um número inteiro, e arredondar para baixo deixaria a margem grande demais.

n = 9104

Resposta

n = 9104
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −0,91

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 = 10/√49 = 10/7 = 1,429

Estatística de teste

t = (118,7 − 120)/1,429 = −0,91

Resposta

t = −0,91
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: n = 97

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 = (1,96·15/3)² = 96,04

Arredondar para cima

n = 97

Resposta

n = 97
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,977

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 = 100/5 = 20
ȳ = 432/5 = 86,4

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 414
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1949

Coeficiente de determinação

r² = 414²/(90·1949) = 0,977

Resposta

r² = 0,977

Cerca de 97,7% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 19,51

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 = 21/6 = 3,5
ȳ = 97/6 = 16,17

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −58,5

Reta de regressão

b = −58,5/17,5 = −3,343
a = 16,17 − (−3,343)·3,5 = 27,87
ŷ = 27,87 − 3,343·x

Previsão

ŷ = 27,87 + (−3,343)·2,5 = 19,51

Resposta

ŷ = 19,51
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 8,727

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

novo medicamento: 60·88/160 = 33, 60·72/160 = 27
placebo: 100·88/160 = 55, 100·72/160 = 45

Estatística qui-quadrado

χ² = (24 − 33)²/33 + (36 − 27)²/27 + (64 − 55)²/55 + (36 − 45)²/45
χ² = 8,727

Resposta

χ² = 8,727

gl = 1. Para α = 0,05 o valor crítico é 3,841, então H₀ (independência) é rejeitada.

16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ²crit = 14,07

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

Tabela

χ²crit(df = 7, α = 0,05) = 14,067

Resposta

χ²crit = 14,067

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

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