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

Um pesquisador quer testar se há associação entre gênero (masculino/feminino) e gênero de filme preferido (quatro categorias). Qual teste é adequado?

  1. ATeste qui-quadrado de independência
  2. BCorrelação de Pearson
  3. CANOVA de um fator
  4. DTeste t pareado
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. AOperacionalização
  2. BContrabalanceamento
  3. CHARKing (formular hipóteses depois de conhecer os resultados)
  4. DDebriefing
3.Estatística descritivaMédia
2025303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 59, 48, 59, 20, 57, 38, 27.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 70 e desvio-padrão 5. Que proporção P dos valores está abaixo de 75?

μ = 70σ = 5x = 75
P =
5.ProbabilidadesMédia
n = 6k = 4N = ?

De quantas maneiras N se pode escolher uma comissão de 4 pessoas num grupo de 6? A ordem não interessa.

n = 6k = 4
N =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 6, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k0123456

Testam-se 6 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,2, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 6p = 0,2
P =
7.Distribuição normalMédia
125 kg126,7 kgT = X₁ + … + X₅?

As massas de sacos de cimento são independentes e normais com média 25 kg e desvio padrão 0,5 kg. Encontre a probabilidade P de a massa total de 5 deles ficar abaixo de 126,7 kg. Arredonde z para duas casas decimais.

μ = 25 kgσ = 0,5 kgn = 5< 126.7 kg
P =
8.Distribuição normalDifícil
35455565758595pontosbase 85%

Os notas de prova têm distribuição normal com média 65 pontos e desvio padrão 10 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 85% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 65 pontosσ = 10 pontos85%
x = pontos
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 25, s = 5,5LUx̄ = 88,5E = ?90%

Uma amostra de 25 itens tem média 88,5 e desvio-padrão s = 5,5. A população é aproximadamente normal. Calcule a margem de erro E de um intervalo de confiança de 90% para a média.

n = 25x̄ = 88,5s = 5,590%t(24) = 1,711
E =
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 31, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 199%

O desvio-padrão da população é 31. Qual o tamanho de amostra n necessário para que um intervalo de confiança de 99% para a média tenha margem de erro de no máximo 1?

σ = 31E = 199%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −1,99801,998

Uma amostra de 64 estudantes tem nota média 50,6 e desvio-padrão amostral 4. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 50.

μ₀ = 50x̄ = 50,6s = 4n = 64
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
z −1,9601,96

Uma amostra de 49 medições tem média 66,7. O desvio-padrão da população é 20. Calcule o limite superior U do intervalo de confiança a 95 % para a média.

x̄ = 66,7σ = 20n = 4995%
U =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy12422431841851569xy24610152025

A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy18602065227624762681xy2025607080x = 25

A tabela dá 5 observações pareadas de x = temperatura em °C e y = sorvetes vendidos. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 25.

n = 5x = 25
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
simnãoTotalhomens6634100mulheres182240Total8456140

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 = 1402 × 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

É feito um teste qui-quadrado de independência em uma tabela de contingência com 3 linhas e 5 colunas (sem contar os totais). 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: A · Teste qui-quadrado de independência

Porque é esta a resposta

O teste qui-quadrado compara as frequências observadas com as esperadas numa tabela de contingência para testar se duas variáveis categóricas estão associadas.

Resposta

A · Teste qui-quadrado de independência
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · 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

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

Resposta: s = 16

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 = 308/7 = 44

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 15² + 4² + 15² + (−24)² + 13² + (−6)² + (−17)² = 1536

Desvio-padrão

s = √(1536/6) = 16

Resposta

s = 16
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,8413

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

Tabela da normal padrão

Φ(1) = 0,8413
P = 0,8413

Resposta

P = 0,8413
5.Probabilidades

Resposta: N = 15

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(6, 4) = (6·5·4·3)/(4·3·2·1) = 15

Resposta

N = 15
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,6554

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) = 0,86 = 0,2621
P(X = 1) = 6·0,2·0,85 = 0,3932

Some

P = 0,2621 + 0,3932 = 0,6554

Resposta

P = 0,6554
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,9357

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 do total

μT = 125 kg, σT = 0,5·√5 = 1,118 kg

Padronizar

z = (126,7 − 125)/1,118 = 1,52

Probabilidades

P = Φ(1,52) = 0,9357

Resposta

P = 0,9357
8.Distribuição normal

Resposta: x = 75,4 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) = 0,85

z da tabela

z ≈ 1,04

De volta às unidades originais

x = 65 + 1,04·10 = 75,4 pontos

Resposta

x = 75,4 pontos
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 1,882

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 = 24, t = 1,711

Margem de erro

E = 1,711·5,5/√25 = 1,882

Resposta

E = 1,882
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 6377

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 = (2,576·31/1)² = 6377

Arredondar para cima

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

n = 6377

Resposta

n = 6377
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 = 4/√64 = 4/8 = 0,5

Estatística de teste

t = (50,6 − 50)/0,5 = 1,2

Resposta

t = 1,2
t0,025; df = 63 = 1,998

|t| < 1.998, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: U = 72,3

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 = 1,96·20/√49 = 5,6

Limite do intervalo

U = 66,7 + 5,6 = 72,3

Resposta

U = 72,3
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = −0,9578

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 = 108/6 = 18

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −51
Syy = Σ(y − ȳ)² = 162

Coeficiente de correlação

r = −51/√(17,5·162) = −0,9578

Resposta

r = −0,9578
14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 79,55

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 = 110/5 = 22
ȳ = 358/5 = 71,6

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 106

Reta de regressão

b = 106/40 = 2,65
a = 71,6 − 2,65·22 = 13,3
ŷ = 13,3 + 2,65·x

Previsão

ŷ = 13,3 + 2,65·25 = 79,55

Resposta

ŷ = 79,55
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 5,25

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

homens: 100·84/140 = 60, 100·56/140 = 40
mulheres: 40·84/140 = 24, 40·56/140 = 16

Estatística qui-quadrado

χ² = (66 − 60)²/60 + (34 − 40)²/40 + (18 − 24)²/24 + (22 − 16)²/16
χ² = 5,25

Resposta

χ² = 5,25

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

16.Testes qui-quadrado

Resposta: χ²crit = 15,51

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)·(5 − 1) = 8

Tabela

χ²crit(df = 8, α = 0,05) = 15,507

Resposta

χ²crit = 15,507

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

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