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 com assimetria positiva, como a renda:

  1. AA média é menor que a mediana
  2. BA média e a mediana são sempre iguais
  3. CA média é maior que a mediana
  4. DNão há escores extremos
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um departamento de psicologia recruta participantes só de disciplinas introdutórias de psicologia. Os críticos dizem que as amostras são "WEIRD". A que isso se refere?

  1. AAmostras recrutadas com métodos aleatórios ponderados
  2. BAmostras que desistem cedo dos estudos
  3. CAmostras ocidentais, escolarizadas, industrializadas, ricas e democráticas, que podem não se generalizar
  4. DAmostras com comportamento incomumente estranho
3.Estatística descritivaMédia
1015202530354045

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 23, 10, 19, 48, 12, 43, 38.

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 88?

μ = 100σ = 10x = 88
P =
5.ProbabilidadesMédia
xp(x)00,210,3520,0530,240,2μ = 1,85

Para a distribuição mostrada, encontre o desvio padrão σ de X.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,2, 0,35, 0,05, 0,2, 0,2
σ =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 12, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k0123456789101112

Testam-se 12 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,2, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 12p = 0,2
P =
7.Distribuição normalMédia
32 min29,5 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 29,5 min. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 29,5 min
P =
8.Distribuição normalDifícil
μ = 32x = ?97,5%

As durações de entregas seguem uma distribuição normal com média 32 min e desvio-padrão 6 min. Calcule o valor x abaixo do qual estão 97,5% delas (o percentil 97,5).

μ = 32σ = 6P = 97,5%
x = min
9.Intervalos de confiançaMédia
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

A duração da bateria de dois modelos de celular é comparada. Modelo 1: 60 celulares, média 83,5 h, desvio-padrão conhecido 15 h. Modelo 2: 30 celulares, média 77 h, desvio-padrão conhecido 7 h. Encontre o limite superior do intervalo de confiança de 95% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 60x̄₁ = 83,5 hσ₁ = 15 hn₂ = 30x̄₂ = 77 hσ₂ = 7 h95%
limite superior = h
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(14) = 2,9770L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 8 parcelas, produção média 35,5 kg, desvio-padrão 9,5 kg. Grupo de parcelas 2: 8 parcelas, média 45,5 kg, desvio-padrão 7 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 8x̄₁ = 35,5s₁ = 9,5n₂ = 8x̄₂ = 45,5s₂ = 799%t(14) = 2,977
limite inferior = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −1,98401,984

Uma amostra de 100 estudantes tem nota média 76,68 e desvio-padrão amostral 8. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 76,68s = 8n = 100
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 5α = 0,05βσ = 29, poder 80%, n = ?

Um teste z unilateral com α = 0,05 deve detectar um deslocamento da média de 5 unidades com poder de 80%. O desvio-padrão é 29. Encontre o tamanho mínimo da amostra n.

α = 0,05poder = 80%δ = 5σ = 29zα = 1,645zβ = 0,842
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy125226325423522xy24222426

A tabela dá 5 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 5
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy2464516538561060xy51045505560ŷ = 52

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. Para que valor x a reta prevê ŷ = 52?

n = 5ŷ = 52
x =
15.Testes qui-quadradoMédia
tossesem tosseTotalfumantes402060não fumantes512980Total9149140

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

Um teste qui-quadrado de aderência verifica se as frequências em 8 categorias seguem uma distribuição de Poisson cuja média é estimada a partir dos mesmos dados. Quantos graus de liberdade df o teste tem?

k = 8
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · A média é maior que a mediana

Porque é esta a resposta

Alguns valores muito altos na cauda direita elevam a média acima da mediana, e por isso a mediana costuma ser relatada para dados assimétricos.

Resposta

C · A média é maior que a mediana
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Amostras ocidentais, escolarizadas, industrializadas, ricas e democráticas, que podem não se generalizar

Porque é esta a resposta

Henrich e colaboradores observaram que a maioria dos participantes de psicologia vem de sociedades WEIRD (Western, Educated, Industrialised, Rich, Democratic), que não representam a humanidade, o que ameaça a validade populacional.

Resposta

C · Amostras ocidentais, escolarizadas, industrializadas, ricas e democráticas, que podem não se generalizar
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 15,33

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 = 193/7 = 27,57

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−4,571)² + (−17,57)² + (−8,571)² + 20,43² + (−15,57)² + 15,43² + 10,43² = 1410

Desvio-padrão

s = √(1410/6) = 15,33

Resposta

s = 15,33
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,1151

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 = −1,2

Tabela da normal padrão

Φ(−1,2) = 0,1151
P = 0,1151

Resposta

P = 0,1151
5.Probabilidades

Resposta: σ = 1,459

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.

Média

μ = 0·0,2 + 1·0,35 + 2·0,05 + 3·0,2 + 4·0,2 = 1,85

Média dos quadrados

E(X²) = 0·0,2 + 1·0,35 + 4·0,05 + 9·0,2 + 16·0,2 = 5,55

Variância

Var(X) = 5,55 − 1,85² = 2,128
σ = √2,128 = 1,459

Resposta

σ = 1,459
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,2749

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) = 0,812 = 0,06872
P(X = 1) = 12·0,2·0,811 = 0,2062

Some

P = 0,06872 + 0,2062 = 0,2749

Resposta

P = 0,2749
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,8413

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 = (29,5 − 32)/2,5 = −1

Cauda superior

P = 1 − Φ(−1) = 1 − 0,1587 = 0,8413

Resposta

P = 0,8413
8.Distribuição normal

Resposta: x = 43,76 min

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.

z do percentil

Φ(z) = 0,975 → z = 1,96

De volta a x

x = 32 + 1,96·6 = 43,76 min

Resposta

x = 43,76 min
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite superior = 11,05 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 = 83,5 − 77 = 6,5

Erro-padrão

SE = √(15²/60 + 7²/30) = 2,32

Margem de erro

E = 1,96·2,32 = 4,548

Intervalo

6,5 ± 4,548 → [1,952, 11,05]

Resposta

limite superior = 11,05 h

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

10.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = −22,42 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 = (7·9,5² + 7·7²)/14 = 69,63
sp = 8,344

Margem de erro

E = 2,977·8,344·√(1/8 + 1/8) = 12,42

Intervalo

−10 ± 12,42 → [−22,42, 2,42]

Resposta

limite inferior = −22,42 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = 2,1

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 = 8/√100 = 8/10 = 0,8

Estatística de teste

t = (76,68 − 75)/0,8 = 2,1

Resposta

t = 2,1
t0,025; df = 99 = 1,984

|t| > 1,984, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 209

Tamanho de amostra para um teste: para detectar um deslocamento real δ com poder 1 − β em um teste z unilateral ao nível α, o erro-padrão deve satisfazer δ = (z_α + z_β)·σ/√n, então n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², arredondado para cima.

Resolver em ordem a n

n = ((1,645 + 0,842)·29/5)² = 208,1

Arredondar para cima

n = 209

Resposta

n = 209
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,75

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 = 15/5 = 3
ȳ = 121/5 = 24,2

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −9
Syy = Σ(y − ȳ)² = 10,8

Coeficiente de determinação

r² = −9²/(10·10,8) = 0,75

Resposta

r² = 0,75

Cerca de 75% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: x = 5,273

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 = 30/5 = 6
ȳ = 266/5 = 53,2

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 66

Reta de regressão

b = 66/40 = 1,65
a = 53,2 − 1,65·6 = 43,3
ŷ = 43,3 + 1,65·x

Resolver para x

x = (52 − 43,3)/1,65 = 5,273

Resposta

x = 5,273
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 0,1282

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

fumantes: 60·91/140 = 39, 60·49/140 = 21
não fumantes: 80·91/140 = 52, 80·49/140 = 28

Estatística qui-quadrado

χ² = (40 − 39)²/39 + (20 − 21)²/21 + (51 − 52)²/52 + (29 − 28)²/28
χ² = 0,1282

Resposta

χ² = 0,1282

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

16.Testes qui-quadrado

Resposta: df = 6

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 − 1 = 6

Resposta

df = 6

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