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

Numa análise de conteúdo, a confiabilidade entre avaliadores é verificada:

  1. APerguntando depois aos participantes se a codificação do pesquisador sobre seu material está correta
  2. BUsando uma amostra maior de materiais
  3. CFazendo dois pesquisadores codificarem o mesmo material e comparando os resultados
  4. DCodificando o material duas vezes no mesmo dia
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um estudo descobre que estudantes que dormem mais têm notas maiores. Que mudança de desenho permitiria melhor uma conclusão causal?

  1. APedir aos estudantes que relatem o sono duas vezes e tirar a média dos dois relatos
  2. BMedir as notas com mais precisão
  3. CEntrevistar mais estudantes
  4. DAlocar aleatoriamente estudantes a diferentes horários de sono
3.Estatística descritivaMédia
10152025303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 44, 41, 58, 27, 10.

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

As notas de um exame seguem uma distribuição normal com média 170 e desvio-padrão 5. Calcule a pontuação z z de uma nota de 172.

μ = 170σ = 5x = 172
z =
5.ProbabilidadesMédia
xp(x)10,320,0530,140,3550,2μ = 3,1

Para a distribuição mostrada, encontre a variância Var(X) de X.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,3, 0,05, 0,1, 0,35, 0,2
Var(X) =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 6, p = 0,4: P(X ≤ 1) = ?k0123456

Testam-se 6 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,4, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 6p = 0,4
P =
7.Distribuição normalMédia
2044,3P = ?

As durações de entregas seguem uma distribuição normal com média 32 min e desvio-padrão 6 min. Que fração está entre 20 e 44,3 min? Dê P em forma decimal.

μ = 32σ = 6x1 = 20x2 = 44,3
P =
8.Distribuição normalDifícil
μ = 178x = ?90%

As alturas de homens adultos seguem uma distribuição normal com média 178 cm e desvio-padrão 7 cm. Calcule o valor x abaixo do qual estão 90% delas (o percentil 90).

μ = 178σ = 7P = 90%
x = cm
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 21, s = 16L = ?Ux̄ = 73,5E99%

Uma amostra de 21 itens tem média 73,5 e desvio-padrão s = 16. A população é aproximadamente normal. Calcule o limite inferior do intervalo de confiança de 99% para a média.

n = 21x̄ = 73,5s = 1699%t(20) = 2,845
limite inferior =
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 36, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2,590%

O desvio-padrão da população é 36. 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 2,5?

σ = 36E = 2,590%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,13102,131

Uma amostra de 16 estudantes tem nota média 63,38 e desvio-padrão amostral 15. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 75.

μ₀ = 75x̄ = 63,38s = 15n = 16
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 3α = 0,01βσ = 14, poder 80%, n = ?

Um teste z unilateral com α = 0,01 deve detectar um deslocamento da média de 3 unidades com poder de 80%. O desvio-padrão é 14. Encontre o tamanho mínimo da amostra n.

α = 0,01poder = 80%δ = 3σ = 14zα = 2,326zβ = 0,842
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy130226327425523620xy246202530

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
xy17621974217823872510527110xy20256080100x = 24

A tabela dá 6 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 = 24.

n = 6x = 24
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
simnãoTotalhomens7030100mulheres342660Total10456160

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

É feito um teste qui-quadrado de independência em uma tabela de contingência com 2 linhas e 4 colunas (sem contar os totais). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

2 × 4
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Fazendo dois pesquisadores codificarem o mesmo material e comparando os resultados

Porque é esta a resposta

Se codificadores independentes produzem códigos semelhantes para os mesmos dados (alta concordância ou correlação), o esquema de codificação é confiável.

Resposta

C · Fazendo dois pesquisadores codificarem o mesmo material e comparando os resultados
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: D · Alocar aleatoriamente estudantes a diferentes horários de sono

Porque é esta a resposta

Só a manipulação do sono com alocação aleatória controla terceiras variáveis e permite inferência causal, dentro dos limites éticos.

Resposta

D · Alocar aleatoriamente estudantes a diferentes horários de sono
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 18,23

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 = 180/5 = 36

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 8² + 5² + 22² + (−9)² + (−26)² = 1330

Desvio-padrão

s = √(1330/4) = 18,23

Resposta

s = 18,23
4.Estatística descritiva

Resposta: z = 0,4

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 = (172 − 170)/5 = 0,4

Resposta

z = 0,4
5.Probabilidades

Resposta: Var(X) = 2,39

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 = 1·0,3 + 2·0,05 + 3·0,1 + 4·0,35 + 5·0,2 = 3,1

Média dos quadrados

E(X²) = 1·0,3 + 4·0,05 + 9·0,1 + 16·0,35 + 25·0,2 = 12

Variância

Var(X) = 12 − 3,1² = 2,39

Resposta

Var(X) = 2,39
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,2333

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) = 0,66 = 0,04666
P(X = 1) = 6·0,4·0,65 = 0,1866

Some

P = 0,04666 + 0,1866 = 0,2333

Resposta

P = 0,2333
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,9571

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 = (20 − 32)/6 = −2
z₂ = (44,3 − 32)/6 = 2,05

Área entre os valores

P = Φ(2,05) − Φ(−2) = 0,9798 − 0,02275 = 0,9571

Resposta

P = 0,9571
8.Distribuição normal

Resposta: x = 187 cm

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) = 0,9 → z = 1,282

De volta a x

x = 178 + 1,282·7 = 186,97 cm

Resposta

x = 186,97 cm
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 63,57

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 = 2,845

Margem de erro

E = 2,845·16/√21 = 9,933

Intervalo

73,5 ± 9,933 → [63,57, 83,43]

Resposta

limite inferior = 63,57
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 562

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 = (1,645·36/2,5)² = 561,1

Arredondar para cima

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

n = 562

Resposta

n = 562
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −3,099

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/√16 = 15/4 = 3,75

Estatística de teste

t = (63,38 − 75)/3,75 = −3,099

Resposta

t = −3,099
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| > 2,131, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 219

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 = ((2,326 + 0,842)·14/3)² = 218,6

Arredondar para cima

n = 219

Resposta

n = 219
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = −0,9505

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 = 151/6 = 25,17

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −30,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 58,83

Coeficiente de correlação

r = −30,5/√(17,5·58,83) = −0,9505

Resposta

r = −0,9505
14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 95,77

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 = 132/6 = 22
ȳ = 516/6 = 86

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 342

Reta de regressão

b = 342/70 = 4,886
a = 86 − 4,886·22 = −21,49
ŷ = −21,49 + 4,886·x

Previsão

ŷ = −21,49 + 4,886·24 = 95,77

Resposta

ŷ = 95,77
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 2,93

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: 100·104/160 = 65, 100·56/160 = 35
mulheres: 60·104/160 = 39, 60·56/160 = 21

Estatística qui-quadrado

χ² = (70 − 65)²/65 + (30 − 35)²/35 + (34 − 39)²/39 + (26 − 21)²/21
χ² = 2,93

Resposta

χ² = 2,93

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

16.Testes qui-quadrado

Resposta: df = 3

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 = (2 − 1)·(4 − 1) = 3

Resposta

df = 3

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