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

Que tipo de dado é coletado com uma pergunta aberta numa entrevista?

  1. AApenas dados quantitativos nominais
  2. BDados de razão
  3. CDados qualitativos
  4. DDados intervalares
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um pesquisador faz 20 análises num conjunto de dados e relata só aquela com p < 0,05. Essa prática se chama:

  1. AContrabalanceamento
  2. BPré-registro
  3. CTriangulação
  4. DP-hacking
3.Estatística descritivaMédia
10152025303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 33, 47, 10, 56, 58.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 100 e desvio-padrão 20. Que proporção P dos valores está acima de 76?

μ = 100σ = 20x = 76
P =
5.ProbabilidadesMédia
xp(x)100,15200,25300,35400,25μ = 27

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

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,15, 0,25, 0,35, 0,25
Var(X) =
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
480 g488,3 gT = X₁ + … + X₁₂?

As massas de parafusos são independentes e normais com média 40 g e desvio padrão 1,2 g. Encontre a probabilidade P de a massa total de 12 deles exceder 488,3 g. Arredonde z para duas casas decimais.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 12> 488,3 g
P =
8.Distribuição normalDifícil
0,03 mm0D − d?

Os diâmetros D dos furos são normais com média 25,03 mm e desvio padrão 0,015 mm. Os diâmetros d dos eixos são independentes e normais com média 25 mm e desvio padrão 0,015 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 = 25,03 mm, σ = 0,015 mmeixo: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 7, sd​ = 5,10LU = ?d̄ = −6,7E90%

A pressão arterial de 7 pacientes é medida antes e depois de um tratamento. As diferenças d = antes − depois (mmHg) têm média −6,7 e desvio-padrão 5,1. Encontre o limite superior do intervalo de confiança de 90% para a diferença média.

n = 7d̄ = −6,7sd = 5,190%t(6) = 1,943
limite superior = mmHg
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 14, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 490%

O desvio-padrão da população é 14. 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 4?

σ = 14E = 490%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−2,2012,201t = ?df = 11

12 funcionários fazem um teste de digitação antes e depois de um curso de treinamento. Para cada pessoa é registrada a diferença d = depois − antes (palavras por minuto). A diferença média é −2,01 e o desvio-padrão das diferenças é 5,8. Encontre a estatística do teste pareado t para H₀: μd = 0.

n = 12d̄ = −2,01sd = 5,8
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
z −1,9601,96

Uma amostra de 49 medições tem média 201,1. O desvio-padrão da população é 15. Calcule o limite inferior L do intervalo de confiança a 95 % para a média.

x̄ = 201,1σ = 15n = 4995%
L =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy34355476097611861398xy510406080100

A tabela dá 6 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 6
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy155258368472582xy24607080x = 4,5

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. Preveja ŷ para x = 4,5.

n = 5x = 4,5
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
baixomédioaltoTotalurbano22183474rural35223289Total574066163

A tabela de contingência mostra frequências observadas. Para um teste qui-quadrado de independência, encontre a frequência esperada E para a célula “rural, médio”.

total da linha = 89total da coluna = 40N = 163
E =
16.Testes qui-quadradoDifícil

É feito um teste qui-quadrado de independência em uma tabela de contingência com 2 linhas e 11 colunas (sem contar os totais). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

2 × 11
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · Dados qualitativos

Porque é esta a resposta

Perguntas abertas produzem dados qualitativos ricos, mais difíceis de analisar estatisticamente do que respostas a perguntas fechadas.

Resposta

C · Dados qualitativos
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: D · P-hacking

Porque é esta a resposta

O p-hacking explora a flexibilidade da análise para obter significância, elevando a taxa de falsos positivos bem acima de 5%. O pré-registro e o relato transparente o reduzem.

Resposta

D · P-hacking
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 19,84

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 = 204/5 = 40,8

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−7,8)² + 6,2² + (−30,8)² + 15,2² + 17,2² = 1575

Desvio-padrão

s = √(1575/4) = 19,84

Resposta

s = 19,84
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,8849

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 = 1 − 0,1151 = 0,8849

Resposta

P = 0,8849
5.Probabilidades

Resposta: Var(X) = 101

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 = 10·0,15 + 20·0,25 + 30·0,35 + 40·0,25 = 27

Média dos quadrados

E(X²) = 100·0,15 + 400·0,25 + 900·0,35 + 1600·0,25 = 830

Variância

Var(X) = 830 − 27² = 101

Resposta

Var(X) = 101
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: P = 0,02275

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 = 480 g, σT = 1,2·√12 = 4,157 g

Padronizar

z = (488,3 − 480)/4,157 = 2

Probabilidades

P = 1 − Φ(2) = 0,02275

Resposta

P = 0,02275
8.Distribuição normal

Resposta: P = 0,9207

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 = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,02121 mm

Padronizar

z = (0 − 0,03)/0,02121 = −1,41

Probabilidades

P = 1 − Φ(−1,41) = 0,9207

Resposta

P = 0,9207
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite superior = −2,955 mmHg

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.

Valor crítico

df = 6, t = 1,943

Margem de erro

E = 1,943·5,1/√7 = 3,745

Intervalo

−6,7 ± 3,745 → [−10,45, −2,955]

Resposta

limite superior = −2,955 mmHg
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 34

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 = (1,645·14/4)² = 33,15

Arredondar para cima

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

n = 34

Resposta

n = 34
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −1,2

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

Erro-padrão da diferença média

SE = 5,8/√12 = 1,674

Estatística de teste

t = −2,01/1,674 = −1,2

Resposta

t = −1,2

Com gl = 11, o valor crítico bilateral a 5% é 2,201; |t| é menor, então H₀ não é rejeitada.

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: L = 196,9

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 = 1,96·15/√49 = 4,2

Limite do intervalo

L = 201,1 − 4,2 = 196,9

Resposta

L = 196,9
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,9908

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 = 48/6 = 8
ȳ = 417/6 = 69,5

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 387
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2160

Coeficiente de determinação

r² = 387²/(70·2160) = 0,9908

Resposta

r² = 0,9908

Cerca de 99,08% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 77,2

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 = 335/5 = 67

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 68

Reta de regressão

b = 68/10 = 6,8
a = 67 − 6,8·3 = 46,6
ŷ = 46,6 + 6,8·x

Previsão

ŷ = 46,6 + 6,8·4,5 = 77,2

Resposta

ŷ = 77,2
15.Testes qui-quadrado

Resposta: E = 21,84

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.

Frequência esperada

E = 89·40/163 = 21,84

Resposta

E = 21,84
16.Testes qui-quadrado

Resposta: df = 10

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)·(11 − 1) = 10

Resposta

df = 10

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