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

Em uma distribuição com assimetria positiva, como a renda:

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

A análise fenomenológica interpretativa (IPA) tem como objetivo principal:

  1. AExplorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas
  2. BTestar hipóteses causais com amostras grandes
  3. CContar a frequência de palavras em textos
  4. DMedir tempos de reação com precisão
3.Estatística descritivaMédia
25303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 56, 23, 38, 59, 43.

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 180.

μ = 170σ = 5x = 180
z =
5.ProbabilidadesMédia
vermelhas: 7azuis: 4

Um saco tem 7 bolas vermelhas e 4 azuis. Tira duas bolas sem repor a primeira. Qual é a probabilidade P de ambas serem vermelhas?

7 / 4
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 11, p = 0,5: P(X ≤ 1) = ?k01234567891011

Testam-se 11 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,5, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 11p = 0,5
P =
7.Distribuição normalMédia
105 s101,8 sX + Y?

X é normal com média 60 s e desvio padrão 5 s; Y é independente e normal com média 45 s e desvio padrão 4 s. Encontre a probabilidade P de X + Y ser maior que 101,8 s. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 101,8 s
P =
8.Distribuição normalDifícil
μ = 100x = ?5%

As pontuações de QI seguem uma distribuição normal com média 100 pontos e desvio-padrão 15 pontos. Calcule o valor x abaixo do qual estão 5% delas (o percentil 5).

μ = 100σ = 15P = 5%
x = pontos
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 20, sd​ = 2,90LU = ?d̄ = 1,9E90%

A pressão arterial de 20 pacientes é medida antes e depois de um tratamento. As diferenças d = antes − depois (mmHg) têm média 1,9 e desvio-padrão 2,9. Encontre o limite superior do intervalo de confiança de 90% para a diferença média.

n = 20d̄ = 1,9sd = 2,990%t(19) = 1,729
limite superior = mmHg
10.Intervalos de confiançaDifícil
p ≈ 0,3, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0,0399%

Um estudo piloto sugere que cerca de 0,3 dos produtos são defeituosos. Quantos produtos n devem ser inspecionados para que um intervalo de confiança de 99% para a proporção tenha margem de erro de no máximo 0,03?

p ≈ 0,3E = 0,0399%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−2,0862,086t = ?df = 20

Dois métodos de ensino são comparados. Grupo 1: 11 alunos, nota média 78,5, desvio-padrão 9. Grupo 2: 11 alunos, nota média 80,5, desvio-padrão 6,5. Suponha variâncias populacionais iguais e use o teste t de duas amostras com variância combinada. Encontre a estatística de teste t para H₀: μ₁ = μ₂, tomando a diferença como x̄₁ − x̄₂ (grupo 1 menos grupo 2).

n₁ = 11x̄₁ = 78,5s₁ = 9n₂ = 11x̄₂ = 80,5s₂ = 6,5
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
−1,961,96z = ?

Em um ensaio, 138 de 250 pacientes com o tratamento A se recuperam, e 174 de 300 pacientes com o tratamento B. Usando a proporção combinada, encontre a estatística de teste z para H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 138n₁ = 250x₂ = 174n₂ = 300
z =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy1323435487549581160xy51030405060

A tabela dá 6 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy2414526558701074xy5104060ŷ = 46

A tabela dá 5 observações pareadas de x = gasto com publicidade em k€ e y = vendas em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Para que valor x a reta prevê ŷ = 46?

n = 5ŷ = 46
x =
15.Testes qui-quadradoMédia
simnãoTotalhomens342660mulheres211940Total5545100

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 = 1002 × 2
χ² =
16.Testes qui-quadradoDifícil

Um teste qui-quadrado de aderência compara frequências observadas em 11 categorias com proporções esperadas totalmente especificadas (nenhum parâmetro é estimado a partir dos dados). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

k = 11
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · 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

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

Resposta: A · Explorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas

Porque é esta a resposta

A IPA estuda em profundidade amostras pequenas e homogêneas, examinando como os participantes interpretam experiências significativas, com o pesquisador interpretando esse processo de dar sentido.

Resposta

A · Explorar como os indivíduos dão sentido às próprias experiências vividas
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 14,55

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 = 219/5 = 43,8

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 12,2² + (−20,8)² + (−5,8)² + 15,2² + (−0,8)² = 846,8

Desvio-padrão

s = √(846,8/4) = 14,55

Resposta

s = 14,55
4.Estatística descritiva

Resposta: z = 2

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 = (180 − 170)/5 = 2

Resposta

z = 2
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,3818

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.

Primeira e segunda tiragem

P = 7/11 · 6/10 = 42/110 = 0,3818

Resposta

P = 0,3818
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,005859

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) = 0,511 = 0,0004883
P(X = 1) = 11·0,5·0,510 = 0,005371

Some

P = 0,0004883 + 0,005371 = 0,005859

Resposta

P = 0,005859
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,6915

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 = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s

Padronizar

z = (101,8 − 105)/6,403 = −0,5

Cauda superior

P = 1 − Φ(−0,5) = 1 − 0,3085 = 0,6915

Resposta

P = 0,6915
8.Distribuição normal

Resposta: x = 75,33 pontos

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) = 0,05 → z = −1,645

De volta a x

x = 100 + −1,645·15 = 75,33 pontos

Resposta

x = 75,33 pontos
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite superior = 3,021 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 = 19, t = 1,729

Margem de erro

E = 1,729·2,9/√20 = 1,121

Intervalo

1,9 ± 1,121 → [0,7788, 3,021]

Resposta

limite superior = 3,021 mmHg
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 1549

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0,5, which gives the largest n.

Resolver em ordem a n

n = 2,576²·0,3·0,7/0,03² = 1548

Arredondar para cima

n = 1549

Resposta

n = 1549
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −0,5975

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Variância combinada

sp² = (10·9² + 10·6,5²)/20 = 61,63
sp = 7,85

Erro-padrão

SE = 7,85·√(1/11 + 1/11) = 3,347

Estatística de teste

t = (78,5 − 80,5)/3,347 = −0,5975

Resposta

t = −0,5975

Com gl = 20, o valor crítico bilateral a 5% é 2,086; |t| é menor, então H₀ não é rejeitada.

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: z = −0,6599

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Proporções amostrais

p̂₁ = 138/250 = 0,552
p̂₂ = 174/300 = 0,58
p̂ = 312/550 = 0,5673

Erro-padrão sob H₀

SE = √(0,5673·0,4327·(1/250 + 1/300)) = 0,04243

Estatística de teste

z = (0,552 − 0,58)/0,04243 = −0,6599

Resposta

z = −0,6599

|z| < 1,96, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,9709

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 = 36/6 = 6
ȳ = 295/6 = 49,17

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 191
Syy = Σ(y − ȳ)² = 552,8

Coeficiente de correlação

r = 191/√(70·552,8) = 0,9709

Resposta

r = 0,9709
14.Regressão linear e correlação

Resposta: x = 3,048

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 = 292/5 = 58,4

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 168

Reta de regressão

b = 168/40 = 4,2
a = 58,4 − 4,2·6 = 33,2
ŷ = 33,2 + 4,2·x

Resolver para x

x = (46 − 33,2)/4,2 = 3,048

Resposta

x = 3,048
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 0,1684

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: 60·55/100 = 33, 60·45/100 = 27
mulheres: 40·55/100 = 22, 40·45/100 = 18

Estatística qui-quadrado

χ² = (34 − 33)²/33 + (26 − 27)²/27 + (21 − 22)²/22 + (19 − 18)²/18
χ² = 0,1684

Resposta

χ² = 0,1684

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

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 = 11 − 1 = 10

Resposta

df = 10

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