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

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

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

Um estudo relata t(28) = 2,50, p = .018 para dois grupos independentes de mesmo tamanho. Quantos participantes participaram?

  1. A28
  2. B29
  3. C56
  4. D30
3.Estatística descritivaMédia
303540455055

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 27, 27, 42, 56, 42.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 500 e desvio-padrão 40. Que proporção P dos valores está acima de 452?

μ = 500σ = 40x = 452
P =
5.ProbabilidadesMédia
P(pelo menos um seis) = ??1?2?3?4?5P(seis) = 1/6 em cada lançamento

Lança-se um dado equilibrado 5 vezes. Qual é a probabilidade P de sair pelo menos um seis?

n = 5
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 7, p = 0,7: P(X = 3) = ?k01234567

Um teste tem 7 perguntas de escolha múltipla. Uma estudante que responde ao acaso acerta cada uma com probabilidade 0,7, de forma independente. Qual é a probabilidade P de acertar exatamente 3?

n = 7p = 0,7k = 3
P =
7.Distribuição normalMédia
76112P = ?

As pontuações de QI seguem uma distribuição normal com média 100 pontos e desvio-padrão 15 pontos. Que fração está entre 76 e 112 pontos? Dê P em forma decimal.

μ = 100σ = 15x1 = 76x2 = 112
P =
8.Distribuição normalDifícil
557085100115130145pontosbase 90%

Os pontuações de QI têm distribuição normal com média 100 pontos e desvio padrão 15 pontos. Arraste o ponto de corte para que os 90% inferiores sombreados fiquem à esquerda dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 100 pontosσ = 15 pontos90%
x = pontos
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 15, s = 3LUx̄ = 22,5E = ?90%

Uma amostra de 15 itens tem média 22,5 e desvio-padrão s = 3. A população é aproximadamente normal. Calcule a margem de erro E de um intervalo de confiança de 90% para a média.

n = 15x̄ = 22,5s = 390%t(14) = 1,761
E =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(19) = 1,7290L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 6 parcelas, produção média 71 kg, desvio-padrão 9 kg. Grupo de parcelas 2: 15 parcelas, média 66,5 kg, desvio-padrão 1,5 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite inferior do intervalo de confiança de 90% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 6x̄₁ = 71s₁ = 9n₂ = 15x̄₂ = 66,5s₂ = 1,590%t(19) = 1,729
limite inferior = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
−2,2622,262t = ?df = 9

10 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 3,98 e o desvio-padrão das diferenças é 3,5. Encontre a estatística do teste pareado t para H₀: μd = 0.

n = 10d̄ = 3,98sd = 3,5
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
μ₀x̄c

Um teste z unilateral de H₀: μ = 500 contra H₁: μ > 500 é feito com α = 0,01 e uma amostra de 25; o desvio-padrão é conhecido e vale 10. Na realidade a média é 503,8. Encontre o poder 1 − β do teste em porcentagem.

μ₀ = 500μ = 503,8σ = 10n = 25α = 0,01
1 − β = %
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy258365475576684795xy2466080

A tabela dá 6 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 6
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy2541061882410291232xy510102030x = 7

A tabela dá 6 observações pareadas de x = carga em kN e y = alongamento em mm. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 7.

n = 6x = 7
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno1484365turno noturno438859Total571651124

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

total da linha = 65total da coluna = 57N = 124
E =
16.Testes qui-quadradoDifícil

Um teste qui-quadrado de aderência verifica se as frequências em 5 categorias seguem uma distribuição de Poisson cuja média é estimada a partir dos mesmos dados. Quantos graus de liberdade df o teste tem?

k = 5
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · 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

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

Resposta: D · 30

Porque é esta a resposta

28 graus de liberdade significam 28 + 2 = 30 participantes, 15 em cada grupo.

Resposta

D · 30
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 12,19

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 = 194/5 = 38,8

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−11,8)² + (−11,8)² + 3,2² + 17,2² + 3,2² = 594,8

Desvio-padrão

s = √(594,8/4) = 12,19

Resposta

s = 12,19
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: P = 0,5981

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.

Complementar

P(nenhum seis) = (5/6)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981

Resposta

P = 0,5981
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,09724

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.

Fórmula binomial

P(X = 3) = 35·0,73·0,34 = 35·0,343·0,0081 = 0,09724

Resposta

P = 0,09724
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,7333

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 = (76 − 100)/15 = −1,6
z₂ = (112 − 100)/15 = 0,8

Área entre os valores

P = Φ(0,8) − Φ(−1,6) = 0,7881 − 0,0548 = 0,7333

Resposta

P = 0,7333
8.Distribuição normal

Resposta: x = 119,2 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) = 0,9

z da tabela

z ≈ 1,28

De volta às unidades originais

x = 100 + 1,28·15 = 119,2 pontos

Resposta

x = 119,2 pontos
9.Intervalos de confiança

Resposta: E = 1,364

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 = 14, t = 1,761

Margem de erro

E = 1,761·3/√15 = 1,364

Resposta

E = 1,364
10.Intervalos de confiança

Resposta: limite inferior = 0,4969 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 = (5·9² + 14·1,5²)/19 = 22,97
sp = 4,793

Margem de erro

E = 1,729·4,793·√(1/6 + 1/15) = 4,003

Intervalo

4,5 ± 4,003 → [0,4969, 8,503]

Resposta

limite inferior = 0,4969 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = 3,596

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 = 3,5/√10 = 1,107

Estatística de teste

t = 3,98/1,107 = 3,596

Resposta

t = 3,596

Com gl = 9, o valor crítico bilateral a 5% é 2,262; |t| é maior, então H₀ é rejeitada.

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: 1 − β = 33,51 %

Poder de um teste: poder = 1 − β é a probabilidade de rejeitar H₀ quando ela é falsa. Encontre o limite x̄c a partir de μ₀ e z_α, depois calcule a probabilidade de cair além de x̄c usando a média verdadeira: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Média amostral crítica

SE = 10/√25 = 2
x̄c = 500 + 2,326·2 = 504,7

z sob a média verdadeira

z = (504,7 − 503,8)/2 = 0,426

Potência

poder = P(Z > 0,426) = 33,51%
1 − β = 33,51%

Resposta

1 − β = 33,51%
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,9702

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 = 27/6 = 4,5
ȳ = 453/6 = 75,5

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 121,5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 869,5

Coeficiente de determinação

r² = 121,5²/(17,5·869,5) = 0,9702

Resposta

r² = 0,9702

Cerca de 97,02% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 19,67

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 = 42/6 = 7
ȳ = 118/6 = 19,67

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 198

Reta de regressão

b = 198/70 = 2,829
a = 19,67 − 2,829·7 = −0,1333
ŷ = −0,1333 + 2,829·x

Previsão

ŷ = −0,1333 + 2,829·7 = 19,67

Resposta

ŷ = 19,67
15.Testes qui-quadrado

Resposta: E = 29,88

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 = 65·57/124 = 29,88

Resposta

E = 29,88
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 = 5 − 1 − 1 = 3

Resposta

df = 3

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