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

Um estudante tira 130 num teste com média 100 e desvio padrão 15. Qual é o escore z?

  1. A0,5
  2. B3,0
  3. C2,0
  4. D1,5
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Um estudo com 10 participantes encontra um efeito grande, mas não significativo. Qual é a conclusão mais adequada?

  1. AO estudo prova que a hipótese nula é verdadeira, já que o efeito não foi significativo
  2. BO estudo pode ter tido pouco poder, então o resultado é inconclusivo
  3. CO tamanho de efeito tem de ter sido mal calculado
  4. DO efeito tem de ser um erro do tipo I
3.Estatística descritivaMédia
15202530354045505560

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 15, 60, 24, 14, 29.

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

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 170 e desvio-padrão 15. Que proporção P dos valores está acima de 179?

μ = 170σ = 15x = 179
P =
5.ProbabilidadesMédia
vermelhas: 8azuis: 8

Um saco tem 8 bolas vermelhas e 8 azuis. Tira duas bolas sem repor a primeira. Qual é a probabilidade P de ambas serem vermelhas?

8 / 8
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 8, p = 0,2: P(X ≤ 1) = ?k012345678

Testam-se 8 componentes e cada um avaria com probabilidade 0,2, de forma independente. Qual é a probabilidade P de avariar no máximo um?

n = 8p = 0,2
P =
7.Distribuição normalMédia
32 min30,8 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 30,8 min. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 12, σX = 1,5μY = 20, σY = 2X + Y > 30,8 min
P =
8.Distribuição normalDifícil
0,02 mm0D − d?

Os diâmetros D dos furos são normais com média 25,02 mm e desvio padrão 0,02 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 = 25,02 mm, σ = 0,02 mmeixo: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
9.Intervalos de confiançaMédia
n = 25, s = 14,5LU = ?x̄ = 67E99%

Uma amostra de 25 itens tem média 67 e desvio-padrão s = 14,5. A população é aproximadamente normal. Calcule o limite superior do intervalo de confiança de 99% para a média.

n = 25x̄ = 67s = 14,599%t(24) = 2,797
limite superior =
10.Intervalos de confiançaDifícil
σ = 14, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 595%

O desvio-padrão da população é 14. Qual o tamanho de amostra n necessário para que um intervalo de confiança de 95% para a média tenha margem de erro de no máximo 5?

σ = 14E = 595%
n =
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −2,13102,131

Uma amostra de 16 estudantes tem nota média 499,1 e desvio-padrão amostral 4. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 500.

μ₀ = 500x̄ = 499,1s = 4n = 16
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
μ₀x̄c

Um teste z unilateral de H₀: μ = 200 contra H₁: μ > 200 é feito com α = 0,10 e uma amostra de 25; o desvio-padrão é conhecido e vale 12,5. Na realidade a média é 205,75. Encontre o poder 1 − β do teste em porcentagem.

μ₀ = 200μ = 205,75σ = 12,5n = 25α = 0,10
1 − β = %
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy36857777998911102xy51080100

A tabela dá 5 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Encontre o coeficiente de determinação r² da reta de mínimos quadrados.

n = 5
r² =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy129224324421516614xy24615202530x = 1,5

A tabela dá 6 observações pareadas de x = idade do carro em anos e y = preço em k€. Use a reta de mínimos quadrados ŷ = a + b·x. Preveja ŷ para x = 1,5.

n = 6x = 1,5
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
baixomédioaltoTotalurbano224256120rural18184480Total4060100200

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 = 2002 × 3
χ² =
16.Testes qui-quadradoDifícil

É feito um teste qui-quadrado de independência em uma tabela de contingência com 3 linhas e 4 colunas (sem contar os totais). Quantos graus de liberdade df o teste tem?

3 × 4
df =

3Soluções

1.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: C · 2,0

Porque é esta a resposta

(130 − 100) / 15 = 2. O escore está dois desvios padrão acima da média, acima de cerca de 97–98% das pessoas.

Resposta

C · 2,0
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: B · O estudo pode ter tido pouco poder, então o resultado é inconclusivo

Porque é esta a resposta

Com amostras pequenas, mesmo efeitos reais muitas vezes não alcançam significância (erro do tipo II). Os pesquisadores devem relatar o tamanho de efeito e o intervalo de confiança e replicar com uma amostra maior.

Resposta

B · O estudo pode ter tido pouco poder, então o resultado é inconclusivo
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 18,74

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 = 142/5 = 28,4

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = (−13,4)² + 31,6² + (−4,4)² + (−14,4)² + 0,6² = 1405

Desvio-padrão

s = √(1405/4) = 18,74

Resposta

s = 18,74
4.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,2743

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 = 0,6

Tabela da normal padrão

Φ(0,6) = 0,7257
P = 1 − 0,7257 = 0,2743

Resposta

P = 0,2743
5.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.

Primeira e segunda tiragem

P = 8/16 · 7/15 = 56/240 = 0,2333

Resposta

P = 0,2333
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,5033

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) = 0,88 = 0,1678
P(X = 1) = 8·0,2·0,87 = 0,3355

Some

P = 0,1678 + 0,3355 = 0,5033

Resposta

P = 0,5033
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,6844

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 = (30,8 − 32)/2,5 = −0,48

Cauda superior

P = 1 − Φ(−0,48) = 1 − 0,3156 = 0,6844

Resposta

P = 0,6844
8.Distribuição normal

Resposta: P = 0,7881

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 = 25,02 − 25 = 0,02 mm, σ = 0,025 mm

Padronizar

z = (0 − 0,02)/0,025 = −0,8

Probabilidades

P = 1 − Φ(−0,8) = 0,7881

Resposta

P = 0,7881
9.Intervalos de confiança

Resposta: limite superior = 75,11

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 = 24, t = 2,797

Margem de erro

E = 2,797·14,5/√25 = 8,111

Intervalo

67 ± 8,111 → [58,89, 75,11]

Resposta

limite superior = 75,11
10.Intervalos de confiança

Resposta: n = 31

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 = (1,96·14/5)² = 30,12

Arredondar para cima

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

n = 31

Resposta

n = 31
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = −0,9

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).

Erro-padrão

SE = 4/√16 = 4/4 = 1

Estatística de teste

t = (499,1 − 500)/1 = −0,9

Resposta

t = −0,9
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| < 2.131, então H₀ não é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: 1 − β = 84,57 %

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 = 12,5/√25 = 2,5
x̄c = 200 + 1,282·2,5 = 203,2

z sob a média verdadeira

z = (203,2 − 205,75)/2,5 = −1,018

Potência

poder = P(Z > −1,018) = 84,57%
1 − β = 84,57%

Resposta

1 − β = 84,57%
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r² = 0,9496

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 = 35/5 = 7
ȳ = 415/5 = 83

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 160
Syy = Σ(y − ȳ)² = 674

Coeficiente de determinação

r² = 160²/(40·674) = 0,9496

Resposta

r² = 0,9496

Cerca de 94,96% da variação de y é explicada pela reta.

14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 27,16

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 = 128/6 = 21,33

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17,5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −51

Reta de regressão

b = −51/17,5 = −2,914
a = 21,33 − (−2,914)·3,5 = 31,53
ŷ = 31,53 − 2,914·x

Previsão

ŷ = 31,53 + (−2,914)·1,5 = 27,16

Resposta

ŷ = 27,16
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 3,583

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

urbano: 120·40/200 = 24, 120·60/200 = 36, 120·100/200 = 60
rural: 80·40/200 = 16, 80·60/200 = 24, 80·100/200 = 40

Estatística qui-quadrado

χ² = (22 − 24)²/24 + (42 − 36)²/36 + (56 − 60)²/60 + (18 − 16)²/16 + (18 − 24)²/24 + (44 − 40)²/40
χ² = 3,583

Resposta

χ² = 3,583

gl = 2. Para α = 0,05 o valor crítico é 5,991, 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 = (3 − 1)·(4 − 1) = 6

Resposta

df = 6

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