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

O viés de publicação se refere a:

  1. AEstudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos
  2. BRevisores favorecerem trabalhos de autores de universidades famosas em detrimento das menos conhecidas
  3. CRevistas científicas publicarem só pesquisa qualitativa
  4. DPesquisadores publicarem o mesmo estudo duas vezes
2.Métodos de investigação em psicologiaDifícil

Por que muitos pesquisadores defendem que os valores p sejam relatados junto com tamanhos de efeito e intervalos de confiança?

  1. AOs valores p mostram a probabilidade de a hipótese ser verdadeira
  2. BOs tamanhos de efeito tornam o tamanho da amostra irrelevante para a significância
  3. COs intervalos de confiança só são necessários em pesquisa qualitativa
  4. DUm valor p não mostra quão grande ou preciso é o efeito
3.Estatística descritivaMédia
1520253035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 40, 50, 20, 13, 45.

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

As notas de um exame seguem uma distribuição normal com média 100 e desvio-padrão 20. Calcule a pontuação z z de uma nota de 130.

μ = 100σ = 20x = 130
z =
5.ProbabilidadesMédia
vermelhas: 7azuis: 3

Um saco tem 7 bolas vermelhas e 3 azuis. Tira duas bolas sem repor a primeira. Qual é a probabilidade P de ambas serem vermelhas?

7 / 3
P =
6.ProbabilidadesDifícil
n = 12, p = 0,2: P(X = 2) = ?k0123456789101112

Um teste tem 12 perguntas de escolha múltipla. Uma estudante que responde ao acaso acerta cada uma com probabilidade 0,2, de forma independente. Qual é a probabilidade P de acertar exatamente 2?

n = 12p = 0,2k = 2
P =
7.Distribuição normalMédia
82,75118P = ?

As pontuações de QI seguem uma distribuição normal com média 100 pontos e desvio-padrão 15 pontos. Que fração está entre 82,75 e 118 pontos? Dê P em forma decimal.

μ = 100σ = 15x1 = 82,75x2 = 118
P =
8.Distribuição normalDifícil
235240245250255260265gtopo 85%

Os massas de sacos têm distribuição normal com média 250 g e desvio padrão 5 g. Arraste o ponto de corte para que os 85% superiores sombreados fiquem à direita dele. Encontre o ponto de corte x.

μ = 250 gσ = 5 g85%
x = g
9.Intervalos de confiançaMédia
x̄E₁ = 7,899%, n = 100x̄E₂ = ?90%, n = 100

Um intervalo de confiança de 99% para uma média, baseado em 100 observações e σ conhecido, tem margem de erro de 7,8. Qual é a margem de erro E₂ de um intervalo de 90% com os mesmos dados?

99%n₁ = 100E₁ = 7,890%
E₂ =
10.Intervalos de confiançaDifícil
μ₁ − μ₂, t(12) = 2,1790LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

Dois fertilizantes são testados. Grupo de parcelas 1: 7 parcelas, produção média 72,5 kg, desvio-padrão 3,5 kg. Grupo de parcelas 2: 7 parcelas, média 84 kg, desvio-padrão 5 kg. Suponha variâncias iguais (t combinado, gl = n₁ + n₂ − 2). Encontre o limite superior do intervalo de confiança de 95% para μ₁ − μ₂.

n₁ = 7x̄₁ = 72,5s₁ = 3,5n₂ = 7x̄₂ = 84s₂ = 595%t(12) = 2,179
limite superior = kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaMédia
t −1,9901,99

Uma amostra de 81 estudantes tem nota média 123,2 e desvio-padrão amostral 12. Calcule a estatística de teste t para H₀: μ = 120.

μ₀ = 120x̄ = 123,2s = 12n = 81
t =
12.Testes de hipóteses e intervalos de confiançaDifícil
σ = 15, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1,590%

Que tamanho deve ter uma amostra para que o intervalo de confiança a 90 % para uma média tenha uma margem de erro de no máximo 1,5? O desvio-padrão é 15. Calcule o menor tamanho de amostra n.

σ = 15E = 1,590%
n =
13.Regressão linear e correlaçãoMédia
xy24345565286510731272xy510506070

A tabela dá 6 observações pareadas de x = horas de estudo e y = nota na prova. Encontre o coeficiente de correlação de Pearson r.

n = 6
r =
14.Regressão linear e correlaçãoDifícil
xy264126178191028xy510102030x = 5

A tabela dá 5 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 = 5.

n = 5x = 5
ŷ =
15.Testes qui-quadradoMédia
sem defeitolevegraveTotalturno diurno193566120turno noturno364222100Total557788220

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 = 2202 × 3
χ² =
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: A · Estudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos

Porque é esta a resposta

Quando estudos não significativos ficam na gaveta, a literatura publicada superestima os tamanhos de efeito, o que distorce as metanálises.

Resposta

A · Estudos com resultados significativos terem mais chance de ser publicados que resultados nulos
2.Métodos de investigação em psicologia

Resposta: D · Um valor p não mostra quão grande ou preciso é o efeito

Porque é esta a resposta

Um valor p depende muito do tamanho da amostra e só indica quão surpreendentes os dados são sob a hipótese nula. Os tamanhos de efeito mostram a magnitude e os intervalos mostram a precisão.

Resposta

D · Um valor p não mostra quão grande ou preciso é o efeito
3.Estatística descritiva

Resposta: s = 16,2

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.

Média

x̄ = 168/5 = 33,6

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 6,4² + 16,4² + (−13,6)² + (−20,6)² + 11,4² = 1049

Desvio-padrão

s = √(1049/4) = 16,2

Resposta

s = 16,2
4.Estatística descritiva

Resposta: z = 1,5

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 = (130 − 100)/20 = 1,5

Resposta

z = 1,5
5.Probabilidades

Resposta: P = 0,4667

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 = 7/10 · 6/9 = 42/90 = 0,4667

Resposta

P = 0,4667
6.Probabilidades

Resposta: P = 0,2835

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 = 2) = 66·0,22·0,810 = 66·0,04·0,1074 = 0,2835

Resposta

P = 0,2835
7.Distribuição normal

Resposta: P = 0,7599

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 = (82,75 − 100)/15 = −1,15
z₂ = (118 − 100)/15 = 1,2

Área entre os valores

P = Φ(1,2) − Φ(−1,15) = 0,8849 − 0,1251 = 0,7599

Resposta

P = 0,7599
8.Distribuição normal

Resposta: x = 244,8 g

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) = 0,15

z da tabela

z ≈ −1,04

De volta às unidades originais

x = 250 − 1,04·5 = 244,8 g

Resposta

x = 244,8 g
9.Intervalos de confiança

Resposta: E₂ = 4,981

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1,645 (90%), 1,96 (95%), 2,576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

Razão das margens

E₂/E₁ = (1,645/2,576)·√(100/100) = 0,6386

Nova margem

E₂ = 7,8·0,6386 = 4,981

Resposta

E₂ = 4,981
10.Intervalos de confiança

Resposta: limite superior = −6,473 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 = (6·3,5² + 6·5²)/12 = 18,63
sp = 4,316

Margem de erro

E = 2,179·4,316·√(1/7 + 1/7) = 5,027

Intervalo

−11,5 ± 5,027 → [−16,53, −6,473]

Resposta

limite superior = −6,473 kg
11.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: t = 2,4

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 = 12/√81 = 12/9 = 1,333

Estatística de teste

t = (123,2 − 120)/1,333 = 2,4

Resposta

t = 2,4
t0,025; df = 80 = 1,99

|t| > 1,99, então H₀ é rejeitada ao nível de 5% (bilateral).

12.Testes de hipóteses e intervalos de confiança

Resposta: n = 271

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).

Resolver em ordem a n

n = (1,645·15/1,5)² = 270,6

Arredondar para cima

n = 271

Resposta

n = 271
13.Regressão linear e correlação

Resposta: r = 0,947

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 = 360/6 = 60

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 212
Syy = Σ(y − ȳ)² = 716

Coeficiente de correlação

r = 212/√(70·716) = 0,947

Resposta

r = 0,947
14.Regressão linear e correlação

Resposta: ŷ = 13,85

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 = 82/5 = 16,4

Somas de quadrados e de produtos

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 102

Reta de regressão

b = 102/40 = 2,55
a = 16,4 − 2,55·6 = 1,1
ŷ = 1,1 + 2,55·x

Previsão

ŷ = 1,1 + 2,55·5 = 13,85

Resposta

ŷ = 13,85
15.Testes qui-quadrado

Resposta: χ² = 26,29

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

turno diurno: 120·55/220 = 30, 120·77/220 = 42, 120·88/220 = 48
turno noturno: 100·55/220 = 25, 100·77/220 = 35, 100·88/220 = 40

Estatística qui-quadrado

χ² = (19 − 30)²/30 + (35 − 42)²/42 + (66 − 48)²/48 + (36 − 25)²/25 + (42 − 35)²/35 + (22 − 40)²/40
χ² = 26,29

Resposta

χ² = 26,29

gl = 2. Para α = 0,05 o valor crítico é 5,991, então H₀ (independência) é 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 = (2 − 1)·(11 − 1) = 10

Resposta

df = 10

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