ระเบียบวิธีวิจัยและสถิติสำหรับจิตวิทยา: ชุดสรุปเร่งรัด

สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำที่สำคัญของทุกหัวข้อ และโจทย์ฝึก 16 ข้อ พร้อมเฉลยละเอียดไว้ท้ายเล่ม

โจทย์ใหม่กลับไปที่รายวิชา

ในหน้าต่างพิมพ์ ให้เลือก “บันทึกเป็น PDF” เพื่อเก็บสำเนาไว้ในอุปกรณ์ของคุณ

1สูตรและวิธีทำ

สถิติเชิงพรรณนา

ค่าเฉลี่ย: x̄ = Σx/n
ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง: s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
มัธยฐาน: ค่ากลางของข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว
คะแนนมาตรฐาน z: z = (x − μ)/σ
การแจกแจงปกติ: 68% อยู่ภายใน ±1σ, 95% อยู่ภายใน ±2σ

ความน่าจะเป็น

ส่วนเติมเต็ม: P(not A) = 1 − P(A)
กฎการบวก: P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
เหตุการณ์อิสระ: P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
ความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไข: P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
ทวินาม: P(X = k) = C(n,k)·p^k(1 − p)^n−k

การแจกแจงปกติ

คะแนนมาตรฐาน z: z = (x − μ)/σ
ต่ำกว่า x: P(X < x) = Φ(z)
สูงกว่า x: P(X > x) = 1 − Φ(z)
ระหว่าง: Φ(z₂) − Φ(z₁)
เปอร์เซ็นไทล์: x = μ + z·σ

วิธีการ

แปลงค่าเป็นคะแนนมาตรฐาน z: z = (x − μ)/σ
ดูค่า Φ(z) ซึ่งเป็นพื้นที่ทางซ้ายของ z
สำหรับพื้นที่ทางขวาใช้ 1 − Φ(z) สำหรับช่วงให้ลบพื้นที่ทางซ้ายสองค่า
สำหรับเปอร์เซ็นไทล์ ให้ทำย้อนกลับ: หา z จากพื้นที่ แล้ว x = μ + z·σ

ช่วงความเชื่อมั่น

ทราบ σ: x̄ ± z·σ/√n
ไม่ทราบ σ: x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
ค่าวิกฤต z: 90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
ขนาดตัวอย่าง: n = (z·σ/E)², rounded up

วิธีการ

ตัดสินใจระหว่าง z (ทราบ σ ของประชากร) กับ t (มีเพียง s ของตัวอย่าง โดยองศาเสรี n − 1)
หาค่าวิกฤตสำหรับระดับความเชื่อมั่น
ค่าความคลาดเคลื่อน: E = ค่าวิกฤต × ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน/√n
ช่วง: x̄ ± E

การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น

การทดสอบ z สำหรับค่าเฉลี่ย: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n)
การทดสอบ t สำหรับค่าเฉลี่ย: t = (x̄ − μ₀)/(s/√n), df = n − 1
สองทางที่ระดับ 5%: ปฏิเสธ H₀ ถ้า |z| > 1.96
ช่วงความเชื่อมั่น: x̄ ± z·σ/√n

วิธีการ

ระบุ H₀ และ H₁ และตัดสินว่าการทดสอบเป็นทางเดียวหรือสองทาง
คำนวณตัวสถิติทดสอบ: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) หรือใช้ s และ t
เปรียบเทียบกับค่าวิกฤต หรือหาค่า p
ปฏิเสธ H₀ ถ้าตัวสถิติเลยค่าวิกฤต (p ต่ำกว่า α) และระบุข้อสรุปเป็นคำพูด

การถดถอยเชิงเส้นและสหสัมพันธ์

ผลรวมกำลังสอง: S_xx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, S_xy = Σxy − ΣxΣy/n
ความชัน: b = S_xy/S_xx
ระยะตัดแกน: a = ȳ − b·x̄
สหสัมพันธ์: r = S_xy/√(S_xxS_yy)
ส่วนตกค้าง: e = y − ŷ

การทดสอบไคสแควร์

ตัวสถิติทดสอบ: χ² = Σ(O − E)²/E
ความเหมาะสมของแบบจำลอง: E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
ความเป็นอิสระ: E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
ค่าวิกฤต (α = 0.05): df 1: 3.841, 2: 5.991, 3: 7.815, 4: 9.488
การตัดสินใจ: ปฏิเสธ H₀ ถ้า χ² > χ²_crit

2โจทย์ฝึก

1.ระเบียบวิธีวิจัยทางจิตวิทยาปานกลาง

การนิยามเชิงปฏิบัติการ (operationalisation) หมายถึง:

Aการเลือกการทดสอบทางสถิติ
Bการให้คำแนะนำแก่ผู้เข้าร่วม
Cการดำเนินการวิจัยในสภาพแวดล้อมปฏิบัติการจริง เช่น โรงพยาบาล
Dการกำหนดตัวแปรอย่างแม่นยำและวัดได้

2.ระเบียบวิธีวิจัยทางจิตวิทยายาก

เหตุใดนักวิจัยจำนวนมากจึงเสนอว่าควรรายงานค่า p ร่วมกับขนาดของผลและช่วงความเชื่อมั่น?

Aขนาดของผลทำให้ขนาดตัวอย่างไม่เกี่ยวข้องกับนัยสำคัญ
Bช่วงความเชื่อมั่นจำเป็นเฉพาะในการวิจัยเชิงคุณภาพ
Cค่า p แสดงความน่าจะเป็นที่สมมติฐานเป็นจริง
Dค่า p ไม่ได้แสดงว่าผลใหญ่หรือแม่นยำเพียงใด

3.สถิติเชิงพรรณนาปานกลาง

หาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง s ของข้อมูล: 48, 17, 45, 23, 45, 42

n = 6

s =

4.สถิติเชิงพรรณนายาก

ปริมาณหนึ่งมีการแจกแจงปกติ ค่าเฉลี่ย 100 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 5 สัดส่วน P ของค่าที่สูงกว่า 105 คือเท่าใด

μ = 100σ = 5x = 105

P =

5.ความน่าจะเป็นปานกลาง

เลือกคณะกรรมการ 4 คนจากกลุ่ม 12 คนได้กี่วิธี N ลำดับไม่สำคัญ

n = 12k = 4

N =

6.ความน่าจะเป็นยาก

X มีการแจกแจงดังที่แสดง และ Y = 2X − 3 จงหาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน σ_Y ของ Y

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.15, 0.25, 0.3, 0.3Y = 2X − 3

σ_Y =

7.การแจกแจงปกติปานกลาง

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่มีการแจกแจงปกติ ค่าเฉลี่ย 500 h และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 40 h สัดส่วนที่อยู่ระหว่าง 502 และ 542 h เป็นเท่าใด ตอบ P เป็นทศนิยม

μ = 500σ = 40x₁ = 502x₂ = 542

P =

8.การแจกแจงปกติยาก

คะแนน IQ แจกแจงปกติที่มีค่าเฉลี่ย 100 คะแนน และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 15 คะแนน ลากค่าตัดให้ส่วนล่าง 15% ที่แรเงาอยู่ทางซ้าย หาค่าตัด x

μ = 100 คะแนนσ = 15 คะแนน15%

x = คะแนน

9.ช่วงความเชื่อมั่นปานกลาง

วัดความดันโลหิตของผู้ป่วย 16 คนก่อนและหลังการรักษา ผลต่าง d = ก่อน − หลัง (mmHg) มีค่าเฉลี่ย −6.1 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 5 จงหาขีดจำกัดบนของช่วงความเชื่อมั่น 99% สำหรับผลต่างเฉลี่ย

n = 16d̄ = −6.1s_d = 599%t(15) = 2.947

ขีดจำกัดบน = mmHg

10.ช่วงความเชื่อมั่นยาก

ไม่ทราบสัดส่วนของสินค้าบกพร่องล่วงหน้า ต้องตรวจสอบสินค้ากี่ชิ้น n เพื่อให้ช่วงความเชื่อมั่น 99% สำหรับสัดส่วนมีค่าคลาดเคลื่อนที่ยอมให้ไม่เกิน 0.03

p = 0.5E = 0.0399%

n =

11.การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่นปานกลาง

เปรียบเทียบวิธีสอนสองวิธี กลุ่มที่ 1: นักเรียน 7 คน คะแนนเฉลี่ย 36 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 7.5 กลุ่มที่ 2: นักเรียน 9 คน คะแนนเฉลี่ย 42.8 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 11 สมมติความแปรปรวนประชากรเท่ากันและใช้การทดสอบ t สองตัวอย่างแบบรวมความแปรปรวน จงหาค่าสถิติทดสอบ t สำหรับ H₀: μ₁ = μ₂ โดยให้ผลต่างเป็น x̄₁ − x̄₂ (กลุ่มที่ 1 ลบกลุ่มที่ 2)

n₁ = 7x̄₁ = 36s₁ = 7.5n₂ = 9x̄₂ = 42.8s₂ = 11

t =

12.การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่นยาก

การทดสอบ z ด้านเดียวที่ α = 0.05 ต้องตรวจจับการเลื่อนของค่าเฉลี่ย 2 หน่วยด้วยกำลังของการทดสอบ 90% ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานคือ 15 จงหาขนาดตัวอย่างต่ำสุด n

α = 0.05กำลังของการทดสอบ = 90%δ = 2σ = 15z_α = 1.645z_β = 1.282

n =

13.การถดถอยเชิงเส้นและสหสัมพันธ์ปานกลาง

ตารางให้ข้อมูลที่เป็นคู่ 6 ค่า ของ x = อุณหภูมิใน °C และ y = ไอศกรีมที่ขายได้ จงหาสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของเพียร์สัน r

n = 6

r =

14.การถดถอยเชิงเส้นและสหสัมพันธ์ยาก

ตารางให้ข้อมูลที่เป็นคู่ 6 ค่า ของ x = อายุรถเป็นปี และ y = ราคาเป็น k€ ใช้เส้นตรงกำลังสองน้อยที่สุด ŷ = a + b·x เส้นตรงทำนายว่า ŷ = 19 ที่ค่า x ใด

n = 6ŷ = 19

x =

15.การทดสอบไคสแควร์ปานกลาง

ตารางการณ์จรแสดงความถี่ที่สังเกตได้ สำหรับการทดสอบความเป็นอิสระด้วยไคสแควร์ จงหาความถี่ที่คาดหวัง E ของช่อง “นักเรียน, จักรยาน”

ผลรวมแถว = 85ผลรวมหลัก = 34N = 173

E =

16.การทดสอบไคสแควร์ยาก

การทดสอบภาวะสารูปสนิทดีด้วยไคสแควร์ตรวจสอบว่าความถี่ใน 9 กลุ่มเป็นไปตามการแจกแจงปัวซองซึ่งค่าเฉลี่ยประมาณจากข้อมูลชุดเดียวกันหรือไม่ การทดสอบนี้มีองศาเสรี df เท่าใด

k = 9

df =

3สารละลาย

1.ระเบียบวิธีวิจัยทางจิตวิทยา

คำตอบ: D · การกำหนดตัวแปรอย่างแม่นยำและวัดได้

เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้

การนิยามเชิงปฏิบัติการเปลี่ยนแนวคิดนามธรรมเป็นการวัดที่เฉพาะเจาะจง เพื่อให้งานวิจัยทำซ้ำได้

คำตอบ

D · การกำหนดตัวแปรอย่างแม่นยำและวัดได้

2.ระเบียบวิธีวิจัยทางจิตวิทยา

คำตอบ: D · ค่า p ไม่ได้แสดงว่าผลใหญ่หรือแม่นยำเพียงใด

เหตุผลที่เป็นคำตอบนี้

ค่า p ขึ้นกับขนาดตัวอย่างมากและบ่งชี้เพียงว่าข้อมูลน่าประหลาดใจเพียงใดภายใต้สมมติฐานว่าง ขนาดของผลแสดงขนาด และช่วงแสดงความแม่นยำ

คำตอบ

D · ค่า p ไม่ได้แสดงว่าผลใหญ่หรือแม่นยำเพียงใด

3.สถิติเชิงพรรณนา

คำตอบ: s = 13.19

สถิติเชิงพรรณนา: ค่าเฉลี่ยคือผลรวมหารด้วย n มัธยฐานคือค่ากลางของข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว (ค่าเฉลี่ยของสองค่ากลางเมื่อ n เป็นจำนวนคู่) ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่างคือ s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)) คะแนนมาตรฐาน z = (x − μ)/σ บอกว่าค่าหนึ่งอยู่ห่างจากค่าเฉลี่ยกี่เท่าของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

ค่าเฉลี่ย

x̄ = 220/6 = 36.67

กำลังสองของความเบี่ยงเบน

Σ(x − x̄)² = 11.33² + (−19.67)² + 8.333² + (−13.67)² + 8.333² + 5.333² = 869.3

ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

s = √(869.3/5) = 13.19

คำตอบ

s = 13.19

4.สถิติเชิงพรรณนา

คำตอบ: P = 0.1587

ทำให้เป็นมาตรฐาน

z = 1

ตารางการแจกแจงปกติมาตรฐาน

Φ(1) = 0.8413

P = 1 − 0.8413 = 0.1587

คำตอบ

P = 0.1587

5.ความน่าจะเป็น

คำตอบ: N = 495

ความน่าจะเป็น: เมื่อผลลัพธ์มีโอกาสเกิดเท่ากัน P(A) = กรณีที่สนใจ/กรณีทั้งหมด สำหรับเหตุการณ์อิสระให้คูณกัน: P(A และ B) = P(A)·P(B) ส่วนเติมเต็มมักช่วยได้: P(อย่างน้อยหนึ่งครั้ง) = 1 − P(ไม่มีเลย) ทวินาม: ในการทดลองอิสระ n ครั้งที่ความน่าจะเป็นสำเร็จ p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ

การจัดหมู่

C(12, 4) = (12·11·10·9)/(4·3·2·1) = 495

คำตอบ

N = 495

6.ความน่าจะเป็น

คำตอบ: σ_Y = 4.171

ตัวแปรสุ่มไม่ต่อเนื่อง: การแจกแจงความน่าจะเป็นแสดงรายการทุกค่า x ที่ตัวแปรเป็นได้พร้อมความน่าจะเป็น p(x) ความน่าจะเป็นอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 และรวมกันได้ 1 ค่าคาดหมาย (ค่าเฉลี่ย) คือ E(X) = Σx·p(x) ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยในระยะยาว ความแปรปรวนคือ Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ² และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน σ = √Var(X) สำหรับการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้น Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) และ σ_Y = |a|·σ_X การบวกค่าคงที่ไม่เปลี่ยนการกระจาย

การกระจายของ X

μ = 3.5, Var(X) = 4.35, σ_X = 2.086

การเปลี่ยนแปลงเชิงเส้น

σ_Y = |2|·2.086 = 4.171

คำตอบ

σ_Y = 4.171

ค่าเฉลี่ยเลื่อนจริง: E(Y) = 2·3.5 − 3 = 4

7.การแจกแจงปกติ

คำตอบ: P = 0.3332

การแจกแจงปกติ: แปลงค่า x เป็นคะแนนมาตรฐาน z คือ z = (x − μ)/σ ซึ่งนับจำนวนส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานจากค่าเฉลี่ย ตาราง z (หรือ Φ(z)) ให้พื้นที่ทางซ้ายของ z ซึ่งคือ P(X < x) พื้นที่ทางขวาคือ 1 − Φ(z) และพื้นที่ระหว่างสองค่าคือผลต่างของพื้นที่ทั้งสอง

คะแนนมาตรฐาน z

z₁ = (502 − 500)/40 = 0.05

z₂ = (542 − 500)/40 = 1.05

พื้นที่ระหว่างสองค่า

P = Φ(1.05) − Φ(0.05) = 0.8531 − 0.5199 = 0.3332

คำตอบ

P = 0.3332

8.การแจกแจงปกติ

คำตอบ: x = 84.4 คะแนน

จากพื้นที่กลับเป็น z: Φ(z) คือพื้นที่ทางซ้ายของ z สำหรับพื้นที่หางซ้าย A หา z ที่ Φ(z) = A ในตาราง พื้นที่หางขวา A หมายความว่า Φ(z) = 1 − A พื้นที่ตรงกลาง A ระหว่าง −z และ z เหลือ (1 − A)/2 ในแต่ละหาง ดังนั้น Φ(z) = (1 + A)/2 สำหรับค่า x ใช้ x = μ + zσ

พื้นที่ทางซ้าย

Φ(z) = 0.15

z จากตาราง

z ≈ −1.04

กลับเป็นหน่วยเดิม

x = 100 − 1.04·15 = 84.4 คะแนน

คำตอบ

x = 84.4 คะแนน

9.ช่วงความเชื่อมั่น

คำตอบ: ขีดจำกัดบน = −2.416 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.

ค่าวิกฤต

df = 15, t = 2.947

ค่าความคลาดเคลื่อน

E = 2.947·5/√16 = 3.684

ช่วง

−6.1 ± 3.684 → [−9.784, −2.416]

คำตอบ

ขีดจำกัดบน = −2.416 mmHg

10.ช่วงความเชื่อมั่น

คำตอบ: n = 1844

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.

แก้หา n

n = 2.576²·0.5·0.5/0.03² = 1843

ปัดขึ้น

n = 1844

คำตอบ

n = 1844

11.การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น

คำตอบ: t = −1.397

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.

ความแปรปรวนรวม

s_p² = (6·7.5² + 8·11²)/14 = 93.25

s_p = 9.657

ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน

SE = 9.657·√(1/7 + 1/9) = 4.866

ตัวสถิติทดสอบ

t = (36 − 42.8)/4.866 = −1.397

คำตอบ

t = −1.397

เมื่อ df = 14 ค่าวิกฤตสองด้านที่ 5% คือ 2.145 |t| น้อยกว่า จึงไม่ปฏิเสธ H₀

12.การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น

คำตอบ: n = 482

ขนาดตัวอย่างสำหรับการทดสอบ: เพื่อตรวจจับการเลื่อนจริง δ ด้วยกำลัง 1 − β ในการทดสอบ z ด้านเดียวที่ระดับ α ความคลาดเคลื่อนมาตรฐานต้องเป็นไปตาม δ = (z_α + z_β)·σ/√n ดังนั้น n = ((z_α + z_β)·σ/δ)² ปัดขึ้น

แก้หา n

n = ((1.645 + 1.282)·15/2)² = 481.9

ปัดขึ้น

n = 482

คำตอบ

n = 482

13.การถดถอยเชิงเส้นและสหสัมพันธ์

คำตอบ: r = 0.9754

การถดถอยกำลังสองน้อยที่สุด: เมื่อ x̄ และ ȳ เป็นค่าเฉลี่ย Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)² และ Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) เส้นตรง ŷ = a + b·x มีความชัน b = Sxy/Sxx และจุดตัดแกน a = ȳ − b·x̄ ดังนั้นจึงผ่านจุด (x̄, ȳ) เสมอ สัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของเพียร์สัน r = Sxy/√(Sxx·Syy) มีค่าอยู่ระหว่าง −1 ถึง 1 ส่วน r² คือสัดส่วนของความผันแปรของ y ที่เส้นตรงอธิบายได้

ค่าเฉลี่ย

x̄ = 120/6 = 20

ȳ = 549/6 = 91.5

ผลรวมของกำลังสองและผลคูณ

S_xx = Σ(x − x̄)² = 70

S_xy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 339

S_yy = Σ(y − ȳ)² = 1726

สัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์

r = 339/√(70·1726) = 0.9754

คำตอบ

r = 0.9754

14.การถดถอยเชิงเส้นและสหสัมพันธ์

คำตอบ: x = 3.667

ค่าเฉลี่ย

x̄ = 21/6 = 3.5

ȳ = 117/6 = 19.5

ผลรวมของกำลังสองและผลคูณ

S_xx = Σ(x − x̄)² = 17.5

S_xy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −52.5

เส้นถดถอย

b = −52.5/17.5 = −3

a = 19.5 − (−3)·3.5 = 30

ŷ = 30 − 3·x

แก้หา x

x = (19 − 30)/(−3) = 3.667

คำตอบ

x = 3.667

15.การทดสอบไคสแควร์

คำตอบ: E = 16.71

การทดสอบไคสแควร์: เปรียบเทียบความถี่ที่สังเกตได้ O กับความถี่ที่คาดหวังภายใต้ H₀ ด้วย χ² = Σ(O − E)²/E การทดสอบภาวะสารูปสนิทดี: E = n·p สำหรับแต่ละกลุ่ม df = k − 1 (ลบเพิ่มอีกหนึ่งต่อทุกพารามิเตอร์ที่ประมาณจากข้อมูล) การทดสอบความเป็นอิสระในตาราง r × c: E = ผลรวมแถว × ผลรวมหลัก / ผลรวมทั้งหมด df = (r − 1)(c − 1) ปฏิเสธ H₀ เมื่อ χ² มากกว่าค่าวิกฤตที่ระดับ α ที่เลือก

ความถี่ที่คาดหวัง

E = 85·34/173 = 16.71

คำตอบ

E = 16.71

16.การทดสอบไคสแควร์

คำตอบ: df = 7

องศาเสรี

df = 9 − 1 − 1 = 7

คำตอบ

df = 7

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