مواضيع المحاضرة:
background image

Lecture 10 - The t-distribution & t-test   ((Student's t-test))

 

 

 

85 

In a case when the population variance (∂

2

) is unknown & 

the sample size is small (n≤30), we can use the sample 
variance (S

2

) as a best point estimator for ∂

2

 but in this 

situation the distribution will not follow the standard 
normal distribution (Z-distribution) but follow the t-
distribution. 

The characters of t-distribution:- 

1)  It has a mean of zero. 
2)  Symmetrical about the mean. 
3)  
Range between -  & +. 
4)  
Compared with the normal distribution, its curve is less 

peaked and higher tails.  

5)  The quantity of (n-1) which is called degree of freedom 

(df) is used in computing S

2

 [There is a different 

distribution for each sample value of (n-1)]. 

6)  The t- distribution approaches normal distribution as (n-1) 

value approaches infinity (increase the sample size).   
 

How can we get the t-value? 

As in standard normal distribution in which we have the 
Z-table, here we have the t-table which depend on the df= 
(n-1) → Row of the table & 

⍺ (probability of error) = t

1 -

 

/2 

→ column of the table. 

Application of the t-test:   

T-test can be applied for the following situations: (Not 
much different than of Z- test) 

1) 

Is the 

sample mean differs significantly from the 

population mean

. [Small sample size (n≤30), and the 

population variance (∂

2

) is a known]. We use the 

following formula:   

  t=(x-µ) /(S/√n) 

Ex: A certain breeds of rats show a mean weight gain of 
65gm during the first 3 months of life, a sample 16 0f 
these rats was taken and feed a new diet from birth until 
the age of 3 months, the mean weight was 60.75gm with 
S= 3.84gm. Is this mean differ significantly from 
population mean?     

t=(x-µ) /(S/√n) 
= (60.75 – 65) / (3.84/16)   = -4.43 
From the t-table (

⍺=0.05): t

1 -

 

/2

   , df =15.   

The difference between x & µ is statistically significant.  

 

 

2)  Comparing the significant difference between two 

samples means

. [Small sample size (n≤30) and the 

population variance (∂

2

) is a known]. We use the 

following formula:            
t=(x

1

- x

2

) - (µ

1

2

) /√ ([S

2

1

/n

1

] + [S

2

2

/n

2

]) 

df= n

1

+ n

2

 -2 

 Ex: In a comparison between two groups of patients with 
diverticulitis on two different types of treatment n

1

=15, n

=12. The recovery time in hours x

1

=68.4 hrs & S

1

=286 

hrs and x

2

= 83.43 hrs & S

1

=290 hrs. Is the difference 

between the means of hrs is statistically significant? 

t=(x

1

- x

2

µ

1

) - (µ

1

2

) /√ ([S

2

1

/n

1

] + [S

2

2

/n

2

]) 

(68.4 -83.43)- 0  /    (286/15) + (290/12) = - 2.28   
From the t-table: t

1 -

 

/2

   , df= n

1

+ n

2

 -2 =25.       (

⍺≤0.05) 

The difference between x

1

 & x

2

 is statistically significant. 

 

3)  Pairing

  Many studies are designed to produce observation in pair 

e.g., single individual has pair of reading (before & after), 
for example measurement of BP before and after 
treatment Or when the same volunteers or participants 
pass through 2 different situations (each one has 2 
readings e.g. as for 2 drugs, 2 different doses for the same 
drug, drug and placebo, or rest & exhaustion…). 

To deal with such condition we do: 

a)  We find the difference (d). 
b)  We calculate the differences, and find the mean of 

differences (d). 

c)  We calculate the Sd of the difference using the following 

formula:    
Sd =√ [n ∑d

2

- (∑d)

2

] / [n(n-1)] 

d)  The df =n-1, because we have one sample although 

having two readings. 

e)   To calculate the value of t we use the following formula; 

t= [d- µd] / [Sd/√n] 

 

 

 

 

 

 


background image

Lecture 10 - The t-distribution & t-test   ((Student's t-test))

 

 

 

86 

Ex: In pediatric clinic, a study was done to see the 
effectiveness of certain antipyretic drug   in 12 years old 
children suffering from influenza , their temperature had 
taken immediately before and 1 hr after administration of 
the drug. The following results were found: 

No. 

  Temperature(c

o

before –After 
differences(d) 

d

2

 

before 

After 










10 
11 
12 

39.1 
39.6 
38.3 
39.4 
38.4 
38.2 
39.2 
39.5 
39.3 
39.1 
38.8 
38.6 

37.6 
37.8 
37.9 
38.4 
37.7 
37.9 
38.3 
38.8 
38.2 
38.4 
38.5 
37.9 

1.5 
1.8 
0.9 
1.0 
0.7 
0.3 
0.9 
1.7 
1.1 
0.7 
0.3 
0.7 

2.25 
3.24 
0.81 
1.0 
0.49 
0.09 
0.81 
2.89 
1.21 
0.49 
0.09 
0.49 

 

 

 

∑d=11.6 

∑d

2

=13.86 

                   
d (mean difference) = ∑d / n  = 11.6 / 12   = 0.97 C

o

  

Sd =√ [n ∑d

2

- (∑d)

2

] / [n(n-1)] 

= √ [12(13.86) – (11.6)

 2

 ]\ [12(12-1)] = 0.49 

t= [d- µd] / [Sd/√n] = [0.97-0] / [0.49/12]  = 6.9 
From the t-table (

⍺≤0.05): t

1 -

 

/2

   , df =11.   

The difference between before and after is statistically 
significant. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 7 أعضاء و 94 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل