POLI 205

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POLI 205

4. Variability

Why Variability

2 classes with the following quiz scores

A. 0, 4, 4, 5, 7, 10

B. 0, 0, 1, 9, 10, 10

What is the mean of A & B?

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Understanding Variability

• Measures of central tendency indicate  modality and symmetry of a distribution  of scores

– What do the scores have in common?

• Measures of variability indicate  variability of a distribution of scores 

– How do the scores differ from each other?

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

Understanding Variability

• Even though these three distributions have the  same modality and symmetry, they are clearly  different in terms of variability

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

• Variability quantifies the differences among scores

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The Range

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

• Based on the two ends of a distribution

Range = Highest score – lowest score

• Range is reported, along with the  values of the highest and lowest scores

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The Range

Strengths

• Easy to compute

• Provides some  information about  the sample

Weaknesses

• Based on only two  scores (may not  accurately reflect  variability of the entire  distribution)

• Affected by extreme  scores (outliers)

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

The Interquartile Range

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

• Range of the middle 50% of scores • Minimizes the effect of outliers 

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The Interquartile Range

Strengths

• Reduces influence  of outliers by  focusing on middle  50% of the  distribution

Weaknesses

• Ignores top 25% and  bottom 25% of scores  (may not accurately  reflect variability of the  entire distribution)

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

The Variance (s2)

• Based on all of the scores in the  distribution

• Measures variability in terms of extent  to which each score differs (deviates)  from the mean

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

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The Variance (s2)

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

• Definitional formula for variance

The Variance (s2)

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

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Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

The Variance (s2)

The Standard Deviation (s)

• Variance:  Average squared deviation of  a score from the mean

• What if we want to measure variability  as the average deviation (not the  average squared deviation)?

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

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The Standard Deviation (s)

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

• Definitional formula

Measures of Variability for Samples vs. Populations

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

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Measures of Variability: Drawing Conclusions

• Variability quantifies the degree to  which scores in a distribution differ  from each other.

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

How Large is S? Empirical Rule 68% fall between Mean +/- S 95% fall between Mean +/- 2S

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With the Empirical Rule

And the mean and standard deviation, you can start to think about the shape of the distribution.

https://www.intmath.com/counting-probability/normal- distribution-graph-interactive.php

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Looking Ahead

• Important to understand a distribution  in terms of its shape, central tendency,  and variability

• The next chapter examines the normal  distribution, a particular type of  distribution

Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016