POLI 205

profileBoomer18
Tokunaga_Ch05topost.pdf

12/14/2018

1

Normal Distributions

• Normal distribution – Theoretical distribution based on an infinite  number of scores used to estimate a  population

– Generated from mathematical formulas, not  from collected data

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

Characteristics of Normal Distributions

• Left and right tails continue to infinity  without touching the X‐axis

• Shape: unimodal, symmetric, “bell‐ shaped”

• Mean: population mean () • Standard deviation:  population standard  deviation ()

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

12/14/2018

2

Importance of Normal Distributions

• Researchers  believe many variables are  normally distributed in the population

• Because of this, many inferential  statistics (used to test hypotheses about  populations) are based on normal  distributions

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

12/14/2018

3

Normal Distributions Still Vary

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

Distributions with  same standard  deviation but  different means

Distributions with  same mean but  different standard  deviations

The Standard Normal Distribution

• Has properties of other normal distributions  (unimodal, symmetric, “bell‐shaped)

• In addition: – Mean = 0 – Standard deviation = 1 – Scores (z‐scores) measured in standard deviation  units

• # standard deviations above or below the mean Howard T. Tokunaga, Fundamental Statistics for the Social and Behavioral Sciences © SAGE Publications, 2016

12/14/2018

4

The Standard Normal Distribution

• Value of z‐score indicates distance from  the mean in standard deviation units

– Positive z‐scores:  above the mean

– Negative z‐scores:  below the mean

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

The Standard Normal Distribution

• z‐scores also indicate position relative to  the entire distribution

– Can determine percentage of distribution  associated with z‐score

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

12/14/2018

5

Using the Normal Curve Table

• % of distribution between the mean  and a z‐score

• % of distribution less or greater than a  z‐score

• % of distribution between two z‐scores

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

12/14/2018

6

12/14/2018

7

Applying the Standard Normal  Distribution to

Normal Distributions

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

• Transforming scores in normal  distributions to z‐scores

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

Example:  SAT Math ( = 500,  = 100)

Using the standard normal distribution table, What percentage of scores is less than 630? What percentage of scores is between 450 and 630?

Applying z‐scores to Normal Distributions

12/14/2018

8

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

Standardizing Frequency  Distributions

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

• When population parameters are  unknown, scores from a sample can be  transformed into standardized scores

12/14/2018

9

Standardizing Frequency  Distributions

• Standardized scores help compare and  combine scores from different  distributions

• Imagine you want to compare your  score of 80 on a statistics quiz to your  roommate’s score of 75 on a political  science quiz

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

Standardizing Frequency  Distributions

Statistics quiz  Political science quiz

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

12/14/2018

10

Standardizing Frequency  Distributions

• Standardizing a frequency distribution  does not change the shape of the  distribution (it’s a linear transformation)

– e.g., transforming a temperature in  Fahrenheit to Celsius

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

Looking Ahead

• How do normal distributions relate to  probability?

• How is the role of probability in testing  research hypotheses?

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