Testes e intervalos de confiança para a média µ de uma população Normal se baseiam na média amostral x de uma AAS. Pelo Teorema do Limite Central, os procedimentos resultantes são aproximadamente corretos para outras distribuições populacionais, quando a amostra é grande.
Observação
A média amostral padronizada é a estatística Z de uma amostra,
Se o desvio padrão é conhecido, então usaríamos a estatística Z e a distribuição Normal padrão.
Na distribuição T, o desvio padrão é desconhecido, assim, o erro padrão substitui seu desvio-padrão . A estatística resultante não tem uma distribuição Normal.
A figura abaixo compara as curvas de densidade da distribuição Normal padrão com as distribuições com 2 e 9 graus de liberdade, destacando que:
As distribuições são simétricas, têm um único pico e formato de sino, semelhantes à distribuição Normal padrão.
A dispersão das distribuições é um pouco maior do que a da distribuição Normal padrão, com mais probabilidade nas caudas e menos no centro, refletindo a introdução de mais variação devido à estimativa em vez do parâmetro fixo .
À medida que os graus de liberdade aumentam, a curva de densidade da distribuição se aproxima da curva , indicando maior precisão na estimação de com em amostras maiores. A Tabela C (do livro A Estatística Básica e sua Prática) fornece valores críticos para distribuições , sendo desnecessária com o uso de programas estatísticos, e os valores críticos de se aproximam dos valores da distribuição Normal com o aumento dos graus de liberdade.
O intervalo de confiança e o Teste T são precisos quando a distribuição da população é exatamente normal, embora dados reais nunca sejam exatamente normais. Na prática, a distribuição normal serve como uma excelente aproximação para a verdadeira distribuição dos dados em estudos reais. A eficácia dos procedimentos t depende da extensão em que são afetados pela falta de normalidade nos dados.
Procedimentos robustos, no contexto de intervalos de confiança ou testes de significância, são aqueles em que o nível de confiança ou valor P não sofre alterações significativas mesmo quando as condições para o uso do procedimento são violadas.