Ebben a fejezetben olyan kérdéseket tárgyalunk, amikor összetartozó mintákkal dolgozunk (pl. ugyanazon csoport két különböző időpontban mért adatai. Szintén ilyen eset, ha adott mintán, azonos skálán mért változókat vizsgálunk, illetve pl. férj és feleség értékei azonos változón mérve). Egy lehetséges szakmai hipotézis lehet a következő:

• Igaz-e, hogy a Szondi-tesztben a homo1 és homo2 kép kedveltsége azonos?

Vegyük észre, hogy ez a megfogalmazás statisztikai hipotézis is egyben, hiszen egyenlőséget feltételezünk – így ez a szakmai hipotézis egyben a statisztikai hipotézisünk is.

A kétmintás esetet azonban aránylag könnyen el tudjuk intézni, amennyiben tudunk különbségváltozót definiálni. Két változó esetén ugyanis e fenti hipotézis – bár megállja a helyét statisztikailag is – átfogalmazható a következő formába:

• Igaz-e, hogy a Szondi-tesztben a homo1 és homo2 kép kedveltségének különbsége várhatóan 0?

Világos, hogy ha minden mért esetben képezzük a két képre adott érték különbségét, akkor e fenti hipotézis az előzőekben már ismertetett, egy változó középértékére vonatkozó hipotézis vizsgálatával elvégezhető (és a különbségváltozó képzésének jogossága miatt fontos, hogy azonos skálán legyenek mérve).