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確率分布の基本md 0b17c29
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確率分布かくりつぶんぷの基本きほん

date2026-07-02document_iddoc_813801ea55bf078f7b672e4f4d09c0d5description確率分布の基本を、値そのものではなく値の散らばり方を表にまとめる見方から整理し、平均・分散とのつながりまで説明する。prerequisites確率の基本 / 確率変数type講義content_typelecturestatusactiverelateddata/lecture/math/probability/probability-and-expected-value.lecture.n.md / data/lecture/math/statistics/statistics-portal.lecture.n.md / data/lecture/math/statistics/statistics-basics.lecture.n.md
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1導入どうにゅう

この講義こうぎで中心ちゅうしんに置おく発想はっそうは、確率変数かくりつへんすうでは個々ここの結果けっかをばらばらに見みるのではなく、「どの値あたいをどれくらいの確率かくりつで取とるか」という表ひょうとして見みることである。

確率かくりつの講義こうぎでは事象じしょうの確率かくりつを計算けいさんするが、統計とうけいや確率論かくりつろんでは「値あたいがどう散ちらばるか」そのものを見みたいことがよくある。そこで確率変数かくりつへんすうの値あたいと確率かくりつをまとめたものが確率分布かくりつぶんぷである。

2用語ようごと定義ていぎ

確率変数かくりつへんすうRandom variable とは、試行しこうの結果けっかに数すうを対応たいおうさせたものである。

確率分布かくりつぶんぷProbability distribution とは、確率変数かくりつへんすうが各値かくちを取とる確率かくりつを並ならべたものである。

3方針ほうしん

まず確率変数かくりつへんすうを作つくり、その値あたいが何なにを意味いみするかを確認かくにんする。そのあと、各値かくちに確率かくりつを対応たいおうさせて分布ぶんぷを作つくり、最後さいごにそこから期待値きたいちや分散ぶんさんを読よみ取とる。

4直感的ちょっかんてきな説明せつめい

確率分布かくりつぶんぷは、「この試行しこうではどんな値あたいが出でやすいか」を地図ちずのように表あらわしたものである。たとえば、さいころの出目でめなら 1 から 6 が同おなじ確率かくりつで並ならぶし、コインを 3 回かい投なげたときの表おもての枚数まいすうなら 0,1,2,3 が同おなじ重おもみではない。

期待値きたいちだけを見みると平均へいきんしか分わからないが、分布ぶんぷを見みると「どの値あたいのまわりに集あつまりやすいか」「左右さゆうにどう広ひろがるか」が見みえてくる。

5厳密げんみつな説明せつめい

5.11. 分布ぶんぷを作つくる

確率変数かくりつへんすう X が x1,[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"dots\")")],xn を取とるとき、

P(X=x1),[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"dots\")")],P(X=xn)

を並ならべたものが分布ぶんぷである。このとき

P(X=xi)[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"ge\")")]0,∑iP(X=xi)=1

を満みたする。

5.22. 具体例ぐたいれい

コインを 3 回かい投なげ、表おもての枚数まいすうを X とすると、

P(X=0)=18,P(X=1)=38,P(X=2)=38,P(X=3)=18

である。

この分布ぶんぷは、真まん中なかの 1,2 枚まいが出でやすく、0,3 枚まいは出でにくいことを表あらわしている。

5.33. 期待値きたいちと分散ぶんさん

分布ぶんぷが分わかれば、

E[X]=∑xiP(X=xi)

で期待値きたいちを、さらに

Var(X)=∑(xi-E[X])2P(X=xi)

で分散ぶんさんを求もとめられる。

6別べつの見方みかた

確率分布かくりつぶんぷは、確率かくりつの問題もんだいを表ひょうに直なおしたものと見みてもよい。すると、期待値きたいちはその表ひょうの重おもみつき平均へいきんになり、分散ぶんさんはその表ひょうの広ひろがりを測はかる量りょうになる。

7見分みわけ方かた

  • 何なにを確率変数かくりつへんすうにするかが曖昧あいまいなら、まず「最終的さいしゅうてきに数すうとして何なにを数かぞえたいか」を決きめる。
  • 期待値きたいちや分散ぶんさんを問とわれたら、いきなり計算けいさんするより先さきに分布ぶんぷを表ひょうへ整理せいりすると見通みとおしがよくなる。
  • 二項分布にこうぶんぷのような名前なまえがまだ出でてこなくても、値あたいと確率かくりつを丁寧ていねいに並ならべれば十分じゅうぶんに解とける問題もんだいは多おおい。

8最終形さいしゅうけい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]∑iP(X=xi)=1
[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]E[X]=∑xiP(X=xi)
[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]Var(X)=∑(xi-E[X])2P(X=xi)

9一言ひとことでいうと

  • 確率分布かくりつぶんぷは、確率変数かくりつへんすうがどの値あたいをどれくらい取とりやすいかをまとめた地図ちずである。

10関連かんれんリンク

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