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統計の基本md 4208621
lecture/math/statistics/statistics-basics.lecture.n.md
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統計とうけい基本きほん

date2026-07-02document_iddoc_b812509f381cfb51142b0849719588bddescription統計の基本を、平均で中心を、分散と標準偏差で散らばりを見る考え方から整理し、データの見方の土台を作る。prerequisites平均 / 割合 / データの読み取りtype講義content_typelecturestatusactiverelateddata/lecture/math/probability/probability-and-expected-value.lecture.n.md / data/lecture/math/statistics/introduction-to-correlation-and-regression.lecture.n.md
mathstatisticshighschoollecture

1導入どうにゅう

この講義こうぎ中心ちゅうしん発想はっそうは、平均へいきんだけでなく、「どれくらいらばっているか」まで集団しゅうだんとらえることである。

統計とうけい不親切ふしんせつかんじやすいのは、平均値へいきんち分散ぶんさん標準偏差ひょうじゅんへんさしきだけがさきてきて、「なぜこのりょうるのか」が曖昧あいまいなまますすむことである。この講義こうぎでは、まず平均へいきんなにあらわし、なぜそれだけではりないかを確認かくにんしてから、らばりのりょうすすむ。

2用語ようご定義ていぎ

平均値へいきんちMean

x_=x1++xnn

である。

分散ぶんさんVariance

(x1-x_)2++(xn-x_)2n

である。

標準偏差ひょうじゅんへんさStandard deviation は、分散ぶんさん平方根へいほうこんである。

3方針ほうしん

統計とうけいでは、まず代表値だいひょうちとして平均へいきんて、そのあと分散ぶんさん標準偏差ひょうじゅんへんさらばりをる。

大切たいせつなのは、計算けいさんはじめるまえに「この問題もんだいりたいのは中心ちゅうしんか、らばりか」をめることである。平均へいきんだけでよい場面ばめんと、らばりまでないと判断はんだんできない場面ばめん明確めいかくちがう。

4直感的ちょっかんてき説明せつめい

平均点へいきんてんおなじでも、全員ぜんいんがほぼおな点数てんすうなのか、高得点こうとくてん低得点ていとくてんおおきくれているのかでは意味いみちがう。この「平均へいきんからのはなれ」をすうあらわしたものが分散ぶんさんである。

たとえば、A くみも B くみ平均点へいきんてんが 70 てんだとしても、A くみが 68,70,72 のようにあつまっていて、B くみが 30,70,110 のようにひろがっているなら、学力がくりょく分布ぶんぷとしては別物べつものである。統計とうけいはこのちがいを言葉ことばではなくすうあらわそうとする。

5厳密げんみつ説明せつめい

5.11. 平均値へいきんち

x1,[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"dots\")")],xn平均値へいきんち

x_=1ni=1nxi

である。

5.22. 分散ぶんさん

各値かくち平均値へいきんちをそのまますと 0 になるので、二乗にじょうして

1ni=1n(xi-x_)2

かんがえる。これが分散ぶんさんである。

二乗にじょうするのは、せいうのをふせぐためであり、平均へいきんからとおあたいほどつよかせるためでもある。

5.33. 標準偏差ひょうじゅんへんさ

分散ぶんさん二乗にじょう単位たんいつので、もとあたい感覚かんかくもどしたいときは平方根へいほうこんる。これが標準偏差ひょうじゅんへんさである。

5.44. 具体例ぐたいれい

1,2,3平均値へいきんちは 2 である。したがって分散ぶんさん

(1-2)2+(2-2)2+(3-2)23=23

である。

標準偏差ひょうじゅんへんさ

23

である。これで「平均へいきんからどれくらいはなれているか」を、もとあたいおな尺度しゃくどめる。

6べつ見方みかた

平均へいきん集団しゅうだん重心じゅうしんてもよい。分散ぶんさんは、その重心じゅうしんから各点かくてんがどれくらいらばっているかをはかりょうである。この見方みかたつと、平均へいきん分散ぶんさん別々べつべつすうではなく、集団しゅうだん中心ちゅうしんひろがりをあらわとしてえてくる。

7見分みわかた

  • 集団しゅうだん中心ちゅうしんりたいなら平均へいきんである。
  • らばりや安定性あんていせいたいなら分散ぶんさん標準偏差ひょうじゅんへんさである。
  • 相関そうかん回帰かいきまえでも、まず平均へいきんらばりをさえると全体像ぜんたいぞうえる。
  • 平均値へいきんちおなじ 2 集団しゅうだんくらべる問題もんだいでは、分散ぶんさん標準偏差ひょうじゅんへんさないとちがいを見落みおとしやすい。

8最終形さいしゅうけい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]x_=1ni=1nxi
[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]Var(X)=1ni=1n(xi-x_)2

9一言ひとことでいうと

  • 統計とうけいでは、平均へいきん中心ちゅうしんを、分散ぶんさんらばりをる。

10関連かんれんリンク

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