さて、「散らばり具合」を図るのになぜ2乗するのでしょうか? 4講 分散と標準偏差（4章 データの分析） 問題集【高校数学Ⅰ】. それは2乗することによって「差の絶対値を無視することができる」ためです。 例えばAの「2, 4, 6, 6, 7」というデータにおいて、4と6はそれぞれ平均から-1と+1した数字なので、平均からの散らばり度合いとしては一緒です。 しかしその差をそのまま足すと(-1)+1=0で、互いに打ち消し合ってしまうのです。 ところが(-1)と1を2乗するとどちらも正の値となり、足して意味がある数字にすることができます。 数字を2乗するという単純な操作で符号を正に揃えることができるのです。 このように、ある値からの差を評価するために2乗して考えることは、分散や標準偏差以外の場面でもよく出てきます。 (絶対値を考えようと思ったら正と負で場合分けが必要だけど、2乗の場合は全て同じ操作でいいから) 余裕がある人は、この考え方を頭の片隅においておきましょう! 分散の計算方法 さて、分散と標準偏差のイメージが掴めたところで、分散の求め方を細かく見ていきましょう。 分散の平方根が標準偏差ですから、分散と平方根は一対一で対応します。 つまり分散を求める≒標準偏差を求めるということです。 2倍重要な公式だと思って分散の求め方を見てみましょう。 定義に則った計算方法 まずは定義通りの計算方法を紹介します。 分散は「データの各値と、その平均との差を2乗した値の平均」です。 なのでx1~xnまでn個のデータの平均をμとすると、その分散V(X)は と計算できます。 Σ記号を使っているのでスッキリと表現できました。 しかし、見た目と裏腹にnが大きい時もいちいち一個ずつ計算しなければいけないので、とても煩雑な計算になってしまうことがあります。 そんな悩みを解決するための公式があるのです。 分散を求める便利な方法「2乗の平均」から「平均の2乗」を引く! 各データの平均をE(X)で表すとき、 となります。 この式は、 「与えられたデータを2乗したものの平均から、与えられたデータの平均の2乗を引くことで分散が求まる」 というものです。 ためしに最初に見たA「2, 4, 6, 6, 7」の分散を求めてみましょう。上で計算したとおりこの分散は3. 2、平均は5でしたね。 Aのそれぞれのデータを2乗すると 「4, 16, 36, 36, 49」ですね。その平均は28.
データの分析・確率・統計シリーズ 分散・標準偏差 <この記事の内容> 前回:「 データの分析(1):代表値と四分位数・箱ひげ図 」の続編として、『偏差平方・偏差平方和』・『分散』・『標準偏差』の意味・求め方の解説と、時間短縮のためののコツを紹介しています。 偏差平方/分散/標準偏差の意味と求め方 平均と各々のデータの差を数値化したいとき、単純に「差を足し合わせると、正の差と負の差が互いに打ち消しあう為、正確に把握出来ません。 (例:データが、5, 10, 15の場合平均=10でそれぞれとの差はー5、0、5:足すと0になりバラツキが全くない場合と同じになってしまいます。) 偏差・偏差平方の意味と計算法 そのため、データの分析では"(データー平均値)の2乗を足しあわせた数値"をバラツキの大きさとしての目安とし、「偏差平方和」と言います。 以下の10人の身長のデータを使って実際に分散を求めてみましょう。 <※サンプル:160、 164、 162、 166、 172、175、 165、 168、 170、 168(cm)> まずは、平均値を求めます。160+164+・・・と計算していき、10で割っても良いのですが、データの数が増えるにつれて計算量が増えてミスをしやすくなります。ここで役立つのが『仮平均』というものです。 仮平均とは:うまく利用して計算速度アップ!
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