モジュール1のまとめ

統計学
第3回
西山
第2回のまとめ
確率分布=決まっている分布の形
期待値とは平均計算
平均=合計÷個数から卒業!
平均=割合×値の合計
同じ平均値でも
同じ分散や標準偏差でも
XとEX 
S とV X 
2
SとSDX 
復習問題【1】
前の授業はこ
こまで
表の出る確率が0.4であるコインを使って、
賭け金を1000円にしてすると、どうな
る?
平均
利得
-1000
1000
-200
偏差
二乗偏差
確率
-800
640000
0.6
1200
1440000
0.4
0
960000
↓
分散=
960000
標準偏差= 979.7959
利得
-1000
1000
確率
0.6
0.4
E  X   0.6   1000   0.4  1000  200
V  X   0.6  {1000  (200 )}2  0.4  {1000  (200 )}2  960000
SD X   960000  979.8
復習問題【2】
変数Xの分布は以下に示すとおりである。設問に答えなさい。
値(X)
0
1
確率(P)
0.3
0.7
1. Xの確率分布図を描きなさい
2. Xの平均値E[X]と分散V[X]、標準偏差SD[X]を
求めなさい
復習問題【2】の解答
確率分布図を描くのは非常に容易なので省略。横軸をX、縦軸をP
として棒グラフを描けばよい
まず平均値は
E X   0.3  0  0.7  1  0.7
分散は公式を使う
 
E X 2  0.3  0 2  0.7  12  0.7
 
 V X   E X 2  EX   0.7  0.7 2  0.7  0.3
2
 SDX   0.21  0.46
復習問題【3】
(1)さいころを6回振ったところ、
1、2、6、6、1、2
となった。平均と分散、標準偏差を求めなさい。平均計算=値×
割合の合計、によっても同じ平均値と標準偏差が得られること
を確かめなさい。
(2)正しいサイコロを振るときに出る目の数をXと置く。E[X]
とV[X]、SD[X]を求めなさい。
こうすればできます
平均=値×割合の合計
割合は確率的に考える時
と、実際のデータを見る
時とで違いますね。まず
確率的にいきましょう。実
際のデータでは?
値
割合
1
1/6
2/6
2
1/6
2/6
3
1/6
4
1/6
5
1/6
6
1/6
2/6
確率的な計算は教科
書69~70ページを見
てください
復習クイズ
【3】の解答
EX   3.5
確率的には
V X   2.92
SDX   1.71
データの平均
X  1
2
2
2 18
 2  6 
3
6
6
6 6
S 2  1  3 
2
データの分散
 S  2.16
2
2
2 28
2
2
 2  3   6  3  
 4.67
6
6
6
6
第3回目の目標
1.
2.
3.
EとVの基本公式
平均値の性質
分散や標準偏差の性質
教科書: 第2章の頁73~75
ゲタの公式―平均値
変数Xにゲタをはかせれば平均も同様にゲタをはく
EaX  b  aE X   b
例:
正しいサイコロを振って出る目の数を2倍した値
の平均値を求めなさい.
上の式が常に成り立つことを示しなさい.
公式は常に成り立ちます
値
確率
X1
P1
X2
P2
:
:
Xn
Pn
期待値の定義か
ら結論が得られ
ます
EaX  b  aE X   b
ゲタの公式―ばらつき
一定の数を足しても、ばらつきは変わらない.一定の数を掛ける
と、同じだけばらつきも変わる.なお、ばらつきとは標準偏差の
こと.
V aX  b  a V X 
2
SDaX  b  a SDX 
例:
正しいサイコロを振って出る目に2を加えた値を考える。
この値の分散・標準偏差はいくらか?
上の式を証明しなさい.
合計の公式―平均
合計の平均は平均の合計である.
EX  Y   EX   EY 
例:
二つの正しいサイコロを振ったときの目の数の和は
平均いくらか?
データについて同じ問題を考えよ.
合計の公式―ばらつき
合計の分散は分散の合計」になるとは限らない!
一般には、合計の分散がどうなるか分からない.
英語
高い
普通
低い
数学
高い
普通
低い
合計点
極めて高い
普通
極めて低い
分散上昇
XとYが独立なら、
英語
高い
普通
低い
数学
低い
普通
高い
合計点
普通
普通
普通
分散縮小
V X  Y   V X   V Y 
分散=二乗の平均-平均の二乗
この公式も頻繁に利用します.
   EX 
V X   E X
2
2
もちろんデータについても同じ関係がありま
す.
N
1
2
2
S   X  X 
N i 1
2
問題:
1.
「分散=二乗偏差の期待(平均)値」を式で表現しなさい.
2.
上の公式(水色部分)を証明しなさい.
1限:2から
2限:1から
練習問題


1.E[X]=3、V[X]=2のとき、V  X  3 / 2 を求めなさい.
 
2.E[X]=1、V[X]=3のとき E X 2 を求めなさい.
3.互いに独立な確率変数XとYについて、E[X]=1、
V[X]=9、およびE[Y]=-1、V[Y]=16がわかっ
ている.このとき、
2
E X  Y 
25
の値を求めなさい.

