平均値・範囲・メディアン・不偏分散・標準偏差の計算

特級過去問解説

問題のデータ(9個):

11, 7, 8, 14, 12, 9, 12, 12, 14(g)

このデータから「平均値」「範囲」「メディアン」「不偏分散」「標準偏差」を求め、値がもっとも大きいものを判定します。

■ 計算結果(一覧)

指標説明
平均値(Mean)11.0データの合計 ÷ 個数(99 ÷ 9 = 11)
範囲(Range)7最大値 − 最小値(14 − 7 = 7)
メディアン(中央値)12並べ替えたときの中央の値(7,8,9,11,12,12,12,14,14 の真ん中)
不偏分散(s²)6.25母分散の不偏推定量:Σ(xᵢ − x̄)² ÷ (n−1)
標準偏差(s)2.5不偏分散の平方根(√6.25 = 2.5)

■ 各指標の計算過程(要点)

  • 平均値:合計 99 をデータ数 9 で割る → 11.0
  • 範囲:最大 14 − 最小 7 → 7
  • メディアン:昇順にソートして中央の値(9 個なので 5 番目) → 12
  • 不偏分散:平均 11 からの偏差の二乗を合計して(合計 = 50)、自由度 n−1 = 8 で割る → 50 ÷ 8 = 6.25
  • 標準偏差:不偏分散の平方根 → √6.25 = 2.5

■ 指標ごとの意味と使いどころ(短めのまとめ)

代表値(中心を表す)

  • 平均値:全データの“平均的な値”。外れ値に弱いが、数学的性質で統計解析や工業管理でよく使う。
  • メディアン(中央値):データの中央。外れ値に強く、分布が偏っているときに有用。

ばらつき(分散・散らばり)

  • 範囲:最大−最小。計算は簡単だが、外れ値に大きく影響される。
  • 不偏分散:データの散らばりを統計的に評価する基本指標。母分散を推定する際に用いる(分母は n−1)。
  • 標準偏差:分散の平方根で、元の単位でばらつきを表せるため現場での解釈がしやすい。

■ どれを使うべきか(場面別の指針)

  • 外れ値があるデータ → メディアン
  • 工程のばらつきを数値化して管理したい → 標準偏差(または分散)
  • 簡単にばらつきを把握したい(速報値) → 範囲
  • 統計解析や検定・信頼区間を行う → 不偏分散

■ まとめ(短縮版)

  • 今回のデータでは メディアン = 12 が数値として最も大きい(他は 平均11、範囲7、不偏分散6.25、標準偏差2.5)。
  • 代表値とばらつきは目的によって使い分ける。特に品質管理では平均と標準偏差の組合せがよく使われる。

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