次の場合における標準偏差の求め方がわからず困っています。
教えて頂けないでしょうか?
ある機械が十字路交差点にさしかかりました
その機械は、その十字路交差点において、A:直進、B:右折,C:左折することができます。
その機械は、ある未知の確率で、A,B,Cのどちらかを決定します。
その確率を求めるために、
その機械がどちらの方向に進むかを100回観測しました。
結果は、
A: 40回 (40%) 交差点で直進する
B: 30回 (30%) 交差点で右折する
C: 30回 (30%) 交差点で左折する
質問は、このときの標準偏差はどのようにもとめればいいでしょうか?
もう一つ質問がありまして、この場合の標準誤差は標準偏差を観測回数(この場合100)の平方根で割ればいいのでしょうか?
宜しくお願いいたします。
A 回答 (5件)
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No.5
- 回答日時:
データが多次元だと、分散はひとつの数値じゃなく
共分散行列になるけれども、どうやって標準偏差に
変換するのか? といった技術的問題以前に、
もっと根本的な混乱があるように思えます。
測定において、直進・右折・左折が現われた「回数」
をデータと捉えるのであれば、このデータは、標本数
100個ではなく、それを集計した (40,30,30) が、
たった1個の三次元データということになります。
標本数1で、どうやって、分散や標準偏差を考えようと
いうのでしょうか?
このデータを、標本数100と捉えようとすると、
各のデータは、{ 直進、右折、左折 } のうちのひとつ
となり、平均や分散が定義できるような代物ではない。
(直進 + 右折 + 左折) / 3 の値は何かと考えてみると、
状況が見えてくるでしょう。
あるいは、かなり強引ですが、
直進=0、右折=-π/2、左折=+π/2 とでもして、
一次元量の話に持ち込んでしまえば、普通に
平均や標準偏差が計算できるのかもしれません。
No.4
- 回答日時:
直進する確率をP(A), 右折する確率をP(B)、左折する確率をP(C)(これらの合計は1)とする。
N回観測したとき、直進・右折・左折がそれぞれ丁度a×N回, 丁度b×N回, 丁度c×N回生じた(a+b+c=1)。このことから、P(A)≒a
P(B)≒b
P(C)≒c
と推定した。
このとき、たとえば「P(A)の推定誤差の標準偏差」それだけを単独で考えるのなら意味があります。その場合、「Aとそれ以外」という区別だけを考えればいいんだから、P(A)+P(A以外)=1となる二項分布の話に帰着します。(これならご自分でできる?)
ですが、P(A),P(B),P(C)の推定誤差を一度に考えると、それらの誤差は互いに関係があるので、相互の関係の強さを「共分散行列」というもので表す形にしかなりません。
どういうことかといいますと、たとえばP(A)の推定誤差がxだと思う、すなわち
P(A)=a+x
である場合を考えたとしましょう。すると、xの値に依存してP(B)の「推定誤差の標準偏差」は異なる。P(C)についても同様です。なので、「P(A)の推定誤差の標準偏差は××であり、P(B)の推定誤差の標準偏差は××であり、P(C)の推定誤差の標準偏差は××である」という風に言うことが出来ないのです。(しかし、うんとNが大きい場合には、そういう相互作用はあまり重要ではなくなります。)
No.3
- 回答日時:
この状況でなぜ「標準偏差を考えよう」と思ったのかがすごく気になる.
だいたい「平均」ってなんだ.
すみません、的外れな質問でして。
求めたいことは、測定をしまして、その測定誤差を
求めたいと思ったのですが、どのように誤差を求めるのか
思いつかずに、質問に至りました。
No.2
- 回答日時:
直進回数をX1, 右折回数をX2, 左折回数をX3とすると、n=X1 + X2 + X3で直進確率p1, 右折確率p2, 左折確率p3 (p1 + p2 + p3 = 1) のmultinomial distribution (多項分布) と考えられます。
多項分布に従う確率変数の分散は
Var(Xi) = n pi (1 - pi)
共分散は
Cov(Xi, Xj) = -n pi pj
ですが、標準偏差を使うという話はあまり聞きません。
参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E9%A0%85% …
ありがとうございます。
多項分布になるのですね、
勉強してみます、
今回の質問の主旨は、測定の誤差を求めたいと思いまして、
安易に標準誤差と思い、そのため、標準偏差を求めたいと
思った次第です。
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