標準偏差と平均偏差について質問させてください。

平均偏差を求める際は
 (a) |サンプルA-平均値|/サンプル数 + |サンプルB-平均値|/サンプル数...
という計算式になると思います。

では何故、標準偏差は
 (b) (サンプルA-平均値)^2^(1/2)/サンプル数 + (サンプルB-平均値)^2^(1/2)/サンプル数...
とせず
 (c) {(サンプルA-平均値)^2/サンプル数 + (サンプルB-平均値)^2/サンプル数...}^(1/2)
となるのでしょうか。

よく「微分ができないから、平均偏差を使わず、標準偏差を使う」というお話を伺いますが
(b)の方法でも同様に微分ができないのでしょうか。

稚拙な質問で申し訳ありませんが、お時間のある際にでもどなたかお答えいただければ幸いです。

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A 回答 (1件)

こんばんは。



(b)のやり方ですと、
(b) = (サンプルA-平均値)^2^(1/2)/サンプル数 + (サンプルB-平均値)^2^(1/2)/サンプル数...
 = |サンプルA-平均値|^2^(1/2)/サンプル数 + |サンプルB-平均値|^2^(1/2)/サンプル数...
 = |サンプルA-平均値|/サンプル数 + |サンプルB-平均値|/サンプル数...
 = (a)
となってしまいますね。


なぜ(c)のようにするかと言えば、
たとえば、
平均の長さがA、誤差(標準偏差)がa の棒(木材)

平均の長さがB、誤差(標準偏差)がb の棒(木材)
があるとしましょう。
この2本をつなげて長い棒を作る場合、平均の長さは、言わずもがな A+B となりますが、
合成した誤差(標準偏差)は、a+b とはなりません。
Aの長さにプラスのずれがあったとき、必ずBの長さもプラスになるとは限らないからです。
Aの長さがプラスにずれたとして、そのときのBのずれは、プラスのときもあれば、マイナスのときもあれば、ゼロのときもあります。
それら全てを考慮して確率論的に考えると、(式を用いた細かい説明は省きますが)
A+B の標準偏差は、√(a^2 + b^2)
になるのです。
(「誤差の伝播」とも言います。)


以上、ご参考になりましたら幸いです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございます!

完全には理解していないのですがイメージがつきました。
「誤差の伝播」というキーワードを頂いただけでとても前進しました。
教えていただいた事を元に、今後理解を深めようと思います。

お礼日時:2009/05/24 23:41

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(聞きたいのは、最後の3行がメインです)
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3478996.html
の質問をしたものです。

標準偏差を求めるとき、(ルートの中の)分母が「n」か「n-1」
の2種類があることはわかりました。
母標準偏差であっても標本標準偏差であっても「n」で求められる
が、標本から母標準偏差を推定するときが「n-1」を使うという
ことで理解しました。

ところで、「n」にしても「n-1」にしてもそんなに値としては
変わらないということなんですよね?

高校の時の教科書で、「標本平均(Xバー)の標準偏差」という
のがありました。
 「母平均m、母標準偏差sの母集団から大きさnの無作為標本
 抽出するとき、標本平均Xバーの標準偏差σ=s/(ルートn)」
というのがありました。
 「標本標準偏差」とこの「標本平均Xバーの標準偏差」というの
は全然違うものなんですよね?(値も全然違うものになってしま
うと思います。)

Aベストアンサー

 統計学での目的は、集団全体のこと、すなわち母集団について知ることです。

 標準偏差は、集団のばらつきの程度を示し、本当に知りたいのは母集団の標準偏差、すなわち、母標準偏差です。しかし、母標準偏差が現実には求められない場合があります。一つは標本数が多すぎる場合、もう一つは蛍光灯の寿命のように全てを調べると商品が残らなくなつてしまう場合です。
 そこで、仕方なくその一部を取り出す(=抽出して)、母集団のバラツキを推定します。母集団を推定するためには、いくつかを標本として選び、その標準偏差、すなわち標本標準偏差(不偏標準偏差ともいう)を代わりに用いることになります。標本は、ランダムサンプリングをするので、選ぶたびに異なり、そのバラツキは母集団とは同一の標本にはなりません
 そこで、母標準偏差はnで割るので、標本標準偏差はn-1で割っておけばやや広い範囲になるので、標本の選択が少々不味くても、広めに取ってあるのでカバーできることになります(数学的には証明できるようですが、私には無理なので、直感的に表現しました)。もちろん、標本数が大きければ、nであろうが、n-1であろうが大差はありません。このようにして、計算が非現実的な母集団のバラツキを推定するわけです。標本標準偏差は、母標準偏差の代理なのです。

>標本平均Xバーの標準偏差
 標準偏差は、母集団のバラツキを示します。標本標準偏差は、母集団のバラツキの推定値です。
 これは、標準誤差で、母集団から抽出した「標本の平均値のバラツキ」を示しています。平均ですから、再度nで割り算することになります。外国人の論文には、バラツキがグラフ上などでは小さく見えるので、標本標準偏差(母集団のバラツキの推定値)ではなく、この標準誤差(標本の平均値のバラツキ)で示したものを見かけます。

 なお、標準偏差は、英語ではStandard Deviation、エクセルではSTDEVPでPの根拠が不明。標準誤差は、英語ではPartial Standard Deviation、エクセルはSTDEVで、Patialの単語の部分が見当たりません。エクセルの関数を使うときは、逆にやりそうで、いつも混乱しています。

 統計学での目的は、集団全体のこと、すなわち母集団について知ることです。

 標準偏差は、集団のばらつきの程度を示し、本当に知りたいのは母集団の標準偏差、すなわち、母標準偏差です。しかし、母標準偏差が現実には求められない場合があります。一つは標本数が多すぎる場合、もう一つは蛍光灯の寿命のように全てを調べると商品が残らなくなつてしまう場合です。
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Q「3枚平均」とか「平均枚数」とかを英語にすると?

表題について、お伺いします。

この表現を見かけないので、
論文添削する人に質問したら、以下のように
お答えいただきました。

「3枚平均画像」 = 3-picture averaging image
(つまり、pictureが枚で、imageが画像)

「平均枚数」   = averaging number

というふうに論文で使っております。

なお、当方は画像処理を専門としているので、
画像云々については良いのですが、
「平均する」とか「何個を平均した数」とか
そういった英語の表現には全く疎いものでして・・。

学術的な回答ではなく、英語として
どんな表現があるか、おしえてください。
日常的な会話でも結構です。

Aベストアンサー

(1) たぶん the average image of 3-picture はまずいと思います. 3-picture とくるとそのあとに何か続きそうな感じがする (つまり形容詞的に解釈される) ので, 使うなら #2 にあるように 3-picture average image とした方がよいでしょう.

「英語の専門の方」を知っているわけではないですが, (2) はちょっと危険な気がします. あらかじめ言っておけばいいだけではありますが.

Q平均値、標準偏差、幾何平均、幾何標準偏差の推定

数学素人でさっぱり意味が分かりません。
分布なのですが、一部書き込みます。
A  累積分布  確率密度
1   0.0009329 0.0009329
2  0.0012776 0.0003447
4  0.0023306 0.0010530
6  0.0040988 0.0017682
8  0.0069518 0.0028531
10  0.0113821 0.0044303
~   ~     ~
28  0.4085144 0.0898605
30  0.5000000 0.0914856
32  0.5882070 0.0882027
~   ~     ~
68  0.9995101 0.0002532
70  0.9996741 0.0001640
80  0.9999535 0.0002795
100 0.9999989 000000453

Aを正規分布で近似した場合、平均値と標準偏差の推定
Aを対数正規分布で近似した場合、幾何平均と幾何標準偏差の推定
エクセルにデータ入れて計算しようとしてるのですが、方法が分かりません。どのように計算すれば良いのでしょうか?全く知識ないのですみませんが御教授してください。(何か計算に足りない物があれば指摘下さい)

数学素人でさっぱり意味が分かりません。
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A  累積分布  確率密度
1   0.0009329 0.0009329
2  0.0012776 0.0003447
4  0.0023306 0.0010530
6  0.0040988 0.0017682
8  0.0069518 0.0028531
10  0.0113821 0.0044303
~   ~     ~
28  0.4085144 0.0898605
30  0.5000000 0.0914856
32  0.5882070 0.0882027
~   ~     ~
68  0.9995101 0.0002532
70  0.9996741 0.0001640
80  0.9999535 ...続きを読む

Aベストアンサー

【解ければ何でもいいよ、という場合】

以下のページを参考に。ほとんど何も考えずにフィット完了。
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/Hanasi/StatTalk/solver.html

対数正規分布にする場合は
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/lecture/Bunpu/log-normal.html
幾何平均と幾何分散は真ん中あたりにちょろっと書いてある。分散→標準偏差に直すこと。
Aはすでに対数であると仮定して話を進めれば、フィッティングは普通の正規分布で出した結果を使い、それを対数正規分布だったと読み替えるだけ。

統計学自習ノート@群馬大青木研はネットで統計やるとき最も支持されている教科書だからブックマークしておくとよい。



【考えて解きたい場合】

正規分布の定義は以下の式
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%A3%E8%A6%8F%E5%88%86%E5%B8%83

フィッティングはとりあえず最小二乗法
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%80%E5%B0%8F%E4%BA%8C%E4%B9%97%E6%B3%95

Σ[i=0→n](yi-f(xi))^2
の最小値問題に帰着できる、と。

私はこの方法やったことないけど。もっと強引な近似でやってるが、統計の授業では教えてはいけない気がするので却下。

http://szksrv.isc.chubu.ac.jp/lms/lms1.html
も参照(ただし直線近似なので参考にしかならず)

【解ければ何でもいいよ、という場合】

以下のページを参考に。ほとんど何も考えずにフィット完了。
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/Hanasi/StatTalk/solver.html

対数正規分布にする場合は
http://aoki2.si.gunma-u.ac.jp/lecture/Bunpu/log-normal.html
幾何平均と幾何分散は真ん中あたりにちょろっと書いてある。分散→標準偏差に直すこと。
Aはすでに対数であると仮定して話を進めれば、フィッティングは普通の正規分布で出した結果を使い、それを対数正規分布だったと読み替えるだけ。

統計学自...続きを読む

Q歯医者の費用

親知らずに違和感があり、明日歯医者に行こうと考えています。
とりあえず診察だけお願いするつもりなのですが、初診料含め5000円で足りるでしょうか?

または、問診票に5000円しか持っていないことを記入すれば、その金額の範囲内での治療を行っていただけるのでしょうか?

Aベストアンサー

はい大丈夫だと思いますよ
心配であれば診察前に伝えるとともに保険診療の範囲内で
診療してもらうよう伝えればいいのではないでしょうか

Q加重平均(重み付き平均)の標準偏差の求め方

あるデータを統計処理しています。
加重平均(重み付き平均)を計算し、
その標準偏差を求めようとしています。
私はあまり統計に詳しくないので、
加重平均の標準偏差の求め方が分かりません。
どなたかご存知の方がおられましたら是非教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

#3です。
分散の具体的な求め方です。
「重み」は相対的なものですから、0.2 0.6 0.3 0.4 0.6 を 2 6 3 4 6 と読み替えても同じことです。
つまり、データが 30 30 21 21 21 21 21 21 40 40 40 25 25 25 25 18 18 18 18 18 18 の21個だと考え、ふつうの方法で平均や分散を計算します。

ただし、データはあくまで5個しかないのですから、平均値や分散の信頼度を論じるときには「データが21個もあるのだから、求めた値はそれだけ精度が高いのだ」などと考えると落とし穴にはまりますよ。

Q退職金の平均って?

結婚を機に会社をやめようと思っています。

そこで、会社からの退職金について調べてみましたが、
ちょっと信じられないくらい少額だったので驚いています。

それぞれの会社によるのは分かっているのですが、
大卒で22~29歳まで働いた総合職に支払われる退職金って
大体どのくらいが平均でしょうか?

教えてくださいm(_ _)m



ちなみにもう一つ。
会社をやめた後に入籍する場合、
会社からの結婚祝い金は普通、頂けないものでしょうか?

よろしくお願いします。m(_ _)m

Aベストアンサー

新卒正職採用、半民間法人を10年強で退職。信じられない程いただきました。
その後、民間正職かつ管理職。10年強で退職。退職金10万円。現在の職場、契約で管理職。比較的大きな会社。ボーナス退職金なし。
もらえるだけでもありがたいです。

Qクラスの人数と平均点のみから標準偏差や偏差値を求めることはできるか

お願いします。

複数のクラスでテストを実施しました。
各クラスの人数と、クラスの平均点はわかります。個々の点数はわかりません。
この場合、標準偏差を求めることはできるでしょうか。
可能な場合、どのようにして求めるのでしょうか。
(テストを受けた人たちは、以下のクラスで全員となります)

Aクラス:15人、平均76点
Bクラス:20人、平均72点
Cクラス:25人、平均78点
Dクラス:30人、平均67点
Eクラス:10人、平均70点

全員の平均は72.4になります

エクセルで上記の数値をSTDEVPすると約3.97となります。
しかし、各クラスの人数が異なるのにこの計算式でやってしまって良いのか気になります。たぶんダメですよね。

しかし個々の点数がわからないのですから、仮にAクラスには76点の人が15人(全員が76点)として、Bクラスには72点の人が20人にて・・・ということにして計算を勧めた方が、より正しい標準偏差が出せるでしょうか?

Aクラスは15人全員が、平均点に対して3.4ポイント高く、その総和(15人分)を2乗して2061という数字を出し・・・これを各クラスで集計して合計した17,820という値を、データ数(生徒全員)である100でわると、約13.34という標準偏差らしきものが出るのですが。。。

個々の点数がわからない場合、もっとも精度の高い標準偏差(らしきもの)を出すにはどうすればよいでしょうか?

お願いします。

複数のクラスでテストを実施しました。
各クラスの人数と、クラスの平均点はわかります。個々の点数はわかりません。
この場合、標準偏差を求めることはできるでしょうか。
可能な場合、どのようにして求めるのでしょうか。
(テストを受けた人たちは、以下のクラスで全員となります)

Aクラス:15人、平均76点
Bクラス:20人、平均72点
Cクラス:25人、平均78点
Dクラス:30人、平均67点
Eクラス:10人、平均70点

全員の平均は72.4になります

エクセルで上記の数値をSTDEVPする...続きを読む

Aベストアンサー

No.2です。No.2には「標準偏差の目安」と書きましたが、正確に言えば「目安にもならない」ものです。

「クラス全員がそのクラスの平均点を得点した」という仮定での「ヒストグラム」を書いてみれば分かります。
全員が「67~78点」の範囲内にプロットされるわけですから。そんな分布の「標準偏差」には意味がありません。

従って、現実的には「これで標準偏差もどきを求めても無駄である」ということを付記しておきます。

クラスの人数を加味した「学年全体の平均値」は正しい値なので、使えます。

Q女性は閉経すると妊娠できなくなるのですか?

題名の通り、女性は閉経になると妊娠できなくなりますか?性交渉も、感じなくなるのでしょうか?
大体平均で何歳で閉経になりますか?教えてください

Aベストアンサー

> 大体平均で何歳で閉経になりますか?

9割くらいの方が
45才から55才の間に 閉経を迎え
そして56才でほぼ全員が閉経します。

このように日本人の平均閉経年齢は50才前後で、
45才から56才での閉経であれば正常範囲内だとされています。
http://korekarayo.seesaa.net/category/5539565-1.html
----

> 女性は閉経になると妊娠できなくなりますか?

月経がない状態が少なくとも6カ月間続けば、閉経したと考えます。
なお、妊娠を望まない場合は
最終月経の後も1年間は避妊を行うべきです。

http://merckmanual.jp/mmhe2j/sec22/ch243/ch243a.html


----

> 性交渉も、感じなくなるのでしょうか?

おそらく、
死ぬまで、性感をかんじる能力はあります。

性交渉も,潤滑剤などを用いて、
ゆったりとした愛撫をおこなって、
なおかつ、
本人にやる気があるなら、
死ぬまで、可能でしょう。

Qどうやって偏差値の公式、 偏差値=(得点ー平均点)÷標準偏差×10+5

どうやって偏差値の公式、 偏差値=(得点ー平均点)÷標準偏差×10+50 を導き出したのでしょう? また、どうしてこの公式なのでしょう?
知っている方、教えてください

Aベストアンサー

 入試の合否判定は相対評価でなされるので、入試に合格する目安は、受験者集団の中で本人がどの辺にいるか、ということになります。例えば、模擬試験の平均点が70点だったとして、それだけでは何もわかりません。平均点が60点のときの70点ならば集団の中のやや上位と言えるし、平均点が70点ならばその人は集団の真ん中にいる、といえるわけです。

 次に、平均点が60点ので本人得点が70点だったとき、集団のどの辺にいるか、ということは、他の受験者の点数の散らばり具合にもよります。平均60点で、ほとんどの受験生が55点~65点、という場合なら、70点はかなり上位になります。また、平均60点でも、30点台も90点台もごろごろいるような場合なら、70点といってもそんなに上位になならないでしょう。

 そこで、「標準偏差」という、テストの点の散らばり具合を表す数を使います。
 平均60点で、標準偏差が10点なら、50点~70点の範囲に、受験生の68%がいることになるので、70点の人は上位16%のところにいることがわかります。つまり、平均点から標準偏差だけ離れておれば、上位16%のところにいる、ということです。
 もし標準偏差が5点なら55点~65点の範囲に受験生の68%がおり、50点~70点の範囲には95%の受験生がいることになりますので、このときの70点なら上位3%のところにいることがわかります。つまり、平均点から標準偏差の2倍だけ離れておれば、上位3%のところにいる、ということです。

 このように、平均点からのずれが標準偏差の何倍かがわかれば、本人の集団での位置がわかり、「あなたの得点は,標準偏差の○○倍だけ離れています」ということで、受検などに対する目安がわかります。

 ほんとはこれだけでいいのですが、「平均点からのずれが標準偏差の0.6倍」とかいってもわかりにくいと思ったある中学校の先生が、今使われている「偏差値」という表し方を考えました。
 まず、(得点ー平均点)÷標準偏差 だと小数になるところを10倍しました。(「0.6倍」よりは「6点」のほうがわかりやすい?)
 それから、平均より低い場合にマイナス(平均点より低いと -6点 とか)になるので、マイナスにならないように、全体に50を足した、というものです。

 偏差値が50→平均そのもの→集団の真ん中
 偏差値が60→平均点から標準偏差の分だけ高い→集団の上位16%

などということになります。


>どうやって偏差値の公式、 偏差値=(得点ー平均点)÷標準偏差×10+50 を導き出したのでしょう? >また、どうしてこの公式なのでしょう?

については、上述したように必然的な結果というわけではなく、「適当に」決めたものです。

http://www.stockage2002.com/archives/category/%E5%81%8F%E5%B7%AE%E5%80%A4%E3%81%A3%E3%81%A6%EF%BC%9F

 入試の合否判定は相対評価でなされるので、入試に合格する目安は、受験者集団の中で本人がどの辺にいるか、ということになります。例えば、模擬試験の平均点が70点だったとして、それだけでは何もわかりません。平均点が60点のときの70点ならば集団の中のやや上位と言えるし、平均点が70点ならばその人は集団の真ん中にいる、といえるわけです。

 次に、平均点が60点ので本人得点が70点だったとき、集団のどの辺にいるか、ということは、他の受験者の点数の散らばり具合にもよります。平均60点...続きを読む


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