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A.Asano,KansaiUniv.
2019年度春学期 統計学
浅野 晃
関西大学総合情報学部
分布の平均を推測する ― 区間推定
第12回
A.Asano,KansaiUniv.
A.Asano,KansaiUniv.
ちょっと前回までの復習🤔🤔
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
「統計的推測」とは
3
日本男性全員の身長を調べられるか?
データの一部を調べて
度数分布を推測する
いや,せめて平均や分散を推測する
調べたい集団の,データ全体を調べられ
るか?
統計的推測
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
母平均の推定
4
標本として数値を
いくつか取り出して,
それらの平均
母平均が知りたい
母集団
(日本男性全体)
母平均μ
が,日本男性全員は調べられない
[標本平均]
標本平均は母平均に
近い値になるか?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
母平均の推定
5
母集団
母平均μ
母分散σ2
X1 X2 … Xn
サイズnの標本1セット 標本平均
X1 X2 … Xn
X1 X2 … Xn
母集団と同じ
期待値μ
…
分散σ2
極端な値はあまりないので
分散が小さくなる
期待値μ
分散 σ2/n
…
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
母平均の推定
6
いま1回だけ計算した標本平均も,
おそらく,ほぼ母平均に近い値だろう
どのくらい近い?
どのくらいの確率で?
はずれる確率は?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布モデル
7
世の中には,[正規分布モデル]で表せる
ような母集団分布がたくさんある
長さの測定値の分布
センター試験の成績の分布 …
[中心極限定理]
母集団のばらつきの原因が
無数の独立な原因の和のとき,
母集団分布は概ね正規分布になる
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の性質1
8
確率変数XがN(μ,σ2 )にしたがう とき
(X–μ)/σ は N(0, 1 )にしたがう
「標準得点」と同じ
変換しても,
やはり正規分布になる
N(0,1)を[標準正規分布]という
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の性質2
9
母集団
母平均μ
母分散σ2
X1 X2 … Xn
サイズnの標本1セット 標本平均
X1 X2 … Xn
X1 X2 … Xn
母集団と同じ
期待値μ
…
分散σ2
期待値μ
分散 σ2/n
正規分布なら こちらも
正規分布になる
N(μ,σ2/n)
N(μ,σ2)
…
X
X
X
A.Asano,KansaiUniv.
A.Asano,KansaiUniv.
区間推定
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定
11
母平均を推測する。その答え方が,
母平均は,50 から 60 の間にあると
推測する。
この推測が当たっている確率は
95%である。
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
←(数直線)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
ばらつい
ている
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
★
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
ばらつい
ている
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
★
母平均(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
ばらつい
ている
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
★
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
12
標本として数値をひとつだけ抽出
ばらつい
ている
★
←(数直線)
仮に,何度も抽出したとすると
★
★
★
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本の期待値
=母平均
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
X
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
X
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本平均の
期待値
=母平均
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本平均の
期待値
=母平均
X
X
X
X
数値1個
のときより
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本平均の
期待値
=母平均
X
X
X
X
★
★
★
★
数値1個
のときより
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
ばらつきが
小さくなる
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本平均の
期待値
=母平均
X
X
X
X
★
★
★
★
数値1個
のときより
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
13
数値をいくつか抽出して標本平均
ばらつきが
小さくなる
仮に,何度も抽出したとすると
母平均(実際にはわからない)
のまわりにばらついている
標本平均の
期待値
=母平均
標本平均の
分散
=母分散÷
標本サイズ
X
X
X
X
★
★
★
★
数値1個
のときより
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
母平均
X
X
X
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
母平均
X
X
X
X
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含む
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含む
含む
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含む
含む
含まない
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含む
含む
含まない
含む
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
どの回の区間が
母平均を含むか・
含まないかは
わからないが
X
X
X
X
含む
含む
含まない
含む
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
どの回の区間が
母平均を含むか・
含まないかは
わからないが
X
X
X
X
含む
含む
含まない
含む
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
どの回の区間が
母平均を含むか・
含まないかは
わからないが
X
X
X
X
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
14
標本平均の左右に区間をつける
区間は母平均を
母平均
どの回の区間が
母平均を含むか・
含まないかは
わからないが
確率95%で
母平均を含むように
区間を設定できる
X
X
X
X
(実際にはわからない)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
15
区間は
母平均を
母平均
確率95%で母平均を含むように
区間を設定できる
X
X
X
X
含む
含む
含まない
含む
(実際にはわからない)
標本平均のばらつきは
小さくなっているので
区間の幅は
そこそこ狭くてよい
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X 含む
X
X
X
含む
含ま
ない
含む
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X 含む
X
X
X
含む
含ま
ない
含む
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X 含む
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X 含む
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
その区間が,母平均を
含むかどうかは
実際にはわからない
2019年度春学期 統計学
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34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X
(実際にはわからない)
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
その区間が,母平均を
含むかどうかは
実際にはわからない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定の考え方
16
区間は母平均を
母平均
X
(実際にはわからない)
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
その区間が,母平均を
含むかどうかは
実際にはわからない
しかし,確率95%で
母平均を含むように計
算した区間だから,そ
の1回も含むと信じる
2019年度春学期 統計学
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34 –
信頼区間
17
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
(実際にはわからない)
95%という大きな確率
で母平均を含むように
設定した区間だから,
その1回でも含むと
信じる
2019年度春学期 統計学
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34 –
信頼区間
17
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
(実際にはわからない)
95%という大きな確率
で母平均を含むように
設定した区間だから,
その1回でも含むと
信じる
母平均の
[信頼係数]95%の
[信頼区間] という
([95%信頼区間])
2019年度春学期 統計学
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34 –
「信頼」ということば
18
2019年度春学期 統計学
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34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
2019年度春学期 統計学
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34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
いまから,来年おきることを
予言します。「来年は、…」
2019年度春学期 統計学
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34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
いまから,来年おきることを
予言します。「来年は、…」
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
いまから,来年おきることを
予言します。「来年は、…」
このひとつの予言が正しいかどうかは
わからない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
いまから,来年おきることを
予言します。「来年は、…」
このひとつの予言が正しいかどうかは
わからない
しかし,十分多くの予言をすれば95%は
当たるのだから,この予言も
信じる価値はある
2019年度春学期 統計学
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34 –
「信頼」ということば
18
私は,予言者です。
私の予言は,確率95%で当たります💡💡
いまから,来年おきることを
予言します。「来年は、…」
このひとつの予言が正しいかどうかは
わからない
しかし,十分多くの予言をすれば95%は
当たるのだから,この予言も
信じる価値はある
これが「信頼」
2019年度春学期 統計学
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34 –
台風情報と信頼区間
19
台風🌪🌪が到達する
可能性がもっとも
高いところ
(点推定)
台風が到達する確率が
70%であるような円
=区間推定
×
×
1日9時
1日21時
台
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正規分布の場合の
信頼区間の計算
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
21
テキストの例題
ある試験の点数の分布は正規分布であるとします。
この試験の受験者から,10人からなる標本を無作為
抽出して,この人たちの点数を平均したところ50点
でした。
この試験の受験者全体の標準偏差が5点であるとわ
かっているとき,受験者全体の平均点の95%信頼区
間を求めてください。
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題
母集団
(受験者全体)
母平均μ
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題 標本X1, ... Xnをとりだす
サイズn
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題 標本X1, ... Xnをとりだす
サイズn
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
標本平均 X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題 標本X1, ... Xnをとりだす
サイズn
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
正規分布
と仮定する
標本平均 X
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題 標本X1, ... Xnをとりだす
サイズn
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
正規分布
と仮定する
母分散σ2がわかっているものとする
標本平均 X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
22
例題 標本X1, ... Xnをとりだす
サイズn
母集団
(受験者全体)
母平均μ 母平均μの95%信頼区間が
知りたい
正規分布
と仮定する
母分散σ2がわかっているものとする
(説明の都合です)
標本平均 X
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう
2019年度春学期 統計学
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34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたが
うが,分散が1/nになる
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたが
うが,分散が1/nになる
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたが
うが,分散が1/nになる
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたが
うが,分散が1/nになる [性質2]
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
23
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布に
したがう 正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたが
うが,分散が1/nになる
正規分布N(μ, σ2/n)
[性質2]
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
24
考え方
標本は,母集団分布と同じ確率分布にしたがう
正規分布N(μ, σ2)
標本平均は,やはり正規分布にしたがうが,分散
が1/nになる 正規分布N(μ, σ2/n) [性質2]
正規分布の[性質1]により
X
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
N(0, 1)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
z
f(z)
0 u–u
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
面積=95%
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
25
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
面積=95%
境界の値はいくら?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
z
f(z)
0
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
z
f(z)
0
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
z
f(z)
0
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
z
f(z)
0
面積=2.5%
(左右で5%)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
26
z
f(z)
0 u–u
面積=95%
z
f(z)
0
面積=2.5%
(左右で5%)
境界の値は?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.0 0.50000 0.49601 0.49202 0.48803 0.48405 0.48006 0.47608 0.47210 0.46812 0.46414
0.1 0.46017 0.45620 0.45224 0.44828 0.44433 0.44038 0.43644 0.43251 0.42858 0.42465
1.8 0.035930 0.035148 0.034380 0.033625 0.032884 0.032157 0.031443 0.030742 0.030054 0.029379
1.9 0.028717 0.028067 0.027429 0.026803 0.026190 0.025588 0.024998 0.024419 0.023852 0.023295
…
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.0 0.50000 0.49601 0.49202 0.48803 0.48405 0.48006 0.47608 0.47210 0.46812 0.46414
0.1 0.46017 0.45620 0.45224 0.44828 0.44433 0.44038 0.43644 0.43251 0.42858 0.42465
1.8 0.035930 0.035148 0.034380 0.033625 0.032884 0.032157 0.031443 0.030742 0.030054 0.029379
1.9 0.028717 0.028067 0.027429 0.026803 0.026190 0.025588 0.024998 0.024419 0.023852 0.023295
…
1.9
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.0 0.50000 0.49601 0.49202 0.48803 0.48405 0.48006 0.47608 0.47210 0.46812 0.46414
0.1 0.46017 0.45620 0.45224 0.44828 0.44433 0.44038 0.43644 0.43251 0.42858 0.42465
1.8 0.035930 0.035148 0.034380 0.033625 0.032884 0.032157 0.031443 0.030742 0.030054 0.029379
1.9 0.028717 0.028067 0.027429 0.026803 0.026190 0.025588 0.024998 0.024419 0.023852 0.023295
…
1.9
0.06
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.0 0.50000 0.49601 0.49202 0.48803 0.48405 0.48006 0.47608 0.47210 0.46812 0.46414
0.1 0.46017 0.45620 0.45224 0.44828 0.44433 0.44038 0.43644 0.43251 0.42858 0.42465
1.8 0.035930 0.035148 0.034380 0.033625 0.032884 0.032157 0.031443 0.030742 0.030054 0.029379
1.9 0.028717 0.028067 0.027429 0.026803 0.026190 0.025588 0.024998 0.024419 0.023852 0.023295
…
1.9
0.06
0.024998
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
27
z
f(z)
0
面積=2.5%
うまいぐあいに,正規分布表で
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0.0 0.50000 0.49601 0.49202 0.48803 0.48405 0.48006 0.47608 0.47210 0.46812 0.46414
0.1 0.46017 0.45620 0.45224 0.44828 0.44433 0.44038 0.43644 0.43251 0.42858 0.42465
1.8 0.035930 0.035148 0.034380 0.033625 0.032884 0.032157 0.031443 0.030742 0.030054 0.029379
1.9 0.028717 0.028067 0.027429 0.026803 0.026190 0.025588 0.024998 0.024419 0.023852 0.023295
…
1.9
0.06
0.024998
境界の値は「1.96」
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
28
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
面積=95%
境界の値は
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
28
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
面積=95%
境界の値は1.96
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
28
この区間に入っている確率=95%とすると
Z =
¯X − µ
σ2/n
は標準正規分布にしたがう
標準正規分布の確率密度関数
z
f(z)
0 u–u
Z =
¯X − µ
σ2/n が
面積=95%
境界の値は1.96–1.96
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
29
Z =
¯X − µ
σ2/n が –1.96と1.96の間に入っ
ている確率が95%
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
29
式で書くと
Z =
¯X − µ
σ2/n が –1.96と1.96の間に入っ
ている確率が95%
P(−1.96
¯X − µ
σ2/n
1.96) = 0.95
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
29
式で書くと
Z =
¯X − µ
σ2/n が –1.96と1.96の間に入っ
ている確率が95%
P(−1.96
¯X − µ
σ2/n
1.96) = 0.95
μの式に直すと
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
29
式で書くと
Z =
¯X − µ
σ2/n が –1.96と1.96の間に入っ
ている確率が95%
P(−1.96
¯X − µ
σ2/n
1.96) = 0.95
μの式に直すと
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
標本平均=50
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
標本平均=50 母分散=25
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
標本平均=50 母分散=25 標本サイズ=10
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
計算すると,例題の答は
「46.9以上53.1以下」
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
標本平均=50 母分散=25 標本サイズ=10
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
正規分布の場合の区間推定
30
μの95%
信頼区間の
下限
計算すると,例題の答は
「46.9以上53.1以下」
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
μの95%
信頼区間の
上限
例題では
標本平均=50 母分散=25 標本サイズ=10
 [46.9, 53.1]
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
これを
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
これを
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
これを
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
これを
だめです$
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
31
μの95%信頼区間の下限
計算すると,例題の答は [46.9, 53.1]
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
μの95%信頼区間の上限
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
これを
だめです$ なぜ?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの? だめ。
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
確率の式なのに,()内にランダムなものが
入っていないから
だめ。
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
確率の式なのに,()内にランダムなものが
入っていないから
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
だめ。
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
確率の式なのに,()内にランダムなものが
入っていないから
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
こう書いたとき,
だめ。
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
確率の式なのに,()内にランダムなものが
入っていないから
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
こう書いたとき,
だめ。
μ(母平均)はランダムではない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
信頼区間の答え方
32
P(46.9 µ 53.1) = 0.95
と書いてはいけないの?
確率の式なのに,()内にランダムなものが
入っていないから
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
こう書いたとき,
だめ。
μ(母平均)はランダムではない
ランダムなのは X(標本平均)
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
これを思いだしてください
33
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
46.9 53.1
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
これを思いだしてください
33
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
これを思いだしてください
33
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
(実際にはわからない)
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
その区間が,母平均を
含むかどうかは
実際にはわからない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
これを思いだしてください
33
区間は母平均を
母平均
X
X
X
X
含むだろう
含む
含ま
ない
含む
(実際にはわからない)
実際には,
標本平均と区間は
1度しか計算しない
その区間が,母平均を
含むかどうかは
実際にはわからない
しかし,確率95%で
母平均を含むように計
算した区間だから,そ
の1回も含むと信じる
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定についての注意
34
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
1.母集団の大きさは関係ない
2.「95%」を選ぶ根拠はない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定についての注意
34
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
1.母集団の大きさは関係ない
復元抽出なら,母集団分布は
標本抽出によって変化しない
2.「95%」を選ぶ根拠はない
2019年度春学期 統計学
A.Asano,KansaiUniv.
34 –
区間推定についての注意
34
P( ¯X − 1.96 σ2/n µ ¯X + 1.96 σ2/n) = 0.95
 
1.母集団の大きさは関係ない
復元抽出なら,母集団分布は
標本抽出によって変化しない
2.「95%」を選ぶ根拠はない
「確率5%なら,推測がはずれ
て失敗しても,まあいいか」と
思っているだけ
A.Asano,KansaiUniv.
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