与えられたデータは、合格点(X)と遅刻回数(Y)のペアです。これらのデータから、相関係数 $r_{xy}$ を計算することが求められています。 相関係数は、2つの変数間の線形関係の強さと方向を示す指標です。

確率論・統計学相関係数統計データの分析
2025/7/1
以下に、画像に示された問題の解き方と解答を説明します。

1. 問題の内容

与えられたデータは、合格点(X)と遅刻回数(Y)のペアです。これらのデータから、相関係数 rxyr_{xy} を計算することが求められています。 相関係数は、2つの変数間の線形関係の強さと方向を示す指標です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた表を完成させる必要があります。表は、XiXˉX_i - \bar{X}, YiYˉY_i - \bar{Y}, (XiXˉ)2(X_i - \bar{X})^2, (YiYˉ)2(Y_i - \bar{Y})^2, (XiXˉ)(YiYˉ)(X_i - \bar{X})(Y_i - \bar{Y}) の値を計算し、それらを用いて SxxS_{xx}, SyyS_{yy}, SxyS_{xy} を計算することを示唆しています。
まず、平均値 Xˉ\bar{X}Yˉ\bar{Y} を計算します。
Xˉ=Xin=131210=131.2\bar{X} = \frac{\sum X_i}{n} = \frac{1312}{10} = 131.2
Yˉ=Yin=11410=11.4\bar{Y} = \frac{\sum Y_i}{n} = \frac{114}{10} = 11.4
次に、各データ点に対して XiXˉX_i - \bar{X}YiYˉY_i - \bar{Y} を計算します(これは既に表に一部記載されています)。
XiXˉX_i - \bar{X}の列は与えられています。
YiYˉY_i - \bar{Y}は以下の通りです:
27 - 11.4 = 15.6
2 - 11.4 = -9.4
14 - 11.4 = 2.6
5 - 11.4 = -6.4
32 - 11.4 = 20.6
8 - 11.4 = -3.4
1 - 11.4 = -10.4
25 - 11.4 = 13.6
0 - 11.4 = -11.4
0 - 11.4 = -11.4
その後、各データ点に対して (XiXˉ)2(X_i - \bar{X})^2, (YiYˉ)2(Y_i - \bar{Y})^2, (XiXˉ)(YiYˉ)(X_i - \bar{X})(Y_i - \bar{Y}) を計算します。表に記載されているXiXˉX_i - \bar{X}の値が誤っているため、正しく計算し直します。
| X | Y | XiXˉX_i - \bar{X} | YiYˉY_i - \bar{Y} | (XiXˉ)2(X_i - \bar{X})^2 | (YiYˉ)2(Y_i - \bar{Y})^2 | (XiXˉ)(YiYˉ)(X_i - \bar{X})(Y_i - \bar{Y}) |
|------|------|-----------------|-----------------|-----------------------|-----------------------|-------------------------------------|
| 104 | 27 | -27.2 | 15.6 | 739.84 | 243.36 | -424.32 |
| 159 | 2 | 27.8 | -9.4 | 772.84 | 88.36 | -261.32 |
| 118 | 14 | -13.2 | 2.6 | 174.24 | 6.76 | -34.32 |
| 134 | 5 | 2.8 | -6.4 | 7.84 | 40.96 | -17.92 |
| 60 | 32 | -71.2 | 20.6 | 5069.44 | 424.36 | -1466.72 |
| 151 | 8 | 19.8 | -3.4 | 392.04 | 11.56 | -67.32 |
| 180 | 1 | 48.8 | -10.4 | 2381.44 | 108.16 | -507.52 |
| 91 | 25 | -40.2 | 13.6 | 1616.04 | 184.96 | -546.72 |
| 168 | 0 | 36.8 | -11.4 | 1354.24 | 129.96 | -419.52 |
| 147 | 0 | 15.8 | -11.4 | 249.64 | 129.96 | -180.12 |
| 合計 | | 0 | 0 | 12757.6 | 1368.4 | -3925.52 |
Sxx=(XiXˉ)2=12757.6S_{xx} = \sum (X_i - \bar{X})^2 = 12757.6
Syy=(YiYˉ)2=1368.4S_{yy} = \sum (Y_i - \bar{Y})^2 = 1368.4
Sxy=(XiXˉ)(YiYˉ)=3925.52S_{xy} = \sum (X_i - \bar{X})(Y_i - \bar{Y}) = -3925.52
最後に、相関係数 rxyr_{xy} を計算します。
rxy=SxySxxSyy=3925.5212757.6×1368.4=3925.5217457979.84=3925.524178.270.9395r_{xy} = \frac{S_{xy}}{\sqrt{S_{xx}S_{yy}}} = \frac{-3925.52}{\sqrt{12757.6 \times 1368.4}} = \frac{-3925.52}{\sqrt{17457979.84}} = \frac{-3925.52}{4178.27} \approx -0.9395

3. 最終的な答え

相関係数 rxyr_{xy} は約-0.9395です。
rxy0.9395r_{xy} \approx -0.9395

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