400枚のコインを同時に投げたときに出る表の枚数をデータ集計したとき、平均と標準偏差を求め、それを用いて表の枚数の95%予測区間を求める問題です。最終的な答えは整数で求めます。

確率論・統計学二項分布正規分布平均標準偏差予測区間
2025/8/6

1. 問題の内容

400枚のコインを同時に投げたときに出る表の枚数をデータ集計したとき、平均と標準偏差を求め、それを用いて表の枚数の95%予測区間を求める問題です。最終的な答えは整数で求めます。

2. 解き方の手順

コインを投げる試行はベルヌーイ試行であり、400枚のコインを投げる試行は二項分布に従います。コインの表が出る確率を pp とすると、p=0.5p = 0.5 です。
平均 μ\mu と標準偏差 σ\sigma は以下の式で求められます。
μ=np\mu = np
σ=np(1p)\sigma = \sqrt{np(1-p)}
ここで、n=400n = 400p=0.5p = 0.5 なので、
μ=400×0.5=200\mu = 400 \times 0.5 = 200
σ=400×0.5×0.5=100=10\sigma = \sqrt{400 \times 0.5 \times 0.5} = \sqrt{100} = 10
したがって、この試行は平均200、標準偏差10の正規分布に従うと近似できます。
95%予測区間は、正規分布において平均値から標準偏差の約1.96倍の範囲です。したがって、
下限: μ1.96σ=2001.96×10=20019.6=180.4\mu - 1.96\sigma = 200 - 1.96 \times 10 = 200 - 19.6 = 180.4
上限: μ+1.96σ=200+1.96×10=200+19.6=219.6\mu + 1.96\sigma = 200 + 1.96 \times 10 = 200 + 19.6 = 219.6
小数第1位を四捨五入して整数で答えるので、
下限: 180
上限: 220

3. 最終的な答え

平均200、標準偏差10の正規分布。
95%予測区間は[180, 220]。

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