数学と英語の小テストの結果のデータが与えられています。このデータから相関係数を求め、小数第二位まで表示する必要があります。与えられたデータは以下の通りです。 | | A | B | C | D | E | |-------|---|---|---|---|---| | 数学 | 2 | 7 | 4 | 0 | 2 | | 英語 | 3 | 6 | 8 | 7 | 6 |

確率論・統計学相関係数統計データ分析
2025/3/23

1. 問題の内容

数学と英語の小テストの結果のデータが与えられています。このデータから相関係数を求め、小数第二位まで表示する必要があります。与えられたデータは以下の通りです。
| | A | B | C | D | E |
|-------|---|---|---|---|---|
| 数学 | 2 | 7 | 4 | 0 | 2 |
| 英語 | 3 | 6 | 8 | 7 | 6 |

2. 解き方の手順

相関係数 rr は、以下の式で計算されます。
r=SxySxxSyyr = \frac{S_{xy}}{\sqrt{S_{xx} \cdot S_{yy}}}
ここで、SxyS_{xy}SxxS_{xx}SyyS_{yy} はそれぞれ以下の通りです。
Sxy=i=1n(xixˉ)(yiyˉ)=i=1nxiyinxˉyˉS_{xy} = \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y}) = \sum_{i=1}^{n} x_i y_i - n\bar{x}\bar{y}
Sxx=i=1n(xixˉ)2=i=1nxi2nxˉ2S_{xx} = \sum_{i=1}^{n} (x_i - \bar{x})^2 = \sum_{i=1}^{n} x_i^2 - n\bar{x}^2
Syy=i=1n(yiyˉ)2=i=1nyi2nyˉ2S_{yy} = \sum_{i=1}^{n} (y_i - \bar{y})^2 = \sum_{i=1}^{n} y_i^2 - n\bar{y}^2
ここで、xix_i は数学の点数、yiy_i は英語の点数、nn はデータの数、n=5n = 5 です。xˉ\bar{x}yˉ\bar{y}はそれぞれ数学と英語の点数の平均です。
まず、xˉ\bar{x}yˉ\bar{y}を計算します。
xˉ=2+7+4+0+25=155=3\bar{x} = \frac{2 + 7 + 4 + 0 + 2}{5} = \frac{15}{5} = 3
yˉ=3+6+8+7+65=305=6\bar{y} = \frac{3 + 6 + 8 + 7 + 6}{5} = \frac{30}{5} = 6
次に、SxyS_{xy}SxxS_{xx}SyyS_{yy}を計算します。
i=15xiyi=(23)+(76)+(48)+(07)+(26)=6+42+32+0+12=92\sum_{i=1}^{5} x_i y_i = (2 \cdot 3) + (7 \cdot 6) + (4 \cdot 8) + (0 \cdot 7) + (2 \cdot 6) = 6 + 42 + 32 + 0 + 12 = 92
Sxy=92536=9290=2S_{xy} = 92 - 5 \cdot 3 \cdot 6 = 92 - 90 = 2
i=15xi2=22+72+42+02+22=4+49+16+0+4=73\sum_{i=1}^{5} x_i^2 = 2^2 + 7^2 + 4^2 + 0^2 + 2^2 = 4 + 49 + 16 + 0 + 4 = 73
Sxx=73532=7345=28S_{xx} = 73 - 5 \cdot 3^2 = 73 - 45 = 28
i=15yi2=32+62+82+72+62=9+36+64+49+36=194\sum_{i=1}^{5} y_i^2 = 3^2 + 6^2 + 8^2 + 7^2 + 6^2 = 9 + 36 + 64 + 49 + 36 = 194
Syy=194562=194180=14S_{yy} = 194 - 5 \cdot 6^2 = 194 - 180 = 14
最後に、相関係数 rr を計算します。
r=22814=2392=2142=172=2141.414140.101r = \frac{2}{\sqrt{28 \cdot 14}} = \frac{2}{\sqrt{392}} = \frac{2}{14\sqrt{2}} = \frac{1}{7\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{14} \approx \frac{1.414}{14} \approx 0.101
小数第二位まで求めるので、0.10となります。

3. 最終的な答え

0. 10

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