数学と英語の小テストの結果のデータが与えられており、これらのデータから相関係数を小数点第二位まで求める問題です。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の分析
2025/3/29

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おり、これらのデータから相関係数を小数点第二位まで求める問題です。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、以下の式で計算できます。
r=i=1n(xixˉ)(yiyˉ)i=1n(xixˉ)2i=1n(yiyˉ)2r = \frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y})}{\sqrt{\sum_{i=1}^{n}(x_i - \bar{x})^2} \sqrt{\sum_{i=1}^{n}(y_i - \bar{y})^2}}
ここで、xix_i は数学の点数、yiy_i は英語の点数、xˉ\bar{x} は数学の平均点、yˉ\bar{y} は英語の平均点、nn はデータの数(この場合は5)です。
まず、数学と英語の平均点を計算します。
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、各データ点に対して (xixˉ)(yiyˉ)(x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y})(xixˉ)2(x_i - \bar{x})^2(yiyˉ)2(y_i - \bar{y})^2 を計算します。
| | xix_i | yiy_i | xixˉx_i - \bar{x} | yiyˉy_i - \bar{y} | (xixˉ)(yiyˉ)(x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y}) | (xixˉ)2(x_i - \bar{x})^2 | (yiyˉ)2(y_i - \bar{y})^2 |
| --- | ----- | ----- | --------------- | --------------- | --------------------- | ------------------- | ------------------- |
| A | 2 | 3 | -1 | -3 | 3 | 1 | 9 |
| B | 7 | 6 | 4 | 0 | 0 | 16 | 0 |
| C | 4 | 8 | 1 | 2 | 2 | 1 | 4 |
| D | 0 | 7 | -3 | 1 | -3 | 9 | 1 |
| E | 2 | 6 | -1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 合計 | | | | | 2 | 28 | 14 |
i=15(xixˉ)(yiyˉ)=2\sum_{i=1}^{5}(x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y}) = 2
i=15(xixˉ)2=28\sum_{i=1}^{5}(x_i - \bar{x})^2 = 28
i=15(yiyˉ)2=14\sum_{i=1}^{5}(y_i - \bar{y})^2 = 14
これらの値を相関係数の式に代入します。
r=22814=2392=2142=172=2141.414140.101r = \frac{2}{\sqrt{28} \sqrt{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
小数点第二位まで求めると、0.10となります。

3. 最終的な答え

0.10

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