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数学B / 統計的な推測 / 期待値と分散の変換

まず、この問題から。問題文確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。

期待値と分散の変換

統計的な推測で「期待値と分散の変換」が問われ、目的に合う指標を選び、図表・標本から妥当な範囲だけを読む型。 最初の一手は「母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける」。答えを出したら、「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」という間違いがないかを確認します。

見抜き方
統計的な推測で「期待値と分散の変換」が問われ、目的に合う指標を選び、図表・標本から妥当な範囲だけを読む型。
最初の一手
母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける
求めるもの
指標、推定、判断とその限界
典型的な罠
標準偏差と分散、棄却と証明の混同
到達レベル
教科書標準〜入試
記事状態
要点・例題・演習 公開済み
01 / QUICK ANSWER

30秒でわかる答え

母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける

統計的な推測で「期待値と分散の変換」が問われ、目的に合う指標を選び、図表・標本から妥当な範囲だけを読む型。 最初の一手は「母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける」。答えを出したら、「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」という間違いがないかを確認します。

「期待値と分散の変換」または同じ条件が現れる表・グラフ・標本が与えられる複数集団を比較する
02 / WHY?

なぜそうなる?

WHY

期待値と分散の変換では、なぜこの手順から始めるの?

データはまとめると全体像が見える一方、細部の情報は失われます。目的に合う指標とグラフを選び、『言えること』と『言い切れないこと』を分けるのが大切です。

03 / CORE POINTS

ここだけは押さえる4点

  1. 01

    統計的な推測で「期待値と分散の変換」が問われ、目的に合う指標を選び、図表・標本から妥当な範囲だけを読む型。

  2. 02

    最初にすること:母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける。

  3. 03

    目標:指標、推定、判断とその限界まで、根拠をつないで示す。

  4. 04

    見直し:「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」という間違いがないか、元の条件へ戻って確かめる。

04 / WORKED EXAMPLES

考え方がつながる例題3

例題 1 / まず解く

統計的な推測の入口問題

確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。

ヒント・解説を見る

ヒントn=50、p=0.3、1−p=0.7です。

  1. E(X)=50×0.3=15。
  2. V(X)=50×0.3×0.7=10.5。
  3. 標準偏差は√10.5(約3.24)。

答え期待値15、分散10.5、標準偏差√10.5(約3.24)

確かめ分散はnp(1−p)=15×0.7=10.5で、標準偏差の2乗は10.5です。

例題 2 / 定義へ戻る

同じ問題を、定義から考える

【問題文をもう一度】確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。 この問題で使った「期待値と分散の変換」の定義・性質を説明しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント答えの計算ではなく、なぜその手順を使えるかを言葉にします。

  1. 二項分布の試行回数nと成功確率pを読む。
  2. 期待値npと分散np(1−p)を使う。
  3. 分散の正の平方根を標準偏差にする。

答えX∼B(n,p)なら、E(X)=np、V(X)=np(1−p)、標準偏差は√V(X)です。

確かめ定義と最初の一手「母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける」がつながっているか確認します。

例題 3 / 検算する

問題文の条件へ答えを戻す

【問題文をもう一度】確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。 得た答えが、問題文のすべての条件を満たすことを確かめなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」が起きていないか、元の数・式・図へ戻します。

  1. 母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける
  2. V(X)=50×0.3×0.7=10.5。
  3. 標準偏差は√10.5(約3.24)。
  4. 答えを問題文の条件へ戻す

答え期待値15、分散10.5、標準偏差√10.5(約3.24)

確かめ分散はnp(1−p)=15×0.7=10.5で、標準偏差の2乗は10.5です。

05 / PRACTICE

基礎→標準→発展の3段階演習

Q1基礎

【問題文】確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。

答えと解説
期待値15、分散10.5、標準偏差√10.5(約3.24)

n=50、p=0.3、1−p=0.7です。 分散はnp(1−p)=15×0.7=10.5で、標準偏差の2乗は10.5です。

Q2標準

【同じ問題を説明する】確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。 計算前の判断を三つ、順番に書きなさい。

答えと解説
二項分布の試行回数nと成功確率pを読む。 → 期待値npと分散np(1−p)を使う。 → 分散の正の平方根を標準偏差にする。

X∼B(n,p)なら、E(X)=np、V(X)=np(1−p)、標準偏差は√V(X)です。

Q3発展

【同じ問題を検算する】確率変数Xが二項分布B(50, 0.3)に従うとき、Xの期待値、分散、標準偏差を求めなさい。 「期待値と分散の変換」の定義と問題文の条件を使って、答えが正しい理由を説明しなさい。

答えと解説
期待値15、分散10.5、標準偏差√10.5(約3.24)。分散はnp(1−p)=15×0.7=10.5で、標準偏差の2乗は10.5です。

「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」を避け、答えを元の条件へ戻すところまでが解答です。

06 / ERROR CLINIC

間違いを、理由から直す

標準偏差と分散、棄却と証明の混同

答えだけを消してやり直すのではなく、最初の一手「母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける」へ戻ります。条件を図・表・式へ書き直し、どの行で条件が失われたかを特定してください。

見直しの合言葉

入力の条件、途中の根拠、出力「指標、推定、判断とその限界」の三つがつながっているかを確認します。

07 / QUESTIONS

よくある「なぜ?」

期待値と分散の変換は何を覚えればよい?

答えの形だけでなく、「母集団・標本・確率変数・求める判断を分ける」という最初の判断と、その理由をセットで覚えます。

途中で分からなくなったら、どこへ戻る?

問題文の条件と、求めるものを分けて書きます。その後「「期待値と分散の変換」または同じ条件が現れる」があるかを確認してください。

できたかどうかは、どう判断する?

初見の類題で初手を自分で選び、「標準偏差と分散、棄却と証明の混同」を避けて理由まで説明できれば合格です。