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平均・分散・標準偏差・相関係数を考える

データの分析の問題では,データを変換したときに平均値,分散,標準偏差,さらに相関係数がどのように変わるか問われることがある.このような問題で一つ一つ計算をすると時間を要してしまう.このため,データを変換・追加した場合,値がどう変わるかを知っておけばスムーズに解くことができる.

データを変換した場合

データxをx=ax+bと変換した場合,平均値,分散,標準偏差,さらに相関係数は次のように変化する.

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これらをイメージにすると次のようになる.これをイメージすることができれば,直感的にデータがどのように変化するか求めることだできる.

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ここで注意が必要なのが標準偏差だ.例えば,データを-2倍したとき分散は4倍となるが標準偏差は|-2|倍すなわち2倍となる.

データを追加した場合

n個のデータの平均値と同じ値のデータをひとつ追加したとき,それぞれの値は次のように変化する.

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以上のような場合について証明と合わせてPDFにまとめた.参考にしていただきたい.


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