ぶんさん
分散
Variance
データが平均値からどれくらい離れているかを示す、ばらつきの指標です。値から平均を引いた差の二乗の平均で算出します。値が大きいほどデータの散らばりが大きいことを示す統計上の指標です。
詳しい説明
分散とは、統計学においてデータセットの各値が平均値からどれくらい離れているか、つまりデータのばらつき具合を示す指標です。平均値に近いデータが多いほど分散は小さくなり、平均値から遠く離れたデータが多いほど分散は大きくなります。データの散らばり具合を数値化することで、集団の性質を客観的に評価できます。
仕組みとしては、各データの値から平均値を引いた差(偏差)を二乗し、その二乗した値の平均をとることで算出します。二乗するのは、単純に偏差を合計するとプラスとマイナスで相殺されてゼロになってしまうのを防ぐためです。この分散の平方根をとったものが標準偏差であり、元のデータと同じ単位でばらつきを表せるため、実務では標準偏差も併用されます。
試験では、計算方法やその意味合いが問われます。分散が大きいことはデータのばらつきが大きいことを意味し、分散が小さいことはデータが平均値付近に集中していることを意味します。この解釈を誤らないことが重要です。また、標準偏差との違いや、データ全体が平行移動した際の分散の変化など、統計的な性質に関する出題に注意が必要です。
試験で問われること
ITパスポート試験
- 分散の計算式そのものより、分散の意味(ばらつきの大きさ)を理解する。
- 分散が大きい=データの散らばりが大きい、という解釈を確実に押さえる。
- 標準偏差と分散の関係性(標準偏差の二乗が分散)を理解する。
基本情報技術者試験
- 計算手順に従い、与えられたデータから正確に分散を算出する力をつける。
- データが平均値からどの程度離れているかという概念を、確率統計の問題として扱う。
- 平均値や標準偏差と絡めた総合的な統計解析の問題に慣れておく。
G検定
- 統計学的な定義と、機械学習における意味の両方を理解します。
- バイアスと分散のトレードオフの関係が定番の出題です。
- 過学習との関連性が問われます。