数学
高校生
解決済み

20個の値からなるデータがあり、そのうちの8個の値の平均値は16、分散は3、残りの12個の値の平均値は11、分散は8である。このデータの分散を求めよ。
という問題の解説お願いします

分散・標準偏差 平均値

回答

✨ ベストアンサー ✨

まず、公式から
平均値=データの総和÷データの大きさ(個数)
分散=偏差の2乗の総和÷データの大きさ(個数)・・・①
もしくは、
分散=(x^2の平均値)-(xの平均値)^2・・・②

今回は②を使う方法しかない
説明のために、前半の8個のデータをデータA、後半の12個のデータをデータBとする。
『20個のデータの分散=(20個のデータの2乗の平均値)-(20個のデータの平均値)^2』
ということは、20個のデータの2乗の平均値と20個のデータの平均値がわかればよい。

まず、20個のデータの平均値を求めてみる
20個のデータの平均値=20個のデータの総和÷20個のデータの大きさ(個数)
           =(データAの総和+データBの総和)÷20
データAの平均値=データAの総和÷データAの大きさ(個数)であるから、
データAの総和=データAの平均値×8=16×8=128
同様に、データBの総和=データBの平均値×12=11×12=132
よって、『20個のデータの平均値=(128+132)÷20=13』

次に、20個のデータの2乗の平均値を求める
20個のデータの2乗の平均値=20個のデータの2乗の和÷20であるから、
20個のデータの2乗の和がわかればよい。
20個のデータの2乗の和=データAの2乗の和+データBの2乗の和、である。
また、データAの2乗の和=データAの個数×データAの2乗の平均値
   (データAの2乗の平均値=データAの2乗の和/データAの個数)
であるから、データAの2乗の和を求めるには、データAの2乗の平均値がわかればよい。

以上をまとめると、
 20個のデータの分散
=(20個のデータの2乗の平均値)-(20個のデータの平均値)^2
=(20個のデータの2乗の平均値)-13^2
=(20個のデータの2乗の和÷20)-13^2
={(データAの2乗の和+データBの2乗の和)÷20}-13^2
={(データAの個数×データAの2乗の平均値+データBの個数×データBの2乗の平均値)÷20}-13^2
={(8×データAの2乗の平均値+12×データBの2乗の平均値)÷20}-13^2

ということに、なるので、後はデータA,Bの2乗の平均値がわかればよい

続く

たこ焼き

データAの分散=(データAの2乗の平均値)-(データAの平均値)^2 
より、データAの2乗の平均値=(データAの平均値)^2+データAの分散
             =16^2+3
             =259

データBの分散=(データBの2乗の平均値)-(データBの平均値)^2 
より、データBの2乗の平均値=(データBの平均値)^2+データBの分散
             =11^2+8
             =129
                  
後は、20個のデータの分散
={(8×データAの2乗の平均値+12×データBの2乗の平均値)÷20}-13^2に当てはめるだけ
20個のデータの分散={(8×259+12×129)÷20}-13^2
         =(2072+3348)÷20-13^2
         =5420÷20-169
         =102

分からなければ質問してください

たこ焼き

すいません。最後で計算ミスしています。

正しくは、
20個のデータの分散
={(8×データAの2乗の平均値+12×データBの2乗の平均値)÷20}-13^2に当てはめるだけ
20個のデータの分散={(8×259+12×129)÷20}-13^2
         =(2072+1548)÷20-13^2
         =3620÷20-169
         =12

理解出来ました!
詳しい説明ありがとうございます

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