Mathematics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

数Bの統計的な推測の話です。
母平均の推定や仮説検定のとき、N(m, σ²)を使うときと、これに加えてN(m, σ²/n)を使うときの違いはなんですか?
また、なぜσ²と書くのですか?
例えば、n=25、σ=2のとき、
N(m, 2²/25)をN(m, 2/5)と書いてはいけないのでしょうか?

統計 仮説検定

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

◆使うときの違い
 N(m, σ²)…母集団の分布
 N(m, σ²/n)…標本平均(大きさn)の分布
具体的な問題があるとよいのですが、、、
母平均の推定では、N(m, σ²)はあまり使用しないと思われますが、絶対ではありません。
「問題設定・内容に従って正しく使用する」ということになります。

◆なぜσ²と書くのですか?
正規分布は、N(平均、分散)と表記するものと決まっています。
また、正規分布の関数を表すときに標準偏差(例えばσ)を係数として使います。
このためN(平均、標準偏差²)とするのが基本表記です。

◆n=25、σ=2のとき、
N(m, 2²/25)をN(m, 2/5)と書いてはいけません
N(m, 4/25)であればOK

回答ありがとうございます。
問題についてですが、画像の1枚目はN(m, σ²/n)を使いますが、2枚目の問題はN(m, σ²)を使っており、
見分け方がよく分かっていません。
また、正規分布の表記の仕方について、
分母を√25と書きたいときは分子を2にしても良いのでしょうか?

GDO

➀ファーストフード、養鶏場の卵の問題は、標本平均の分布(σ/√n)について考えています。
➁不良品、発芽の問題は、母集団の分布について考えています。
ーーーーー
少し見方を変えて説明します
➀:各標本には色々な数値がある(それを平均)
➁:各標本は、1か0(YesかNo)のみである(それを平均 ⇒ 割合=確率)
このような違いです。
========
正規分布の表記(分母を√25と書きたいときは分子を2にしても良い?)
⇒先ほどのn=25、σ=2の記載であればNGです。
2/√25は標準偏差なので、N(m,(2/√25)²)とする記載が正しい。
N(平均,分散)として記載しなければいけません。

なるほど、少し分かってきたような気がします…!
正規分布は大人しくN(m, σ²/n)で考えられるように頑張ります…
回答していただきありがとうございました。

GDO

「➁:各標本は、1か0(YesかNo)のみである(それを平均 ⇒ 割合=確率)」の場合
ただし、σ=√{p(1-p)/n}となってませんか
すでに組み込んでいる(/√n)

GDO

高校数学では幾何分布を学習しないので、σ²とσ²/nと分けてますが、結局のところは同様の計算しています。
せっかくなので詳しく説明すると以下の様になります。

◆重さ・長さ・金額の確率分布Xの場合
・Xₖ~N(m,σ²)…個々の分布
 平均:E(Xₖ)=m、分散:V(Xₖ)=σ²

・X‾=(X₁+…+Xₙ)/n
 平均:E(X‾)=m
 分散:V(X‾)=σ²/n
 X‾~N(m,σ²/n)…標本平均の分布

◆頻度(1・0、Yes・No)の確率分布Xの場合
(1・Yesとなる確率p)
・Xₖ~B(1,p)…幾何分布(二項分布でn=1のとき)
 平均:E(Xₖ)=p、分散:V(Xₖ)=p(1-p) … σ²とおく(★)

・Y=(X₁+…+Xₙ)
 Y~B(n,p)…二項分布
 平均:E(Y)=np、分散:V(Y)=np(1-p)
 正規分布で近似するとN(np,np(1-p))

・X‾=(X₁+…+Xₙ)/n
 平均:E(X‾)=p、分散:V(X‾)=p(1-p)/n
 正規分布で近似するとN(p,p(1-p)/n)
 (★)を用いると、X‾~N(p,σ²/n)…標本平均の分布
  あれ?同じ形!!
ーーーーーーーーーーー
➀のσ²/nと、➁のσ²ではσの扱いが異なっていて、
 ➀のσ²は母集団(個々)の分散
 ➁のσ²は母集団(個々)の分散ではない(標本平均の分散になっている)
となっています。

高校数学では、他にも似たような場合があります(学習しない範囲は公式のような説明になっている)

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