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問題解答 ウォーミングアップ 第 1 章 社会を数字で捉える ① (ⅰ) 1920
数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 問題解答 ウォーミングアップ 第 1 章 社 会 を数 字 で捉 える ① ( ⅰ) 1 9 2 0 、( ⅱ) 1 0 、 ( ⅲ) 1 、( ⅳ) 0 、( ⅴ) 5 ② (ⅰ) 順 序 づけ不 可 能 な離 散 変 数 、(ⅱ) 連 続 変 数 、(ⅲ) 順 序 づけ可 能 な離 散 変 数 、 ( ⅳ) 順 序 づ け 可 能 な 離 散 変 数 、( ⅴ) 順 序 づ け 不 可 能 な 離 散 変 数 、( ⅵ ) 連 続 変 数 ③ 省略 ④ 省略 第 2 章 可 能 性 で考 える ① ( ⅰ) X =4 で あ る 確 率 は 0 .2 4 で ある 。 ( ⅱ) 試 験 の 点 数 が 3 0 点 以 下 で ある 確 率 は 0 .0 1 7 で ある 。 ( ⅲ) I が a 以 上 b 以 下 で ある 確 率 は 0 .6 7 で ある 。 ( ⅳ) 在 職 期 間 が 1 年 以 上 3 年 未 満 の 確 率 ( ⅴ) P( 在 学 年 数 <1 年 )=0 .2 3 ( ⅵ) 1 - P ( ⅶ) P( 仮 説 が 間 違 い で ある ) =0 .0 2 ② 離 散 変 数 の場 合 :縦 軸 は確 率 横 軸 は確 率 変 数 の値 。 連 続 変 数 の場 合 :縦 軸 は確 率 密 度 横 軸 は確 率 変 数 の値 。 ③ ( ⅰ) ◯「 表 」 , ◯「 表 」 ( ⅱ) 2 回 連 続 で 投 げ て 1 回 だけ「 表 」 が 出 る パ タ ーン は ◯「 表 」 ●「 裏 」 ●「 裏 」 ◯「 表 」 の 二 通 り あ る。 だ から 1 回 だけ「 表 」 が 出 る 確 率 は 1 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 第 Ⅰ部 記 述 統 計 第 3 章 ば ら ば ら の デ ータ を 図 表 に ま と め る ① ( ⅰ) 観 測 値 、( ⅱ) 度 数 分 布 、( ⅲ) 度 数 分 布 表 、( ⅳ ) 横 軸 、( ⅴ) 縦 軸 、 ( ⅵ) ヒ ス ト グラ ム ( 度 数 分 布 図 ) 、( ⅶ) 度 数 分 布 多 角 形 ② 度数分布表完成 絶対度数 家族 相対度数 百分率 446 0 .5 0 5 5 0 .5 % 27 0 .0 3 1 3 .1 % 178 0 .2 0 1 2 0 .1 % 職場関係 51 0 .0 5 8 5 .8 % その他 71 0 .0 8 0 8 .0 % 103 0 .1 1 7 1 1 .7 % 0 .0 0 9 0 .9 % 1 .0 0 1 1 0 0 .1 % その他 の親 族 知 人 ・友 人 面 識 なし 法 人 ・団 体 ・被 害 者 8 なし 合計 884 * 構 成 割 合 は 四 捨 五 入 を し て い るた め、 そ の 合 計 は 1 0 0 に な らな い。 ③ ( ⅰ) 度 数 分 布 表 完 成 図 階級番号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 階級 200万円以上220万円未満 220万円以上240万円未満 240万円以上260万円未満 260万円以上280万円未満 280万円以上300万円未満 300万円以上320万円未満 320万円以上340万円未満 340万円以上360万円未満 360万円以上380万円未満 380万円以上400万円未満 400万円以上420万円未満 420万円以上440万円未満 - 階級値 絶対度数 相対度数 百分率 210万円 2 0.043 4.3% 230万円 9 0.191 19.1% 250万円 10 0.213 21.3% 270万円 13 0.277 27.7% 290万円 9 0.191 19.1% 310万円 2 0.043 4.3% 330万円 1 0.021 2.1% 350万円 0 0 0.0% 370万円 0 0 0.0% 390万円 0 0 0.0% 410万円 0 0 0.0% 430万円 1 0.021 2.1% - 47 1.000 100% ヒス ト グラ ム 完 成 図 4 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅱ) 260 万 円 以 上 280 万 円 未 満 の階 級 が一 番 多 いことが見 て取 れる。次 に多 い階 級 は 2 6 0 万 円 以 上 2 8 0 万 円 未 満 の 階 級 の 前 後 と なっ てい る。 この 分 布 を みる と ほ と ん どの 都 道 府 県 の1 人 当 たり 県 民 所 得 は 2 2 0 万 円 以 上 3 0 0 万 円 未 満 の 間 に あ るこ と がわ か る 。 ま た 、1 つ だ け 4 2 0 万 円 以 上 4 4 0 万 円 未 満 の 階 級 にあ り 、 他 の 都 道 府 県 と 比 べて ま っ た く 異 なる 特 徴 をも っ てい るこ とが 推 測 さ れる 。 ④ ( ⅰ) 度 数 分 布 表 完 成 図 階級番号 1 2 3 4 5 6 7 8 合計 階級 15万円以上16万円未満 16万円以上17万円未満 17万円以上18万円未満 18万円以上19万円未満 19万円以上20万円未満 20万円以上21万円未満 21万円以上22万円未満 22万円以上23万円未満 - 階級値 絶対度数 相対度数 百分率 累積度数 累積相対度数 累積百分率 15万5千円 1 0.040 4.0% 1 0.04 4.0% 16万5千円 1 0.040 4.0% 2 0.08 8.0% 17万5千円 2 0.080 8.0% 4 0.16 16.0% 18万5千円 4 0.160 16.0% 8 0.32 32.0% 19万5千円 6 0.240 24.0% 14 0.56 56.0% 20万5千円 8 0.320 32.0% 22 0.88 88.0% 21万5千円 2 0.080 8.0% 24 0.96 96.0% 22万5千円 1 0.040 4.0% 25 1 100.0% - 25 1.000 100% - - - ( ⅱ) ヒ ス ト グラ ム ・ 度 数 分 布 多 角 形 完 成 図 5 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅲ) 類 積 相 対 度 数 分 布 表 完 成 図 ( ⅳ) この 問 題 の グラ フ と 本 文 中 のグ ラ フ を 比 較 する と 、 従 業 員 1 0 0 人 ~9 9 9 人 規 模 の 企 業 ( こ の 問 題 の グ ラ フ) で は 、 従 業 員 1 0 0 0 人 以 上 規 模 の 企 業 ( 本 文 中 の グ ラ フ ) に 比 べ て 、 相 対 的 に初 任 給 の低 い人 が多 い。つまり企 業 規 模 が大 きいほど、初 任 給 が高 いということが わ かる 。 第 4 章 分 布 の特 性 を数 字 でつかむ ① メデ ィ アン も モー ドも 2 7 0 万 円 で 、 平 均 値 ( 2 8 7 .7 万 円 ) よ りも 低 い 。 「 所 得 」 の 平 均 値 は 分 布 がゆがんでいるため、平 均 以 下 の割 合 が半 分 よりも大 きくなる 。さらにこの場 合 、「はず れ値 ( 東 京 の 4 3 0 .6 万 円 ) 」 によ っ て 平 均 値 が 引 き 上 げら れて いる 。 メ デ ィア 等 で は「 平 均 」 だけしか報 道 しないことが多 いため、実 感 とのズレを感 じる人 も少 なくない。メディアンやモ ード を 知 れ ば、 そ の ズレ の 意 味 を 知 るこ と が でき る。 6 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ② メデ ィ アン 3 1 歳 、 モ ード 2 3 歳 ・ 2 8 歳 ・ 3 1 歳 ・ 3 9 歳 、 平 均 3 2 .3 歳 ③ A 病院 B 病院 メデ ィ アン 5 16 モ ード 1 12 平 均 6 .6 1 7 .1 レン ジ 2 5 .5 18 分 散 6 9 .0 3 4 .1 標準偏差 8 .3 5 .8 A 病 院 の 患 者 より も B 病 院 の 患 者 の 方 がメ デ ィ アン・ モー ド・ 平 均 罹 病 期 間 が 長 い が 、 分 散 ・ 標 準 偏 差 は 小 さ い 。 つ まり 、 A 病 院 の 患 者 の 罹 病 期 間 は ばら つ いて い るが 、 B 病 院 の 患 者 の 多 く は 、 病 気 が 長 期 化 し て いるこ と が 読 み と れる 。 ④ 初 婚 年 齢 と 同 様 、こ の 5 0 年 間 に 女 性 の 再 婚 年 齢 の 上 昇 と、 再 婚 年 齢 の ばら つきの 増 大 が 見 られ る。 参 考 とし て 、 【 図 表 4 - 8 】 に 実 際 の 男 女 の 再 婚 年 齢 の 特 性 を 示 し てお こう 。 7 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 第 5 章 ふたつの離 散 変 数 を同 時 に扱 う ① ② 「生 死 は本 人 の判 断 」という考 え方 をする人 の割 合 は、若 い人 が高 く、高 齢 の人 は低 いこ とが わ か る 。 ③ →1 行 4 列 目 (3 4 .7 % ) 、2 行 5 列 目 ( 3 3 .2 % ) に まる めて い ま す 。 「ひきこもり」的 生 活 開 始 時 の属 性 は、男 性 の場 合 、大 学 生 が最 も多 く、高 校 生 が次 に多 いも のの 、 女 性 は 、 社 会 人 が 最 も 多 いこ と がわ か る 。 8 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ④ 国 際 比 較 をしてみると、日 本 において管 理 的 職 業 従 事 者 数 の女 性 割 合 がひじょうに少 な い 状 況 が 確 認 で きる 。 欧 米 諸 国 が 3 〜4 割 、タイ が 2 割 強 に 対 し て 、 日 本 と 韓 国 は 1 割 に と ど まっ て いる 。 第 6 章 関 連 の強 さをどう測 る? ① ( ⅰ) 統 計 的 独 立 、( ⅱ) 相 関 、( ⅲ) 因 果 、( ⅳ ) 独 立 、( ⅴ) 従 属 、 ( ⅵ) 時 間 ② ( ⅰ) 回復 非回復 計 A 群 (投 与 ) 6 0 .0 % 4 0 .0 % 1 0 0 .0 % B 群 (非 投 与 ) 4 5 .0 % 5 5 .0 % 1 0 0 .0 % 計 5 2 .5 % 4 7 .5 % 1 0 0 .0 % ( ⅱ) φ 60 55 40 45 100 100 105 95 ≒ 0.150 ( ⅲ) χ 2 =4 .5 1 0 ( 下 表 は 計 算 過 程 ) 9 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 セル n ij eij n ij -e ij 2 (nij -eij) (1,2) 40 × 100 95÷ (2,1) 45 × 100 105÷ (2,2) 55 × 100 95÷ 200 200=52.5 7.5 56.25 200=47.5 -7.5 56.25 2 00=52.5 -7.5 56.25 200=47.5 7.5 56.25 -------------- 1.071 1.184 1.071 1.184 4.51 2 (n ij -eij) / eij ( ⅳ) v 計 (1,1) 60 × 100 105÷ 4.510 ≒ 0.150 (2 1) 200 200 -------------- (小 数 第 4位 を四 捨 五 入 ) ( ⅴ) 薬 を 投 与 さ れ た 人 の 回 復 率 は 6 0 %で 、 投 与 さ れな か っ た 人 の 4 5 % を 上 回 っ て おり 、 φ 係 数 が 正 の 数 だ から 、 薬 の 効 果 は あ っ た と 言 え る 。し か し 0 .1 5 0 と い う 係 数 の 値 を 見 る 限 り 、 強 い 効 果 が あ ると は 言 え な い 。 ③ 家 族 との食 事 貧困層 月に 1 回超 非貧困層 計 75 771 846 月 に 1 回 以 下 ある い は 全 く ない 113 556 669 計 188 1327 1515 小 数 点 以 下 第 3 位 ま で と する と 、 - 0 .1 2 1 ④ ( ⅰ) 賛成 どちら か と い どちら か と い えば賛 成 えば反 対 反対 計 20 歳 代 6 1 .7 % 2 5 .5 % 8 .7 % 4 .1 % 1 0 0 .0 % 30 歳 代 5 8 .5 % 2 7 .9 % 9 .8 % 3 .8 % 1 0 0 .0 % 40 歳 代 5 6 .2 % 2 5 .4 % 1 2 .0 % 6 .3 % 1 0 0 .0 % 50 歳 代 4 6 .6 % ( まる め) 2 5 .0 % 1 6 .5 % 1 1 .9 % 1 0 0 .0 % 10 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 60 歳 代 3 5 .7 % 2 2 .9 % 2 3 .5 % 1 7 .9 % 1 0 0 .0 % 70 歳 以 上 2 4 .6 % 1 9 .4 % 2 6 .5 % 2 9 .5 % 1 0 0 .0 % 計 4 6 .0 % ( まる め) 2 4 .3 % 1 6 .9 % 1 2 .8 % 1 0 0 .0 % ( ⅱ) v 402.42 ≒ 0.199 ( 小 数 第 4 位 を 四 捨 五 入 ) (4 1) 3394 ( ⅲ) クラ メ ー ルの 連 関 係 数 を 見 る 限 り 年 齢 と 結 婚 に 関 す る 意 見 は 関 連 し てい る と 言 え るが 、 関 連 の 度 合 い は 強 い と は 言 え ない 。 第 7 章 連 続 変 数 同 士 の関 連 を分 析 する(その1) ① ( ⅰ) 正 の 関 連 、( ⅱ) 正 の 関 連 ② (ⅰ) 解 答 例 :負 の関 連 が予 想 される。気 温 が低 いと外 出 時 間 が減 るため、その分 、テレ ビ視 聴 時 間 は 増 え る か も し れな い 。 (ⅱ) 解 答 例 :負 の関 連 が予 想 される。いまのところ高 齢 者 におけるインターネット普 及 率 は 低 い から 。 ③ ( ⅰ) ( ⅱ) (X 7 X) 77.1 74.1 3 (X 7 X) 2 32 9 (Y7 Y) 2 (0.04) 2 0.0016 (Y7 Y) 1.54 1.58 0.04 (X 7 X)(Y7 Y) 3 (0.04) 0.12 11 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅲ) s XY 9.89 9.89 ≒ 0.82 13 1 12 ( ⅳ) s X s 2X 546.6 546.6 45.55 ≒ 6.7 13 1 12 ( ⅴ) s Y s 2Y 0.890 0.890 0.074 ≒ 0.27 13 1 12 ( ⅵ) rXY s XY 0.82 0.82 ≒ 0.45 s X s Y 6.7 0.27 1.809 ④ ( ⅰ) 解 答 例 地域の職業階層構成と子供の学力(東京23区) 70.0% 公 立 小 学 校 5 年 65.0% 生 の 平 均 学 力 ( 問 題 解 60.0% 決 能 力 等 平 均 値 ) 55.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 就業者中の専門・管理職の割合 ( ⅱ) 正 の 関 連 (ⅲ) 解 答 例 :一 般 に、専 門 ・管 理 職 の就 業 者 には高 学 歴 の人 が多 いこと、また高 学 歴 の親 をもつ子 どもほど学 力 が高 くなりやすいことが知 られている。よって、専 門 ・管 理 職 就 12 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 業 者 の比 率 が高 い地 域 ほど、子 どもの学 力 の平 均 値 も高 くなるものと考 えられる。(ただし、 この 説 明 は 一 例 に す ぎ ず 、 他 に も 様 々 な 説 明 が あ り うるだ ろ う。) 第 8 章 連 続 変 数 同 士 の関 連 を分 析 する(その2) ① ( ⅰ) 正 、( ⅱ) 回 帰 係 数 、( ⅲ ) 上 がり 、( ⅳ) 負 、( ⅴ ) 回 帰 係 数 、 ( ⅵ) 下 が り ② 県 民 所 得 が 2 0 0 万 円 の 都 道 府 県 の 進 学 率 ( %) の 予 測 Ŷ = 9 .9 8 +0 .1 3 8 ×2 0 0 = 9 .9 8 +2 7 .6 = 3 7 .6 ∴ 進 学 率 = 3 7 .6 % 県 民 所 得 が3 0 0 万 円 の 都 道 府 県 の 進 学 率 ( %) の 予 測 Ŷ = 9 .9 8 +0 .1 3 8 ×3 0 0 = 9 .9 8 +2 7 .6 = 5 1 .4 ∴ 進 学 率 = 5 1 .4 % ③ ( ⅰ) 回 帰 式 を Ŷ a+bx と する と b s XY s 2X 225 1.2 187.5 a Y bX 55 (1.2 65) 23 Ŷ 23 1.2X ( ⅱ) 数 学 が4 0 点 の 人 の 理 科 の 点 数 は、 Ŷ 23 1.2 40 25 よ り 、 2 5 点 と 予 測 さ れる 。 数 学 が9 0 点 の 人 の 理 科 の 点 数 は、 Ŷ 23 1.2 90 85 よ り 、8 5 点 と 予 測 さ れる 。 ( ⅲ) 13 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅳ) 相 関 係 数 は 、 rXY s XY s Xs Y s XY s 2X s 2Y 225 187.5 525 225 225 0.7171372≒ 0.72 13.693063 22.912878 313.74748 2 0.71713722 0.5142857≒ 0.51 よっ て 決 定 係 数 は 、 R 2 rXY ④ ( ⅰ) 回 帰 式 を = a + b X と 表 す と 第 8 章 の 式 ① よ り 、同 じ く 式 ② よ り と なる 。∴ = 4 7 .4 + 0 .6 7 0 X ( ⅱ) 地域の職業階層構成と子供の学力(東京23区) 70.0% 公 立 小 学 校 5 年 65.0% 生 の 平 均 学 力 ( 問 題 解 60.0% 決 能 力 等 平 均 値 ) 55.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 就業者中の専門・管理職の割合 ( ⅲ) 第 7 章 の STE P3 よ り、 相 関 係 数 = 係 数 の2 乗 だ か ら 決 定 係 数 = 。決 定 係 数 は相 関 0 .8 8 4 。 第 8 章 2 - 3 の 目 安 によ れば 、 あ て は まり は「 よ い」 。 第 9章 みえない関 係 を探 る 14 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ① ( ⅰ) ◯ 、( ⅱ) × 、( ⅲ) × 、( ⅳ) ◯ 、( ⅴ) × 、( ⅵ) ◯ ② 共 通 の原 因 として「年 齢 」が考 えられる。一 般 に年 齢 が若 い人 は高 い人 よりも教 育 年 数 が 長 く ( 昔 と 比 べ て 高 等 教 育 機 関 へ の 進 学 率 が 上 昇 し て い る た め) 、し か も 携 帯 電 話 を 所 持 している傾 向 にあると考 えられる。したがって、教 育 年 数 と携 帯 電 話 の所 持 率 とのクロス表 を作 成 すると、教 育 年 数 の長 い人 ほど、携 帯 電 話 を所 持 しているかのような擬 似 関 係 が 生 じ るも の と 考 え ら れ る 。 ③ ( ⅰ) ま ず 下 の よう な 百 分 率 クロ ス 表 を 作 成 する 。 性別にみた性別役割分業意識と性道徳への態度(百分率クロス表 その1) 男性 女性 計 計 よくない かまわない よくない かまわない 賛成 48.9% 51.1% 100.0% 60.5% 39.5% 100.0% 反対 65.9% 34.1% 100.0% 76.4% 23.6% 100.0% 計 52.3% 47.7% 100.0% 63.7% 36.3% 100.0% 性別にみた性別役割分業意識と性道徳への態度(百分率クロス表 その2) 男性 女性 計 計 よくない かまわない よくない かまわない 賛成 74.8% 85.7% 80.0% 75.6% 86.7% 79.6% 反対 25.2% 14.3% 20.0% 24.4% 13.3% 20.4% 計 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 百 分 率 クロス表 (その1)で、女 性 の家 庭 外 就 労 に「賛 成 」の人 は「反 対 」の人 に比 べ、既 婚 女 性 の婚 外 性 交 渉 を「かまわない」とする人 の割 合 が高 い。つまり性 別 役 割 分 業 意 識 の弱 い人 ほど性 道 徳 に対 して柔 軟 な態 度 を示 す。こ の傾 向 は男 性 にも女 性 にも見 られる。 また女 性 に比 べ男 性 の方 が既 婚 女 性 の婚 外 性 交 渉 を「かまわない」とする人 の割 合 が高 い。つまり男 性 の方 が性 道 徳 に対 して柔 軟 な態 度 を示 す。また百 分 率 クロス表 (その2)の 「計 」を見 ると、女 性 の家 庭 外 就 労 に賛 成 する人 の割 合 は、男 女 間 で大 差 が無 い。つまり 性 別 と 性 別 役 割 分 業 意 識 に は 関 連 性 が 見 ら れな い。 ( ⅱ) 男 性 φ 女 性 φ 8615 90 29 176 44115105 13013 85 42 215 55172 98 ≒ 0.137 (小 数 第 4位 を四 捨 五 入 ) ≒ 0.133 ( 小 数 第 4 位 を 四 捨 五 入 ) 15 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 (ⅲ) 性 別 役 割 分 業 意 識 の弱 い人 ほど、性 道 徳 に対 して柔 軟 な態 度 をとる傾 向 があり、 この傾 向 は、男 性 にも女 性 にもほぼ同 程 度 の強 さで見 られる。つまり性 別 による交 互 作 用 効 果 は 見 ら れな い 。 ④ ( ⅰ) rXYT rXY rTX rTY 2 2 1 rTX 1 rTY 0.537 (0.749 0.628) 1 (0.749) 2 1 0.6282 0.537 0.470372 ≒ 0.129 0.6625699 0.7782133 (小 数 第 4位 を四 捨五入) ( ⅱ) 虫 歯 経 験 率 X と 眼 鏡 等 着 用 率 Y は rXY 0.537 と 中 程 度 の 相 関 を 示 す が 、 社 会 階 層 T を 第 3 変 数 とし た 虫 歯 経 験 率 と 眼 鏡 着 用 率 の 偏 相 関 係 数 ( rXYT ) は- 0 .1 2 9 と ゼロ に 近 い 。 よっ て 虫 歯 経 験 率 と 眼 鏡 等 着 用 率 と の 関 係 は 、 社 会 階 層 と い う 第 3 変 数 が 作 り 出 し た「 擬 似 関 係 」 だ と 解 釈 し うる 。 つ まり 社 会 階 層 の 高 い 人 々の 住 む 地 域 ほ ど 虫 歯 の 子 が 少 な く ( rTX 0 ) 、 眼 鏡 の 子 が 多 い ( rTY 0 ) た め、 結 果 的 に 虫 歯 の 子 の 少 ない 地 域 ほ ど 眼 鏡 の 子 が 多 い( rXY 0.537 ) と い う 関 連 性 が 現 れ て い た と 考 え られ る 。 16 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 第 Ⅱ部 推 定 統 計 第 10 章 全 体 のなかでの位 置 を把 握 する ① ( ⅰ) 標 本 統 計 、( ⅱ) 標 本 統 計 、( ⅲ) 母 数 、 ( ⅳ) 標 本 統 計 、( ⅴ) 母 数 ② (ⅰ ) (ⅱ () ) (ⅲ ) (ⅴ) (ⅳ ) (ⅶ ) (ⅴ ) (ⅵ ) (ⅷ ) ( ⅰ) P(0 ≦z ≦+ 1 .5 0 )= 0 .4 3 3 2 ( ⅱ) P(- 2 .1 5 ≦z ≦0 )= P (0 ≦ z ≦2 .1 5 )= 0 .4 8 4 2 ( ⅲ) P(- 1 .7 8 ≦z ≦+ 0 .0 4 )= P ( - 1 .7 8 ≦z ≦0 )+ P (0 ≦z ≦0 .0 4 ) = P(0 ≦z ≦1 .7 8 )+ P (0 ≦z ≦0 . 0 4 )= 0 .4 6 2 5 + 0 .0 1 6 0 = 0 .4 7 8 5 ( ⅳ) P(- 1 .9 6 ≦z ≦1 .9 6 )= P (0 ≦ z ≦1 .9 6 ) ×2 = 0 .4 7 5 0 ×2 = 0 .9 5 0 ( ⅴ) P(- 1 .7 5 ≦z ≦- 1 .5 0 )= P (+ 1 .5 0 ≦z ≦+ 1 .7 5 ) = P(0 ≦z ≦1 .7 5 ) - P (0 ≦z ≦1 . 5 0 )= 0 .4 5 9 9 - 0 .4 3 3 2 = 0 .0 2 6 7 ( ⅵ) P(- 0 .5 ≦z )= P (- 0 .5 ≦z ≦0 )+ P (0 ≦z )= P (0 ≦ z ≦0 . 5 )+ P(0 ≦z ) = 0 .1 9 1 5 + 0 .5 = 0 .6 9 1 5 17 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅶ) P( z ≦a )= P (z ≦0 )+ P(0 ≦z ≦ a)= 0 .5 + P (0 ≦z ≦a )= 0 .5 9 1 ∴P (0 ≦z ≦ a )= 0 .5 9 1 - 0 .5 = 0 .0 9 1 ∴a= 0 .2 3 ( ⅷ) P( a ≦z ≦0 .7 8 )= P (a ≦z ≦0 )+ P(0 ≦z ≦0 .7 8 )= P(a ≦z ≦0 )+ 0 .2 8 2 3 = 0 .6 4 ∴P (a ≦z ≦0 )= 0 .6 4 - 0 .2 8 3 3 = 0 .3 5 7 7 ∴a = - 1 .0 7 ③ ( ⅰ) フ ツ オ 君 の 国 語 の 標 準 得 点 = (5 0 - 6 5 .8 ) ÷ 7 .5 =-1 5 .8 ÷7 .5 ≒- 2 .1 1 数 学 の 標 準 得 点 = (5 0 - 6 2 .2 )÷1 4 .3 =- 1 2 .2 ÷1 4 .3 ≒ - 0 .8 5 (い ずれ も 小 数 第 3 位 を 四 捨 五 入 ) 国 語 の標 準 得 点 <数 学 の標 準 得 点 ∴ 数 学 の 方 が 良 か っ た。 ( ⅱ) 国 語 の 上 位 1 4 %が 特 進 クラ スと い うこ と は 、 平 均 点 ( 上 位 ・ 下 位 5 0 % の 点 ) から 分 断 点 ま での 間 に は( 5 0 %- 1 4 %) = 3 6 %の 人 が 入 る と わ か る。そ こで 正 規 分 布 表 の 中 で 0 .3 6 と いう 割 合 を 探 す と 、 最 も 近 い の は 0 .3 5 9 9 で あ り、 そ の と きz = 1 .0 8 だと わ か る。 す なわ ち 分 断 点 は 国 語 の 平 均 点 + 国 語 の 標 準 偏 差 × 1 .0 8 だ から 、6 5 .8 + (7 .5 × 1 .0 8 ) =7 3 .9 と なる 。 ∴ 7 3 .9 点 が 分 断 点 であ る 。 ④ ( ⅰ) ヒ ン ト よ り 偏 差 値 = 1 0 ×z + 5 0 だ から 、 偏 差 値 7 0 の 場 合 、7 0 = 1 0 ×z + 5 0 と いう 式 が 成 り 立 つ。 よ っ てz = (7 0 - 5 0 ) ÷1 0 =2 と なる か ら、 偏 差 値 7 0 の 人 の 標 準 得 点 z は2 だ と わ かる 。そ こ で 正 規 分 布 表 よ り、 P( 0 ≦z ≦2 ) =0 .4 7 7 2 で ある か ら、 偏 差 値 が 7 0 よ りも 上 の 人 の 割 合 は 、 0 .5 - 0 . 4 7 7 2 = 0 .0 2 2 8 と なっ て、 全 体 の 2 .2 8 % だと わ か る 。 ∴ 2 .2 8 % ( ⅱ) ニ ガ テ く ん は 偏 差 値 4 2 だ から 、4 2 =1 0 ×z + 5 0 が 成 り 立 つ。 よ って z = (4 2 - 5 0 ) ÷1 0 =- 0 .8 と なる 。ニ ガテ く ん は 平 均 点 よ りも 標 準 偏 差 × 0 . 8 分 だ け 下 の 点 を とっ たこ とに なる 。よ っ て 6 8 .0 -7 .5 ×0 .8 = 6 2 と なる 。 ∴ ニ ガ テ く ん の 点 は6 2 点 だ っ た 。 第 1 1 章 一 部 か ら 全 体 を 推 し 量 る ( そ の1 ) ( 典 型 的 な 実 験 結 果 と 、そ の 際 の 解 答 例 ) ① ( ⅰ) 偽 ( N= 4 0 0 は 標 本 の 大 きさ で ある) ( ⅱ) 真 18 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅲ) 偽 ( 母 数 と 標 本 統 計 の 間 に は 誤 差 〔 ズ レ〕 が ある) ( ⅳ) 真 ② − = − X は 標 本 平 均 、 X は 標 本 平 均 ( X ) の 平 均 であ る 。 − — s は 標 本 標 準 偏 差 、 s X は 標 本 平 均 ( X ) の 標 準 偏 差 で ある 。 ③ ( ⅰ) ( ⅱ ) ( ⅲ) ( ⅳ) 標 本 の 大 きさ が4 から 1 6 になる と 、 標 本 平 均 の ば らつき は 小 さ くな り 、 理 論 的 な 平 均 値 「 0 .5 」 を 中 心 とし た 左 右 対 称 の 山 型 の 分 布 、 すな わち 正 規 分 布 に 近 づ いた 。 ④ ( ⅰ) N= 4 の とき 標 準 誤 差 S E = s ( ⅱ) N= 8 の とき 標 準 誤 差 S E = s ( ⅲ) N= 1 6 の とき 標 準 誤 差 S E = N N = 15 = 7 .5 4 = 15 = 5 .3 0 3 …= 5 .3 0 8 s N = 15 = 3 .7 5 16 第 1 2 章 一 部 か ら 全 体 を 推 し 量 る ( そ の2 ) ① 19 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ニ ガテ く ん は 、 区 間 推 定 の 意 味 を 誤 解 し て いる 。 9 5 % の 女 子 高 生 の 体 重 が 5 2 .7 9 k g から .. 5 3 .0 1 k g の 間 に 収 ま る と い うこ と で はな い 。 女 子 高 生 の 真 の 平 均 体 重 ( 母 平 均 μ) は 9 5 % の 確 から し さ で 5 2 .7 9 k g 以 上 5 3 .0 1 k g 以 下 に 含 ま れる 、と い うこ と を 意 味 す る。 ② — 母 標 準 偏 差 σが わ か ら な いの で 、 区 間 推 定 に は 次 の 公 式 を 用 い る。 X - Z +Z s ≦ μ ≦ X— N s N 信 頼 度 は 9 5 % なの で 、 Z 値 は 1 .9 6 を 用 いる 。 公 式 に 値 を 代 入 する 。 <ふ た り 親 > 6 2 6 - 1 .9 6 336 ≦μ ≦6 2 6 + 1 .9 6 336 1356 6 2 6 - 1 7 .8 8 4 … ≦ μ ≦6 2 6 + 1 7 .8 8 4 … 1356 6 0 8 .1 1 6 … ≦ μ ≦6 4 3 .8 8 4 … 6 0 8 .1 万 円 以 上 6 4 3 .9 万 円 以 下 <母 子 家 庭 > 2 9 4 - 1 .9 6 223 ≦μ ≦2 9 4 + 1 .9 6 223 699 2 9 4 - 1 6 .5 3 1 … ≦ μ ≦2 9 4 + 1 6 .5 3 1 … 699 2 7 7 .4 6 9 … ≦ μ ≦3 1 0 .5 3 1 … 2 7 7 .5 万 円 以 上 3 1 0 .5 万 円 以 下 <父 子 家 庭 > 5 5 0 - 1 .9 6 260 ≦μ ≦5 5 0 + 1 .9 6 260 84 5 5 0 - 5 5 .6 0 1 … ≦ μ ≦5 5 0 + 5 5 .6 0 1 … 84 4 9 4 .3 9 9 … ≦ μ ≦6 0 5 .6 0 1 … 4 9 4 .4 万 円 以 上 6 0 5 .6 万 円 以 下 ③ 信 頼 度 9 5 %( α= 0 .0 5 ) の 場 合 、z = 1 .9 6 、 p = 0 .6 6 、 N= 2 0 8 4 を 以 下 の 公 式 に 代 入 する 。 p - z p(1 p) ≦P ≦p + z p(1 p) N 0.66 1.96 N 0.66(1 0.66) 0.66(1 0.66) ≦P≦ 0.66 1.96 2084 2084 20 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 0.640≦P≦ 0.680 ( 小 数 第 4 位 四 捨 五 入 ) 信 頼 度 9 9 % (α= 0 .0 1 ) の 場 合 、z = 2 .5 8 、 p = 0 .6 6 、 N= 2 0 8 4 を 公 式 に 代 入 す る。 0.66 2.58 0.66(1 0.66) 0.66(1 0.66) ≦P≦ 0.66 2.58 2084 2084 0.633 ≦P≦ 0.687 ( 小 数 第 4 位 四 捨 五 入 ) ④ 比 率 の 区 間 推 定 の 公 式 の z p(1 p) の 部 分 が 誤 差 を 意 味 す る こ と を 利 用 し て 、 次 の よ う な N 不 等 式 を た て 、 こ れ を 解 い て N を 求 め る 。 そ の 際 、 信 頼 度 が 9 5 % な の で z = 1 .9 6 を 代 入 す る。 1.96 0.804(1 0.804) <0.01 N 1.96 0.157584 1 < 100 N N 100 1.96 0.157584 N 100 1.96 0.157584 N 10000 1.962 0.157584≒ 6053.7 (小 数 第 2位 四 捨 五 入 ) ∴ 6 0 5 4 人 以 上 の 大 きさ の 標 本 が 必 要 で ある 。 第 13章 偶 然 と必 然 を見 分 ける ① ( ⅰ) 帰 無 仮 説 、( ⅱ) 片 側 、( ⅲ) 有 意 水 準 、 ( ⅳ) 第 一 種 の 誤 り 、( ⅴ ) 棄 却 域 ② ( ⅰ) マ ス クをし ても し な く ても 、イ ン フ ル エン ザの 感 染 し や すさに 違 い は な い 。 ( ⅱ) 配 偶 者 の 有 無 と 、 寿 命 と は 関 連 がな い 。 ( ⅲ) 読 書 を よ く する 人 と そ う でな い 人 と で 、 英 語 の 成 績 に 差 はな い 。 ③ (ⅰ) 帰 無 仮 説 を棄 却 し、調 査 仮 説 を採 択 する。よって「統 計 王 国 の男 女 比 はアンバラ ンス で ある」 と 言 え る 。 21 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅱ) 第 1 種 の 誤 り 。 (ⅲ) 帰 無 仮 説 を棄 却 せず、調 査 仮 説 を採 択 しない。よって「統 計 王 国 の男 女 比 はアン バラン ス で ある」 と は 言 え ない 。 ( ⅳ) 第 2 種 の 誤 り 。 ④ ( ⅰ) 2 5 、( ⅱ) 2 5 、( ⅲ ) 2 1 、 ( ⅳ) 棄 却 し 、( ⅴ ) 採 択 する 、( ⅵ) 言 え る 第 14章 集 団 間 で違 いがあるか ① ( ⅰ) 平 均 、( ⅱ) t 、( ⅲ) 標 準 正 規 分 布 、( ⅳ ) 片 、 ( ⅴ) 両 ② 調 査 仮 説 は「規 模 の大 きい企 業 のほうが規 模 の小 さい企 業 より、新 卒 者 の平 均 初 任 給 が高 い」であり、帰 無 仮 説 は「規 模 の大 きい企 業 と規 模 の小 さい企 業 とを比 べると、新 卒 者 の平 均 初 任 給 に差 はない」である。また、この調 査 仮 説 は平 均 値 の大 小 関 係 を明 示 し てい るの で 、 片 側 検 定 を 選 択 する 。 規 模 の大 きい企 業 をA集 団 、小 さい企 業 をB集 団 とみなし、t検 定 の公 式 に該 当 する数 値 を 代 入 し て 計 算 す る。 t t A集団の標本平均 B集団の標本平均 A集団の標本分散 B集団の標本分散 A集団の標本の大きさ B集団の標本の大きさ 19.88 19.58 1.502 1.582 20 25 自由度df 0.3 2.25 2.4964 20 25 0.3 0.212356 X A XB s A2 s B2 n A nB 0.6510 ≒ 0.651 B集団の標本分散 A集団の標本分散 A集団の標本の大きさ B集団の標本の大きさ 2 2 2 A集団の標本分散 B集団の標本分散 A集団の標本の大きさ B集団の標本の大きさ A集団の標本の大きさ 1 B集団の標本の大きさ 1 s A2 s B2 n n B A 2 2 2 s A2 s B2 n n A B n A 1 nB 1 1.502 1.582 2 ( ) 0.212356 2 0.04509507 20 25 df 41.6934.... ≒ 41.693 2 2 1.50 2 1.58 2 0.11252 0.099856 2 0.00108159 ( ) ( ) 20 19 24 25 20 1 25 1 22 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 t 分 布 表 の「 自 由 度 4 1 」 の 行 、「 片 側 0 .0 5 ( 5 %) 」 の 列 を 見 る と、 限 界 値 は 1 .6 8 3 だ と わ か る。 よ って 、0 .6 5 1 < 1 .6 8 3 よ り、 帰 無 仮 説 は 棄 却 されず 、 調 査 仮 説 は 採 択 されな いこ と が わかる。すなわち、「規 模 の大 きい企 業 のほうが規 模 の小 さい企 業 より、新 卒 者 の平 均 初 任 給 が 高 い」 と は 言 え な い。 ③ 調 査 仮 説 は「 男 女 間 で 、 自 殺 は 仕 方 が な い と 考 え る 人 の 比 率 に 差 が あ る 」 、 帰 無 仮 説 は「 男 女 間 で 、 自 殺 は 仕 方 がな い と 考 え る 人 の 比 率 に 差 はな い」 で ある 。 調 査 仮 説 の 形 式 から 両 側 検 定 を 選 択 する 。 男 性 を A 集 団 、 女 性 を B 集 団 とし て、 本 文 中 の 公 式 ( 比 率 の 差 の 検 定 方 法 の s t ep 3 参 照 ) にあ て は める と 、 検 定 統 計 量 Z は 以 下 の よう に 計 算 でき る 。 Z 0.137 0.078 0.107(1 0.107) ( 1 1 ) 731 721 0.059 0.09555100 0.00275495 0.059 ≒ 3.636 0.01622462 この よ うに 、 検 定 統 計 量 Z の 値 、3 .6 3 6 は 、 有 意 水 準 両 側 5 % の 限 界 値 1 .9 6 を 上 回 っ てい る。 よ っ て 帰 無 仮 説 を 棄 却 し 、 調 査 仮 説 を 採 択 する 。 すな わ ち「 男 女 間 で 、 自 殺 は 仕 方 がな い と 考 え る 人 の 比 率 に 差 が ある」 と いえ る 。 ④ ( ⅰ) 帰 無 仮 説 :階 層 帰 属 意 識 において、上 層 に帰 属 している者 と下 層 に帰 属 している者 とで は、機 会 の平 等 が保 たれれば、結 果 として貧 富 の格 差 がついてもよいという 考 え 方 に 対 し て 意 識 の 差 は ない 。 調 査 仮 説 :階 層 帰 属 意 識 において、上 層 に帰 属 している者 と下 層 に帰 属 している者 とで は、機 会 の平 等 が保 たれれば、結 果 として貧 富 の格 差 がついてもよいという 考 え 方 に 対 し て 意 識 の 差 がな い と は 言 え な い。 ( ⅱ) t 値 を 計 算 する と 、 5 .4 4 8 自 由 度 を 計 算 す る と、 7 1 4 .3 1 4 とな る。 自 由 度 が 7 1 4 と なる が、 巻 末 の t 分 布 表 で は 2 4 0 ま でし かな い 。こ の 場 合 は ∞の 行 を 見 る。そ うす る と 、 有 意 水 準 を5 %( 両 側 検 定 ) に 設 定 し た とき の t の 限 界 値 は 1 .9 6 0 で あるこ と が わ か る。 計 算 し た t 値 と 照 らし 合 わ せる と 1 .9 6 0 <5 .4 4 8 だ から 、 帰 無 仮 説 は 棄 却 される 。 23 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅲ) 検 定 の結 果 から、母 集 団 において二 つの階 層 間 で意 識 に差 がないと結 論 づけるのは 妥 当 でない。したがって、これを捨 て、機 会 の平 等 が保 たれれば、結 果 として貧 富 の格 差 がついてもよいという考 え方 に対 する意 識 に二 つの階 層 間 で差 がないとは言 えないという 判 断 にな る。 第 15 章 関 連 の真 偽 を判 断 する ① ( ⅰ) ク ロ ス 表 に おけ るふ た つの 離 散 変 数 が 関 連 し てい る か 否 か を 調 べる た め 。 ( ⅱ) ( k −1 ) ×( l −1 ) ( ⅲ) χ 2 検 定 は 必 ず 両 側 検 定 で あ り 、 χ 2 値 が 限 界 値 よ りも 大 き い かど う か を 確 か めれ ば よ いの で 、 棄 却 域 は χ 2 分 布 の 右 側 の み とな る 。 ( ⅳ) 一 つ は 標 本 が 小 さ い 時 に は 、 χ 2 値 がχ 2 分 布 に 従 わ な く な るの で 、 利 用 す るこ と が できないこと。もう一 つは、検 定 の結 果 が標 本 の大 きさによって左 右 され 、標 本 が大 きいほ ど、 調 査 仮 説 が 採 択 さ れ やす く なる こ と 。 ( ⅴ) 標 本 の 相 関 係 数 ② ( ⅰ) 調 査 仮 説 : 男 性 と 女 性 で 、 消 費 税 に 関 する 意 見 に 違 い が ある 。 ( ⅱ) 帰 無 仮 説 : 男 性 と 女 性 で 、 消 費 税 に 関 する 意 見 に 違 い は な い 。 ( ⅲ) ( ⅳ) χ 2 =5 .3 7 ( 小 数 第 3 位 を 四 捨 五 入 : 下 表 は 計 算 過 程 ) セル n ij eij n ij -e ij 2 (nij -eij) (n ij 2 -eij) / eij (2,1) (2,2) 476 540 1016×988÷ 1016×101 2÷ 20 00=501.9 2000=514.1 計 (1,1) 512 984×988÷ (1,2) 472 984×1012÷ 2000=486.1 2000=497.9 25.9 670.81 -25.9 670.81 -25.9 670.81 25.9 670.81 -------------- 1.38 1.3 5 1.34 1.3 5.37 2000 2000 -------------- ( ⅴ) 行 数 =2 、 列 数 =2 よ り、 自 由 度 =( 2 -1 ) × ( 2 -1 ) =1 自 由 度 1 、 有 意 水 準 5 % ( 0 .0 5 ) の 2 検 定 の 限 界 値 は 、 巻 末 の 2 分 布 表 よ り 、 3 .8 4 1 5 と わ かる 。 5 .3 7 > 3 . 8 4 1 5 だ から 、 帰 無 仮 説 は 棄 却 さ れ、 調 査 仮 説 を 採 択 する 。 24 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 ( ⅵ) 男 性 と 女 性 で 消 費 税 に 関 す る 意 見 に 違 い が ある と 言 え る 。 ③ 次 に あ げ る 表 は 、「 臓 器 移 植 へ の 関 心 の 有 無 」 を 居 住 す る 都 市 規 模 別 に 見 た も の で ある 。 都 市 規 模 に よ って「 臓 器 移 植 への 関 心 」 に 違 い が ある か ど う か 知 り た い と す る。 以 下 の 問 に 答 え なさ い 。 関 心 が ある 関 心 がな い 計 大都市 262 181 443 中都市 477 313 790 小都市 230 200 430 町村 106 86 192 1075 780 1855 計 (出 典 :内 閣 府 大 臣 官 房 広 報 室 、平 成 25 年 実 施 、「臓 器 移 植 に関 する世 論 調 査 」) ( ⅰ) 調 査 仮 説 : 居 住 す る 都 市 規 模 に よ って 臓 器 移 植 への 関 心 に 違 いが ある (ⅱ) 対 立 仮 説 (帰 無 仮 説 ):居 住 する都 市 規 模 によって臓 器 移 植 への関 心 に違 いがな い ( ⅲ) 期 待 度 数 を 計 算 し なさ い oi ei n11 262 443 1075 1855 2 5 6 .7 2 5 n12 181 443 780 1855 1 8 6 .2 7 5 n21 477 790 1075 1855 4 5 7 .8 1 7 n22 313 790 780 1855 3 3 2 .1 8 3 n31 230 430 1075 1855 2 4 9 .1 9 1 n32 200 430 780 1855 1 8 0 .8 0 9 n41 106 192 1075 1855 1 1 1 .2 6 7 n42 86 192 780 1855 8 0 .7 3 3 計 1855 1 8 5 5 .0 0 0 ( ⅳ) χ 2 値 を 求 めな さ い 。 oi ei oi -ei 25 (oi -ei)2 (oi -ei)2/ ei 数学嫌いのための社会統計学〔第 2 版〕 解答 n11 262 2 5 6 .7 2 5 1 5 .2 7 4 9 2 7 .8 2 4 9 0 .1 0 8 4 n12 181 1 8 6 .2 7 4 9 - 5 .2 7 4 9 2 7 .8 2 4 9 0 .1 4 9 4 n21 477 4 5 7 .8 1 6 7 1 9 .1 8 3 3 3 6 7 .9 9 8 6 0 .8 0 3 8 n22 313 3 3 2 .1 8 3 3 - 1 9 .1 8 3 3 3 6 7 .9 9 8 6 1 .1 0 7 8 n31 230 2 4 9 .1 9 1 4 - 1 9 .1 9 1 4 3 6 8 .3 0 8 9 1 .4 7 8 0 n32 200 1 8 0 .8 0 8 6 1 9 .1 9 1 4 3 6 8 .3 0 8 9 2 .0 3 7 0 n41 106 1 1 1 .2 6 6 8 - 5 .2 6 6 8 2 7 .7 3 9 7 0 .2 4 9 3 n42 86 8 0 .7 3 3 2 5 .2 6 6 8 2 7 .7 3 9 7 0 .3 4 3 6 χ2 値 6 .2 7 7 3 ( ⅴ) この クロ ス 表 の 自 由 度 を 述 べ なさ い 。 ( ⅵ) χ 2 値 6 .2 7 7 3 < 限 界 値 7 .8 1 4 7 で ある 。 し た がっ て 、 帰 無 仮 説 を 棄 却 す るこ と は で きな い。 居 住 す る 都 市 規 模 に よっ て 、 臓 器 移 植 への 関 心 に 違 い が ある と は 言 え ない 。 ④ ( ⅰ) 帰 無 仮 説 : 英 語 の 得 点 と 数 学 の 得 点 の 相 関 は ゼロ で あ る。 (ⅱ) 相 関 係 数 の検 定 表 の標 本 数 「10」の行 、有 意 水 準 「片 側 5%」の列 を見 ると、限 界 値 は 0 . 5 4 9 と わ かる 。 0 .5 4 9 <0 .7 9 なの で 帰 無 仮 説 を 棄 却 し 、 調 査 仮 説 を 採 択 する 。 英 語 の 得 点 と 数 学 の 得 点 は 正 の 相 関 を 示 す と 言 え る。 26