統計検定3級|流し読みレッスン 第125話

区間推定 ① 点推定と95%信頼区間の考え方

さえちゃん
さえ

ここでは、「点推定」と「区間推定」の違いと、95%信頼区間のもとになる「±1.96σ」の発想を学ぶよ。

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第125話

区間推定 ① 点推定と95%信頼区間の考え方

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統計検定3級|流し読みレッスン 第125話

区間推定 ① 点推定と95%信頼区間の考え方

前回は、標本から母集団を推測する考え方と、標本分布の性質を学びました。

今回はいよいよ「区間推定」。真の値を範囲で言い当てる技術です。

まず「点推定」と「区間推定」を対比してみましょう。

点推定は、1つの数値で母集団のパラメータを言い当てる方法です。

「100人の標本平均が170.5cmなら、母平均もだいたい170.5cm」という具合です。

シンプルでわかりやすい一方、点推定には誤差の情報がありません。

標本のとり方しだいで値は揺れるのに、それを示せないのが弱点です。

そこで登場するのが区間推定。範囲を持たせて答える方法です。

「母平均は169.3cm〜171.7cmの範囲」のように、幅を持って推定します。

【記憶タイム】
区間推定
(くかんすいてい)
真の値がある範囲を「〜から〜まで」と幅を持って推定する方法
✍ 紙に3回書いてみよう

この幅のことを「信頼区間」と呼びます。

【記憶タイム】
信頼区間
(しんらいくかん)
区間推定で示す「下限〜上限」の幅。95%信頼区間などと信頼度を添えて使う
✍ 紙に3回書いてみよう

実務では、点推定より区間推定のほうがずっと重要視されます。

「内閣支持率は42%」より「40%〜44%(95%信頼区間)」のほうが誠実な伝え方ですよね。

さえ

ニュースで見る「支持率は◯%〜◯%」ってやつ、まさに区間推定だよ!正体を知ると面白いよ。

では、その「幅」はどうやって決めるのでしょうか。ここからが本題です。

鍵になるのは、正規分布の性質です。

左右対称の正規分布の山の形

正規分布には、平均を中心に「平均±1.96×標準偏差」の範囲に、全体の95%が入るという性質があります。

標準正規分布で言うと、Zが−1.96から+1.96の間に95%が収まるということです。

標準正規分布のZ軸。-1.96から+1.96の範囲に全体の95%が入る-33-1.960(平均)+1.9695%(Z(標準化した値))
【記憶タイム】
1.96
(いってんきゅうろく)
標準正規分布で、平均を中心に95%を含む範囲を作る係数
✍ 紙に3回書いてみよう

外側の両端には、それぞれ2.5%ずつが残ります。合わせて5%です。

この「95%」という数字こそが、95%信頼区間の名前の由来です。

さえ

±1.96σで95%!この山の形、覚えてるかな?ここが信頼区間のいちばんの土台だよ。

標本平均x̄も、標本分布の中でこの正規分布の形にしたがって散らばります。

つまり、x̄を中心に同じ「±1.96×標準偏差」の考え方を当てはめられるわけです。

次回は、この考え方を使って実際に母平均・母比率の信頼区間を計算します。