計算の道具
Formulas and a Calculator Guide
本の計算の式を、章の順に一つの表にしました。本の例題の計算を、一つずつ分けて書いた「詳しい計算」と、電卓で答えを確かめるときの順番も書きました。数字の例は、本の教材用の仮の数字です。 本物の学校や店の数字ではありません。
電卓の順番は、この付録の説明です。電卓の機種によって、キーの名前や、かっこ・√のキーの使い方が違うことがあります。表計算で確かめる手順は、表計算で確かめるにあります。
1. 式の一覧
| 章 | 名前 | 式 | 本の数字の例 |
|---|---|---|---|
| 第1章 | 選んだ人の割合 | 標本の人数÷母集団の人数 | 100÷800=0.125(12.5%) |
| 第2章 | 平均 | 数の合計÷数の個数 | 32÷8=4.0 |
| 第3章 | 回収率 | 回収した数÷配った数 | 40÷50=0.8(80%) |
| 第4章 | 相対度数 | 度数÷全体の人数 | 7÷20=0.35(35%) |
| 第5章 | 中央値 | 小さい順に並べたまん中の値(偶数個は、まん中の二つの平均) | 待ち時間8人:(4+5)÷2=4.5分 |
| 第5章 | 四分位 | 中央値で二つに分け、下の半分の中央値が第1四分位、上の半分の中央値が第3四分位 | 第1四分位4分、第3四分位6分 |
| 第6章 | 平均・中央値・最頻値 | 平均=合計÷個数。最頻値=いちばん多く出てくる値 | 平均40÷8=5.0分、最頻値4分 |
| 第7章 | 範囲 | 最大値−最小値 | 9−2=7分 |
| 第7章 | 四分位範囲 | 第3四分位−第1四分位 | 6−4=2分 |
| 第7章 | 偏差 | 値−平均 | 2−5=−3 |
| 第7章 | 分散 | 偏差の2乗の合計÷個数 | 32÷8=4.0(分²) |
| 第7章 | 標準偏差 | √分散 | √4.0=2.0分 |
| 第8章 | 相関係数 | 偏差の積の和÷√(xの偏差の2乗の和×yの偏差の2乗の和) | 256÷√(112×626)=0.97 |
| 第9章 | 標準誤差 | √(割合×(1−割合)÷標本の大きさ) | √(0.4×0.6÷100)=0.0490 |
| 第9章 | 誤差の目安 | 標準誤差×2 | 0.0490×2=0.0980(±9.8ポイント) |
| 第9章 | 誤差の範囲 | 割合−誤差の目安 〜 割合+誤差の目安 | 40%±9.8ポイント=30.2〜49.8% |
| 第10章 | 度数の表から平均 | (値×人数の合計)÷全体の人数 | (0×2+1×3+2×4+3×5+4×4+5×2)÷20=2.6日 |
- 第9章の式は、母集団が標本よりずっと大きく、標本を無作為に選び、選ばれた全員が答えた、と考える理想の場合の目安です。母集団が小さいときは、式が少し変わります(調査と誤差の資料)。
- 分散・標準偏差は、本は「個数で割る」方法だけを使います。表計算には、個数−1で割る関数もあり、結果が違います(表計算で確かめる)。
2. 詳しい計算
2-1. 度数分布表と相対度数(第4章。表4-1の勉強時間20人)
- 20人の勉強時間を、階級(0以上30未満、30以上60未満、60以上90未満、90以上120未満)に分けて、人数を数える。
- 度数は、5人、7人、6人、2人。合計は 5+7+6+2=20人。
- 相対度数は、度数÷20。5÷20=25%、7÷20=35%、6÷20=30%、2÷20=10%。合計は100%。
階級の境目の値(30分ちょうど)は、「30以上60未満」に入ります。
2-2. 平均・中央値・最頻値(第6章。待ち時間8人。2・4・4・4・5・5・7・9分)
- 平均:合計は 2+4+4+4+5+5+7+9=40。40÷8=5.0分。
- 中央値:小さい順に並べる。8個なので、4番目(4)と5番目(5)の平均。(4+5)÷2=4.5分。
- 最頻値:4が3人でいちばん多い。4分。
32分の人を加えて9人にすると、合計は72、平均は 72÷9=8.0分です。中央値は5番目の5分、最頻値は4分のままです。
2-3. 範囲と四分位範囲(第7章)
- 範囲:最大値9−最小値2=7分。
- 四分位:下の半分(2・4・4・4)の中央値が4分、上の半分(5・5・7・9)の中央値が6分(第5章)。
- 四分位範囲:6−4=2分。
2-4. 分散と標準偏差(第7章。平均5分)
- 偏差(値−5):−3、−1、−1、−1、0、0、2、4。合計は0。
- 偏差の2乗:9、1、1、1、0、0、4、16。合計は32。
- 分散:32÷8=4.0(分²)。
- 標準偏差:√4.0=2.0分。
2-5. 相関係数(第8章。気温と販売数の7日。例題8-1)
- 平均:気温は 168÷7=24.0℃。販売数は 364÷7=52.0個。
- 偏差の積の和:72+32+14+0+6+24+108=256。
- 気温の偏差の2乗の和:36+16+4+0+4+16+36=112。
- 販売数の偏差の2乗の和:144+64+49+0+9+36+324=626。
- 相関係数:256÷√(112×626)=256÷√70112=256÷264.79=0.9668…。小数第2位までで、0.97。
2-6. 誤差の目安(第9章。標本の大きさ100人、「はい」の人40人)
- 割合:40÷100=0.4。
- 標準誤差:√(0.4×0.6÷100)=√0.0024=0.0490(小数第4位まで)。
- 誤差の目安:0.0490×2=0.0980。±9.8ポイント(小数第1位まで)。
- 誤差の範囲:40−9.8=30.2%から、40+9.8=49.8%。
標本の大きさを変えると、次の表のようになります(割合0.4)。人数を4倍にすると、誤差の目安は、およそ半分です。
| 標本の大きさ(人) | 「はい」の人数(人) | 標準誤差 | 誤差の目安 | 誤差の範囲(%) |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 40 | 0.0490 | ±9.8ポイント | 30.2〜49.8 |
| 400 | 160 | 0.0245 | ±4.9ポイント | 35.1〜44.9 |
| 1,600 | 640 | 0.0122 | ±2.4ポイント | 37.6〜42.4 |
誤差の範囲は、本当の割合が必ず入る範囲ではありません。
3. 電卓で確かめる順番
3-1. 割り算(割合・回収率・相対度数)
例:回収率(配った50人、回収した40人)
- 「40」を入れて、「÷」を押す。
- 「50」を入れて、「=」を押す。画面は「0.8」になる。
- 「×」を押して、「100」を入れ、「=」を押す。画面は「80」。回収率は80%。
「%」キーは、電卓によって動き方が違います。この付録では、「×100」の形で確かめます。
3-2. 合計を個数で割る(平均)
例:待ち時間8人の平均
- 「2」「+」「4」「+」「4」「+」「4」「+」「5」「+」「5」「+」「7」「+」「9」「=」で、画面は「40」。
- 「÷」「8」「=」で、画面は「5」。平均は5.0分。
3-3. マイナスの数(偏差)
例:値2と平均5の偏差
- 「2」「−」「5」「=」を押す。画面は「−3」。
- 平均より小さい値の偏差は、マイナスになります。答えには「−」を書きます。
3-4. 2乗と平方根(分散・標準偏差・標準誤差)
- 2乗は、同じ数を2回かけます。「3」「×」「3」「=」で、画面は「9」。
- 平方根は、「√」のキーで求めます。「0.0024」を入れて「√」を押すと、画面は「0.048989…」。小数第4位までで、0.0490。
- 「√」のキーがない電卓は、表計算で確かめます。
3-5. かっこのある式(相関係数の分母)
例:√(112×626)
- 先に、かっこの中を計算する。「112」「×」「626」「=」で、画面は「70112」。
- 「√」を押す。画面は「264.79…」。
- 分子の256を、この数で割る。「256」「÷」「264.79」「=」で、画面は「0.9668…」。0.97。
かっこのキーがない電卓は、かっこの中を先に計算して、その答えを使います。
4. 確かめるときの注意
- 本の例題は、小さな数字にしてあります。答えは、式と数字で確かめられます。
- 単位(人・%・分・日・℃・個・ポイント)を、答えに書きます。
- 小数の丸め方は、本の指定(小数第1位、第2位、第4位)に合わせます。
- 教材の数字は、仮の数字です。本物の調査の数字を計算するときは、その調査の説明で、数え方(分母は何か)を確かめます。