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計算機 · 数学

標準偏差計算機

標本または母集団の標準偏差を、平均値、各値の偏差とその 2 乗、分散とその平方根まで、すべての手順つきで計算します。

数式を表示
標本:s = √(Σ(x − x̄)² ÷ (n − 1)) · 母集団:σ = √(Σ(x − x̄)² ÷ n)

入力

1, 2 3; 4.5 …

より大きな集団の一部です(例:ある市の 30 人)。実際のデータの多くは標本です。

結果

ここに結果が表示されます

数値を入力すると、結果が自動で更新されます。

使い方

  1. 数値を貼り付けるか入力します。区切りはカンマ、スペース、改行のどれでも構いません。
  2. 数値が、説明したいより大きな集団の一部なら「標本」を、その集団の全員なら「母集団」を選びます。
  3. 標準偏差を確認し、計算の過程をたどります。平均値、各値の偏差とその 2 乗、その合計、分散、そしてその平方根です。

よくある質問

標本標準偏差と母標準偏差のどちらを使えばよいですか。

数値がより大きな集団から取り出されたもので、その集団のばらつきを推定したいときは標本標準偏差(n − 1 で割る)を使います。アンケートの回答、いくつかのクラスの成績、1 ロットの測定値などです。数値が関心のある集団の全員である場合に限り、母標準偏差(n で割る)を使います。迷ったら標本と考えてください。表計算ソフトの STDEV.S 関数もそれを前提にしています。

なぜ n ではなく n − 1 で割るのですか。

偏差は標本自身の平均値から測りますが、その平均値は本当の母平均よりも標本の値に近い位置にあるからです。そのため偏差の 2 乗は平均するとやや小さく出てしまい、n の代わりに n − 1 で割る(ベッセルの補正)ことで分散からこの偏りを取り除きます。値が 6 個なら分散は 5 分の 1 だけ大きくなり、1,000 個なら差は 0.1% にすぎません。

分散と標準偏差はどう違いますか。

分散は偏差の 2 乗の平均なので、単位も 2 乗になります(cm²、kg²、点²)。標準偏差はその平方根で、データと同じ単位に戻るため、ふつう報告されるのはこちらです。4、8、15、16、23、42 の場合、標本分散は 182、標準偏差は約 13.49 です。

「1 標準偏差以内」「2 標準偏差以内」は何を表しますか。

平均値からの距離が 1 標準偏差、または 2 標準偏差以内にある値の数です。釣り鐘型の正規分布に従うデータなら、およそ 68% が 1 標準偏差以内、95% が 2 標準偏差以内に入ります。データが偏っていたり外れ値があったりすると、実際の数はこれらの割合から大きく離れることがあり、その差自体が手がかりになります。

標準誤差と変動係数とは何ですか。

平均値の標準誤差 s ÷ √n は、標本平均が母平均をどれだけ正確に推定しているかを示し、標本が大きくなるほど小さくなります。変動係数は標準偏差を平均値で割ったもので、ばらつきを平均に対する割合で表すため、尺度の異なるデータどうしを比べられます。平均が 0 のときは定義されず、負の値がありうるデータでは解釈が難しくなります。

計算例

4、8、15、16、23、42 の標本標準偏差
約 13.49 です。平均値は 18、偏差の 2 乗の合計は 910 で、910 ÷ (6 − 1) = 182 が分散、その平方根が 13.4907 です。
2、4、4、4、5、5、7、9 の母標準偏差
ちょうど 2 です。平均値は 5、偏差の 2 乗の合計は 32 で、32 ÷ 8 = 4 です。同じ数値を標本として扱うと、32 ÷ 7 = 4.571、標準偏差は約 2.138 になります。
4、8、15、16、23、42 のうち、平均から 1 標準偏差以内にあるのはいくつですか。
6 個中 4 個(67%)です。8、15、16、23 は 4.51 から 31.49 の間、つまり 18 ± 13.49 に入り、4 と 42 はその外側にあります。

標準偏差計算機か平均計算機か

どちらも数値のリストを読み込みます。このページはばらつきを一歩ずつ計算し、平均計算機はリスト全体を要約します。

  • 平均計算機 — リストの平均値、中央値、最頻値、範囲、四分位数を、両方の標準偏差とあわせて要約として知りたいとき。
  • パーセント変化計算機 — リストのばらつきではなく、前後 2 つの値を比べたいとき。