【G検定過去問風テスト】関係性の強さを測る!「共分散」の特徴と欠点

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📝 問題

以下の文章を読み、空欄に最もよく当てはまる選択肢を1つ選べ。

2つの変数が一緒に増減する傾向(関係性の強さ)を表すが、データの単位やスケールによって値の大きさが変わってしまう欠点を持つ指標として、最も適切なものはどれか。

  • A)共分散
  • B)相関係数
  • C)偏相関係数
  • D)相互情報量
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  • 正解: A)共分散

💡 合格に近づく!徹底解説

重要度: ★★☆

■ 1分で分かる!この問題の要点

  • 共分散:2つの変数がどちらも一緒に増えたり減ったりする傾向(正の相関)や、片方が増えると片方が減る傾向(負の相関)の方向性を表す指標。
  • データの「単位(センチとメートルなど)」によって計算結果の数値が大きく変わってしまうため、そのままでは強さの比較がしにくい欠点がある。
  • その欠点を克服し、-1から+1の範囲にきれいに収まるよう標準化したものが「相関係数」。

■ 初学者向け解説(例え話や背景)

例えば、「勉強した時間(時間)」と「テストの点数(点)」の間にどのような関係があるかを調べたいとします。勉強する時間が長いほど点数も高くなる傾向があれば、この2つのデータには連動した動きがありますよね。

この「2つのデータが一緒にどう変化するか(片方が増えると、もう片方も増えやすいか)」という傾向を数値で捉えようとしたのが共分散です。

しかし、共分散には大きな弱点があります。例えば、データの単位を「円」から「万円」に変えたり、「グラム」から「キログラム」に変えたりするだけで、計算される共分散の数値そのものが跳ね上がったり縮んだりしてしまいます。これでは「結局、この2つの関係性ってどれくらい強いの?」と直感的に比べることができません。そこで、この数値をきれいに「-1から+1の範囲」に整えて比べやすくしたのが、G検定でもおなじみの相関係数というわけです!


■ 選択肢の解説

  • A) 共分散(○): 2つの変数の共同的な増減傾向を表しますが、単位によって値が変わる欠点があり、本問の正解です。
  • B) 相関係数(×): 共分散を標準化し、-1から+1の範囲に収めることで関係性の強さを比較しやすくした指標です。
  • C) 偏相関係数(×): 第3の変数の影響を取り除いたうえで、純粋な2変数間の相関を計算した値です。
  • D) 相互情報量(×): 変数間のあらゆる関係性(線形・非線形)の度合いを測るための情報理論の指標です。

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