平方完成後の符号が合わない理由 | 統計学入門の7.9 iii)の解説

このQ&Aのポイント
  • 統計学入門の7.9 iii)を解いている際に、平方完成後の符号が合わない理由について教えてください。
  • 特定のサイトの解説記事では、平方完成後の符号が私の解答と異なっています。
  • 符号が不一致の原因は、平方完成時の演算ミスによるものか、展開時の符号ミスによるものか教えてください。
回答を見る
  • ベストアンサー

平方完成後の符号が合わない

統計学入門の7.9 iii)を解いています。 下記サイトでは、途中の計算で(おそらく)平方完成をしているのですが、それ以降、このサイトの式と私の式で符号が合わない理由を教えて下さい: https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/23/203000 添付画像のど真ん中辺り(平方完成後)の符号ご覧ください。 このサイトの ... + {- (σ2^4 * μ1^2 + ... σ1^4 * μ2^2)}/{(σ1^2 + σ2^2)^2} + ... のところが、私の式では ... - {- (σ2^4 * μ1^2 + ... σ1^4 * μ2^2)}/{(σ1^2 + σ2^2)^2} + ... になりました。 このサイトの符号だと、後続の式でたくさんの変数が±で相殺されるので、正しいようです。 符号が不一致の原因は  ①平方完成で +(- ...)^2 と -(- ...)^2 のうち、 -(- ...)^2 を残したのが間違い( +(- ...)^2 を残すべき)だった  ② -(- ...)^2 の展開時に符号を間違えている ・・・のどちらでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • f272
  • ベストアンサー率46% (8005/17110)
回答No.2

当然に ② -(- ...)^2 の展開時に符号を間違えている でしょう。これは -(+(...)^2) のようになります。

futureworld
質問者

お礼

ベストアンサーを差し上げます。 確かに、展開時に符号を間違えていました。 中の括弧を外して分子に-を掛けてから計算すると、 正しい符号になりました。 ご回答ありがとうございました!

その他の回答 (1)

  • gamma1854
  • ベストアンサー率54% (287/523)
回答No.1

テキスト表示すると小さい添え数字が読みづらいので σ1^2=a, σ2^2=b, μ1=p, μ2=q とかきなおし、 -(σ1^2 + σ2^2) = -(a + b) = A, σ2^2*μ1 + σ1^2*z - σ1^2*μ2 = bp + az - aq = B, -σ2^2*μ1^2 - σ1^2*z^2 + 2aqz - a*q^2 = -b*p^2 - a*z^2 + 2aqz - a*q^2 = C. とすると、 A*x^2 + B*x + C = A(x + B/A)^2 - B^2/A + C. より、 B/A = -(bp +az -aq)/(a + b), -B^2/A + C = (bp + az -aq)^2/(a + b) - b*p^2 - a*z^2 + 2aqz - a*q^2. となるだけではありませんか。符号を確認してください。

futureworld
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 ただ、正直あまり参考になりませんでした。 まず、①か②かのポジションを先に述べていただけたらと思います。 そして、小文字で置換した上で、更に大文字で置換し、 元の式と比較するのが大変でした。 (今回は大文字の置換だけで良かったかもしれません。) あと、 A*x^2 + B*x + C = A(x + B/A)^2 - B^2/A + C は正しくは A*x^2 +「2」B*x + C = A(x + B/A)^2 - B^2/A + C だと思います。 やっていることは私とそんなに変わらず、 時間だけが溶けていった感じでした。 ただ、こんな複雑な計算に回答して下さったので チップは差し上げます。 ご回答ありがとうございました。

関連するQ&A

  • 分散V(R_ρ)の最小値

    統計学入門の練習問題で https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/18/210000 の7.2の1)と2)を解いています。 2)の最後の分子が (1-ρ^2)σ_1^2 * σ_2^2 になる理由を教えて下さい。 上記のサイトと私の添付画像をご覧ください ( 1)と2)は続いているので、敢えて両方載せました)。 実は x = (σ_2^2 - ρ * σ_1 * σ_2)/(σ_1^2 * 2ρ * σ_1 * σ_2) を解き終えたとき、「これが最小値だ!」と思っていたのですが、 答えを見ると場合分けがありました。 しかも、 x = (σ_2^2 - ρ * σ_1 * σ_2)/(σ_1^2 * 2ρ * σ_1 * σ_2) の時の最小値が x = {(1 - ρ^2) σ_1^2 * σ_2^2}/(σ_1^2 * 2ρ * σ_1 * σ_2) になっていて理解できていません。 (1 - ρ^2) σ_1^2 * σ_2^2 を展開しても、 σ_1^2 * σ_2^2 - ρ^2 * σ_1^2 * σ_2^2 になるので、 σ_2^2 - ρ * σ_1 * σ_2 との関連性が分かりません。 どうか教えて下さい。お願いします。

  • V{ (X+Z)/2 } = (1/2)σ^2

    統計学入門の7.4 秤量問題を解いています。 (II)の計算過程を教えて下さい。 下記サイトでは V{ (X+Z)/2 } = (1/4) { V(X)+V(Z) } = (1/2) σ^2 になっています。 https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/18/210000 添付画像をご覧ください。 質問は主に二つあります(すみません…): ①Cov(X, Z)はどうやったら0になりますか? ②V(X) = σ^2, V(Z) = σ^2、それらを足して2σ^2、としてもいいですか? どうか教えて下さい。お願いします。

  • F(x) = 1-e^(-λx)の1はどこから?

    統計学入門の7.8 ii) 「f(x) が指数分布Ex(λ)の場合」を解いています。 添付画像をご覧ください。 私の計算では、   F(x) = - e^(-λx) になったのですが、 以下のサイトによると、   F(x) = 1 - e^(-λx) になっています。 https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/23/203000 そして、このサイトの答えで解くと、本の解答と一致するので、 このサイトの答えが正しいようです。 しかし、この"1"はどこから来たのでしょうか? F(x)はf(x)を積分したものじゃないんですか? それとも(やっぱり)私の計算が間違っているのでしょうか? 教えて下さい。お願いします。

  • 正規分布の積分(=1)

    統計学入門の7.9 iii)を解いています。 以下のサイトには、 https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/23/203000 「(3)の最後はガウス積分を用いても良いのですが、筆者は正規分布の積分(=1)として考えています。本質的にはどちらも変わりません。」 と書かれています。 その積分を、サイトの著者同様、 正規分布の積分(=1)として解く方法を教えて下さい。 添付画像をご覧ください。 積分の部分だけを一番下に抜き出しました。 正規分布の積分(=1)として解く、というのが分かりません。 ネットで検索すると、 https://ai-trend.jp/basic-study/normal-distribution/normal-distribution/ 「この確率密度関数を全区間で、積分すると1になります。」 とあります。 確かにベルカーブを-∞から+∞まで積分すると1になるでしょうねぇ… で、その情報がどう役立つのでしょうか? 今回はこれが私の精いっぱいです。 どうか教えて下さい。お願いします。

  • 負符号と括弧とべき乗にまとめるタイミング

    https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/07/225935 の 6.9<ワイブル分布> を解いていて、途中の計算過程を教えて下さい。 自分なりに書き直したものを添付しました。 赤で囲んだところの行間で何が起こっているのかを教えて下さい。 積分を楽にするための工夫なのでしょうが、 前の項を後ろの項のexpのべき乗の値と同じ形にしようとしているようです。 そのために、正符号一つを括弧を隔てて負符号二つに分けなければいけません。 ただ、肩に^bがあるので、bが奇数の場合は…偶数の場合は…と 計算しなければいけないんじゃないかと思ってしまっていて、 どのタイミングで()^bにまとめるのか、 またどのタイミングで-(-t/a)にするのか、分かりません。 どうかお願いします。

  • 尖度のσ^4の計算

    尖度のσ^4の計算過程を教えてください。 統計学入門(基礎統計学Ⅰ)第6章演習問題前半 6.5<密度関数の規格化定数> https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/04/28/194257 の画像の一番最後の式 (尖度) = (3/35) × (5/1) - 3 = -6/7 が理解できていません。 おそらく、 尖度 = α4 - 3 = {E[(X-μ)^4]}/(σ^4) - 3 = {E[(X-μ)^4]}*{1/(σ^4)} - 3 の式で、 E[(X-μ)^4] = 3/35 にしたものだと思います。 しかし、分からないのは(5/1)です。 その前の計算で、分散V(X)は1/5で出ているので、 これを逆数にしたものだと思いますが、 分散ってσ^2ですよね? 尖度の計算の分母に要求されているのはσ^4なので σ^4 = (σ^2)^2 = (1/5)^2 = 1/25 じゃないんですか? でも、本の答えも-6/7なので、計算自体は1/5で合ってるようです。 ただ、この本は何度も誤植の前科があるのでもう信じられません…。 もし、1/25ではなく、1/5が正しいなら、その説明をお願いします。

  • 正規分布の尖度をモーメント母関数で出す計算過程

    https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/07/225935 の 6.10<正規分布、指数分布の尖度> を解こうとしています。 サイトの載っている式を書き写して間を埋めたものを添付してあります。 式の中で赤で示した「+」と「-」が合わない原因をご指摘下さい。 今回は、サイトに載っている式の行間を読むため、 一番下の式から↑向きに逆算しています。 サイトの字が読みにくいので、私の書き写し間違えの可能性も充分高いです。 では、どうかお願いします。

  • 回帰平方和 > 全平方和 の原因

    当方,統計学に関してはほぼ素人です。 実験データの解析で減衰曲線の理論式のフィッティングを行ったのですが,その決定係数が何故か1以上になってしまいます。ExcelのDevSq関数で理論値と実験値からそれぞれ算出した回帰平方和 ÷ 全平方和で算出していますが,その時 回帰平方和 > 全平方和になってしまいます。式や計算範囲の確認は行ってみましたが,素人目線では特に問題があるようには感じられません。以下の点についてご教授ください。 ・決定係数1以上に意味があるのか? ・計算間違え以外で回帰平方和の方が大きくなってしまうことがありうるのか?あればその原因は何か? 参考までに使用したデータのグラフの画像を示します。 因みに現状では決定係数R^2=1.0788程度で,用いた式は以下の単純な指数関数減衰曲線で,フィッテングパラメータ変数も減衰速度定数(k)のみです N(t)=N0*exp(-1*k*t) 恐縮ですが,エンドユーザーレベルの知識しか持ち合わせない故,分かりやすく教えて頂ければ幸いです。 よろしくお願いします。

  • 中心極限定理の証明 exp{ (t^2)/2 }

    統計学入門で中心極限定理の証明を解いています。 添付画像をご覧ください。 証明の最後のところで exp{ (t^2)/2 }になる計算過程を教えて下さい。 eの展開式のxに(t^2)/2を入れてみたのですが、 何か違う方向に行っているようです…。 全体をn乗しているのをどう再現すればいいのかも分かりません。 どうか教えて下さい。お願いします。

  • (1/2)^x ・(1/2)^(3-x) の意味

    統計学入門の https://parco1021.hatenablog.com/entry/2020/05/18/210000 の7.3を解こうとしていて、頭がこんがらがってきました。 紙片の最初の式 P(X=x) = 3Cx・(1/2)^x ・(1/2)^(3-x) = (1/8)・3Cx =g(x) …の 「(1/2)^x」と「 (1/2)^(3-x)」の意味を教えて下さい。 (1/2)^x ・(1/2)^(3-x) は、xが0~3の値をとる限り、 どれも一定で1/8になりますよね・・・。 3個のボールそれぞれを(1)(2)(3)で表しますと、 3Cxの組み合わせの意味は以下のように理解しています: x=0の場合は1通り A: (空っぽ) B: (1)(2)(3) x=1の場合は3通り A: (1) B: (2)(3) ------------------------------ A: (2) B: (1)(3) ------------------------------ A: (3) B: (1)(2) x=2の場合は3通り A: (1)(2) B: (3) ------------------------------ A: (1)(3) B: (2) ------------------------------ A: (2)(3) B: (1) x=3の場合は1通り A: (1)(2)(3) B: (空っぽ) ・・・ですよね。 全部で8通りあるので、各x通りを8で割るのは理解できます。 でも、その1/8を出すのに、(1/2)^x ・(1/2)^(3-x)の計算は必要ですか? あ、もしかして 「(1/2)^x」は成功の確率で 「 (1/2)^(3-x)」は失敗の確率ですか? でも、掛け合わせると何になるんですか? ※ ちなみに、ボールはつぼA, Bのどちらかには入る前提らしく、どちらにも入らないケースは考えないようです(問題の文脈だと曖昧ですよね…)。