相関係数とは

そうかんけいすう

2つの量の直線的な関係の強さと向きを、−1から1までの値で表す指標。xとyの共分散を、xの標準偏差とyの標準偏差の積で割って求める。1に近いほど強い正の相関、−1に近いほど強い負の相関があり、0に近いと直線的な関係が弱い。曲線的な関係は相関係数に表れにくく、相関があっても一方が他方の原因とは限らない。回帰直線の傾きは、相関係数に2つの量の標準偏差の比を掛けたものになる。

「相関係数」は、3分野の5問の練習問題に出てきます(確率・統計と待ち行列, 歩留まり・品質管理, 経営戦略と会計の基礎(ストラテジ系)など)。

この用語の分野: 確率・統計と待ち行列

相関係数の練習問題に挑戦

2つの量の相関係数についての説明として、適切なものはどれか。

  1. A相関係数が0に近くても、2つの量の間に曲線的な関係がある場合がある
  2. B相関係数が−0.9のときは、2つの量の間にはほとんど関係がない
  3. C相関係数が大きいほど、一方から他方を予測する回帰直線の傾きも必ず大きい
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正解:A. 相関係数が0に近くても、2つの量の間に曲線的な関係がある場合がある

相関係数は、2つの量の直線的な関係の強さと向きを、−1から1までの値で表します。1に近いほど右上がりの、−1に近いほど右下がりの直線に沿って点が並び、0に近いと直線的な関係が弱いことを示します。例えば −1から1までのxに対する y = x² のように、谷の形の強い関係があっても、相関係数が0に近くなることがあります。回帰直線の傾きは、相関係数だけでなく、2つの量の標準偏差の比でも決まります。

5組のデータ (x, y) = (1, 2)、(2, 4)、(3, 5)、(4, 4)、(5, 5) の相関係数に最も近いものはどれか。

  1. A0.50
  2. B0.60
  3. C0.77
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正解:C. 0.77

xの平均は3、yの平均は4です。平均との差の積の和は (−2) × (−2) + (−1) × 0 + 0 × 1 + 1 × 0 + 2 × 1 = 6、xの平均との差の2乗の和は10、yの平均との差の2乗の和は6です。相関係数は 6 ÷ √(10 × 6) = 6 ÷ √60 ≈ 0.77 で、かなり強い正の相関があります。

解説の中の「相関係数」

「相関係数」が出てくる問題(5問)

  1. 2つの量の相関係数についての説明として、適切なものはどれか。
  2. 5組のデータ (x, y) = (1, 2)、(2, 4)、(3, 5)、(4, 4)、(5, 5) の相関係数に最も近いものはどれか。
  3. 2つの量x、yの相関係数が0.8、xの標準偏差が5、yの標準偏差が10である。最小二乗法で求めた、yをxから予測する回帰直線の傾きはどれか。
  4. 2つの特性値の組をプロットし、それらの相関関係を調べるための図はどれか。
  5. ある工場の月ごとのウエハの投入枚数x(千枚)と電力費y(百万円)は、(x, y) = (2, 5)、(4, 9)、(6, 11)、(8, 15)だった。最小二乗法で回帰直線 y = ax + b を求め、傾きaを1千枚あたりの変動費、切片bを固定費とみなすとき、その組合せとして正しいものはどれか。

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