変量 X の n 個のデータ x 1 , x 2 , ⋯ , x n によるデータの平均値を x ¯ ,分散を s x 2 ,標準偏差を s x とする. 各データを a 倍し, b を加えて得られる n 個のデータ y 1 = a x 1 + b , y 2 = a x 2 + b , ⋯ , y n = a x n + b を,変量 Y のデータとする. 変量 Y の n 個のデータの平均値 y ¯ ,分散 s y 2 ,標準偏差 s y は
となる.
y ¯ = 1 n y 1 + y 2 + ⋯ + y n
= 1 n a x 1 + x 2 + ⋯ + x n + n b
= a ⋅ 1 n x 1 + x 2 + ⋯ + x n + b
= a x ¯ + b
s y 2 = 1 n y 1 − y ¯ 2 + y 2 − y ¯ 2 + ⋯ + y n − y ¯ 2
分散の式を展開し,整理した結果より
= 1 n y 1 2 + y 2 2 + ⋯ + y n 2 − y ¯ 2
= 1 n a x 1 + b 2 + a x 2 + b 2 + ⋯ + a x n + b 2 − a x ¯ + b 2
= 1 n a 2 x 1 2 + 2 a b x 1 + b 2 + a 2 x 2 2 + 2 a b x 2 + b 2 + ⋯ + a 2 x 2 2 + 2 a b x n + b 2 − a 2 x ¯ 2 + 2 a b x ¯ + b 2
= 1 n a 2 x 1 2 + x 2 2 + ⋯ + x n 2 + 2 a b x 1 + x 2 + ⋯ + x n + n b 2 − a 2 x ¯ 2 − 2 a b x ¯ − b 2
= a 2 ⋅ 1 n x 1 2 + x 2 2 + ⋯ + x n 2 + 2 a b ⋅ 1 n x 1 + x 2 + ⋯ + x n + b 2 − a 2 x ¯ 2 − 2 a b x ¯ − b 2
= a 2 ⋅ 1 n x 1 2 + x 2 2 + ⋯ + x n 2 + 2 a b x ¯ + b 2 − a 2 x ¯ 2 −2 a b x ¯ − b 2
= a 2 ⋅ 1 n x 1 2 + x 2 2 + ⋯ + x n 2 − a 2 x ¯ 2
= a 2 1 n x 1 2 + x 2 2 + ⋯ + x n 2 − x ¯ 2
= a 2 s x 2
s y = s y 2 = a 2 s x 2 = a s x
によって求められる.
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最終更新日:2026年3月19日