2級 公式集
大学専門レベル。推定・検定・回帰分析など。受験者数が最も多い。
記述統計・推定量
母分散の不偏推定量。標本分散の分母を $n$ ではなく $n-1$ とすることで $E[s^2] = \sigma^2$ を満たす。
標本平均のばらつきの大きさ。母標準偏差を $\sqrt{n}$ で割った値で、n を増やすと縮む。
確率分布
単位時間あたり平均 λ 回起こる稀な事象の発生回数の分布。$E[X] = V[X] = \lambda$。
成功確率 $p$ のベルヌーイ試行で、初めて成功するまでの試行回数 $X$ の分布。$E[X] = 1/p$。
ポアソン過程における事象間の待ち時間の分布。$E[X] = 1/\lambda$, $V[X] = 1/\lambda^2$。無記憶性をもつ。
区間 $[a,b]$ 上で確率密度が一定となる連続分布。$E[X] = (a+b)/2$, $V[X] = (b-a)^2/12$。
標本分布
独立な標準正規乱数の2乗和は自由度 $k$ のカイ二乗分布に従う。分散の推定や適合度検定で使う。
標準正規 $Z$ と自由度 $k$ のカイ二乗 $Y$ が独立のとき $T$ は自由度 $k$ の t 分布に従う。母分散未知の母平均推定に使う。
独立な2つのカイ二乗変数の自由度で割った比の分布。2つの分散の比較や回帰の有意性検定に用いる。
母集団の分布によらず、標本平均は $n$ が十分大きいとき近似的に正規分布に従う。大標本理論の基礎。
推定
母分散が未知で不偏分散 $s^2$ を用いる場合の母平均の信頼区間。自由度 $n-1$ の t 分布を使う。
正規母集団における母分散の信頼区間。カイ二乗分布の上側・下側パーセント点を用いる。
仮説検定
帰無仮説 $H_0: \mu = \mu_0$ の検定統計量。$|Z| > z_{\alpha/2}$ で両側 $\alpha$ 棄却。
母分散未知での母平均の検定。不偏分散 $s^2$ を使い、自由度 $n-1$ の t 分布で棄却判定。
2群の母平均の差の検定。等分散を仮定し、プールした分散 $s_p^2$ を使う。自由度は $n_1 + n_2 - 2$。
帰無仮説 $H_0: p = p_0$ の検定統計量。正規近似を用いるので $np_0, n(1-p_0)$ が十分大きいことが必要。
観測度数 $O_i$ と期待度数 $E_i$ の乖離を測る統計量。自由度は $(\text{カテゴリ数}) - 1 - (\text{推定パラメータ数})$。
分割表で行変数と列変数が独立かを検定。期待度数は $E_{ij} = (行計)(列計)/(総計)$。
回帰分析
最小二乗法による単回帰直線の傾き。切片は $\hat{\alpha} = \bar{y} - \hat{\beta} \bar{x}$ で求まる。
回帰モデルが従属変数の分散をどれだけ説明できたかの指標。$0 \leq R^2 \leq 1$、単回帰では $R^2 = r^2$。
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