『確率変数とは何か』に2分で答える

Point

ここからStep.2の後半(本質の解説パート)に入ります。

確率変数とは何か

確率変数とは

観測値(データ)は本質からランダムに決まると解説してきました。この時、確率変数を以下の通り定義しましょう。

定義

『データの本質』

確率変数の形状

これまで『本質』と呼んできた正体を『確率変数』と定義しました。

確率変数は『事象と確率の組み合わせ』の他にも要素を持つことがあり、形状は『種類 × 特徴』の数だけ存在します。詳しくは次のページで解説します。

種類の具体例

  • 事象が裏表のように二択を表す
    ⇨ 降水確率
  • 全ての事象が同じ確率で発生する
    ⇨ サイコロ
  • 平均値に近い値が起こりやすい
    ⇨ IQや偏差値

特徴の具体例

  • 確率が変化する
    ⇨ 降水確率40%と90%
  • 事象の数が変化する
    ⇨ 6面ダイスと100面ダイス
  • 平均値やばらつきが変化する
    ⇨ IQの平均値は100, 偏差値の平均値は50

表記

特別な理由がない限り、確率変数は\(X,Y,Z\)などの大文字を使って表現します。

式1

\begin{align}
X=\left\{
\begin{array}{ll}
&\text{雨が降る} &\rightarrow 40\% \\
&\text{雨が降らない} &\rightarrow 60\% \\
\end{array}
\right.
\end{align}

確率の表現

確率変数が値を取る確率を式2の通り表現します。

式2

\begin{align}
&P(X=x)=f(x) &(1) \\
&P(X=1)=0.4 &(2)
\end{align}

式2-1
確率変数がxを取る確率は\(f(x)\)

式2-2
確率変数が『雨が降る = 1』を取る確率は40%

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