CFA Level I 定量分析・債券の練習問題:直前対策パック

公式集、全トピックの解法の要点、20 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。

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1公式と解法

貨幣の時間価値

将来価値
FV = PV·(1 + i)n
現在価値
PV = FV/(1 + i)n
年に複数の期間
i = r/m, N = m·n
年金現価
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
年金終価
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

解き方

  1. すべてのキャッシュフローとその時点を書き込んだタイムラインを描きます。
  2. 利率を期間に合わせます:月払いには月利を使います。
  3. 一時金には FV = PV·(1 + i)ⁿ を、均等払いには年金の公式を使います。
  4. 答えの符号と桁を確認します。

NPV と IRR

正味現在価値
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
均等なキャッシュフロー
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
内部収益率
NPV = 0 となる r
判断
NPV > 0(または IRR > 要求収益率)なら採用

解き方

  1. すべてのキャッシュフローを年とともに書き出します。0 年目の投資額は負です。
  2. 各キャッシュフローを割り引きます:CFt/(1 + r)t。
  3. それらを合計すると NPV になります。正なら、そのプロジェクトは r より多く稼ぎます。
  4. IRR は、NPV がゼロになる利率を試行錯誤または補間で求めます。

債券の価格と利回り

債券価格
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
半年ごとの利払い
C/2、y/2、2n 期
直接利回り
C/P
価格と利回り
利回り上昇 → 価格下落

解き方

  1. 1 期あたりのクーポンと 1 期あたりの利回りを求めます。
  2. 価格 = クーポンの現在価値(年金)+ 額面の現在価値。
  3. 半年ごとのクーポンでは、クーポンを半分、利回りを半分、期間数を 2 倍にします。
  4. 確認:利回りがクーポン・レートより高ければ、価格は額面より低くなります。

CAPM と WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
企業価値
V = E + D

記述統計

平均
x̄ = Σx/n
標本標準偏差
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
中央値
並べ替えたデータの真ん中の値
z スコア
z = (x − μ)/σ
正規分布
±1σ 以内に 68%、±2σ 以内に 95%

確率

余事象
P(not A) = 1 − P(A)
加法定理
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
独立な事象
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
条件付き確率
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
二項分布
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

正規分布

z スコア
z = (x − μ)/σ
x 未満
P(X < x) = Φ(z)
x より大きい
P(X > x) = 1 − Φ(z)
2 つの値の間
Φ(z2) − Φ(z1)
パーセンタイル
x = μ + z·σ

解き方

  1. 値を z スコアに変換します:z = (x − μ)/σ。
  2. z より左側の面積 Φ(z) を表で調べます。
  3. 右側の面積は 1 − Φ(z)、区間の面積は 2 つの左側の面積の差です。
  4. パーセンタイルでは逆にたどります:面積から z を求め、x = μ + z·σ とします。

信頼区間

σ が既知
x̄ ± z·σ/√n
σ が未知
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z の臨界値
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
標本サイズ
n = (z·σ/E)², rounded up

解き方

  1. z(母集団の σ が既知)と t(標本の s しかなく、自由度 n − 1)のどちらを使うか判断します。
  2. 信頼水準に対応する臨界値を求めます。
  3. 誤差の幅:E = 臨界値 × 標準偏差/√n。
  4. 区間:x̄ ± E。

仮説検定と信頼区間

平均の z 検定
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
平均の t 検定
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
有意水準 5% の両側検定
|z| > 1.96 なら H0 を棄却
信頼区間
x̄ ± z·σ/√n

解き方

  1. H₀ と H₁ を立て、片側検定か両側検定かを決めます。
  2. 検定統計量を計算します:(x̄ − μ₀)/(σ/√n)、または s と t を使います。
  3. 臨界値と比較するか、p 値を求めます。
  4. 統計量が臨界値を超えていれば(p が α より小さければ)H₀ を棄却し、結論を言葉で述べます。

線形回帰と相関

平方和
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
傾き
b = Sxy/Sxx
切片
a = ȳ − b·x̄
相関
r = Sxy/√(SxxSyy)
残差
e = y − ŷ

2演習問題

1.貨幣の時間価値ふつう
年0123…9PV = ?€20 000+2%+2%…r = 6%

ある不動産は来年 €20 000 の純賃料を生むと見込まれています。賃料は永久に年 2% ずつ増加すると見込まれています。要求収益率は年 6% です。この不動産の今日の価値 PV を求めなさい。

C1 = €20 000g = 2%r = 6%
PV = €
2.貨幣の時間価値むずかしい
か月0123…72€12 000A?AAA

€12 000 のローンを 6 年間、毎月の元利均等払いで返済します。金利は年 4.8%、月複利です。毎月の返済額 A を求めなさい。

P = €12 0004.8% / 12N = 72
A = €
3.NPV と IRRふつう
年0123…9−200 00011 000+2%+2%…r = 9%, NPV = ?

あるプロジェクトの費用は今日 €200 000 です。1 年目の末に €11 000 を生み、その後キャッシュフローは永久に年 2% ずつ増加します。資本コストは 9% です。正味現在価値 NPV を求めなさい。

C0 = €200 000CF1 = €11 000g = 2%r = 9%
NPV = €
4.NPV と IRRむずかしい
年0123−40 00022 50021 50020 000

あるプロジェクトの費用は €40 000 で、1 年目から 3 年目の各年末に €22 500, €21 500, €20 000 を生みます。キャッシュフローは資本コスト 10% で再投資できます。修正内部収益率 MIRR をパーセントで求めなさい。

r = 10%CF0 = −40 000CF1 = 22 500CF2 = 21 500CF3 = 20 000
MIRR = %
5.債券の価格と利回りふつう

最終利回りが 6% のときに、残存期間 9 年の債券(額面 €1 000、年間クーポン 8%)を購入します。1 年後、最初のクーポンを受け取った直後に、最終利回りが 5% のときに売却します。保有期間利回り HPR をパーセントで求めなさい。

F = €1 000クーポンレート = 8%n = 9y0 = 6%y1 = 5%
HPR = %
6.債券の価格と利回りむずかしい
年012345P€45€45€45 + €1 000

額面 €1 000 の債券が年 4.5% のクーポンを支払い、5 年後に満期を迎えます。最終利回りは 3% です。マコーレー・デュレーション D を年で求めなさい。

F = €1 000クーポンレート = 4.5%n = 5YTM = 3%
D = 年
7.CAPM と WACCふつう
WACC = ?自己資本€6 000 000re​ = 8%負債€5 000 000rd​ = 6%T = 21%

ある企業は時価 €6 000 000 の株主資本と時価 €5 000 000 の負債をもっています。株主資本コストは 8%、税引前負債コストは 6%、税率は 21% です。WACC を求めなさい。

E = €6 000 000D = €5 000 000re = 8%rd = 6%T = 21%
WACC = %
8.CAPM と WACCむずかしい
WACC = ?自己資本2 500 000 × €14.50β = 1.5rf​ = 2%, rm​ = 9%負債5 000 × €960rd​ = 6%T = 30%

ある企業は1 株 €14.50 の株式 2 500 000 株と、1 口 €960 で取引されている債券 5 000 口をもっています。税引前負債コストは 6%、税率は 30% です。株式のベータは 1.5、無リスク金利は 2%、市場収益率は 9% です。WACC を求めなさい。

β = 1.5rf = 2%rm = 9%rd = 6%T = 30%
WACC = %
9.記述統計ふつう
20253035404550

データの標本標準偏差 s を求めなさい:16, 46, 37, 52, 36。

n = 5
s =
10.記述統計むずかしい
z −2−1012

ある量は平均 70、標準偏差 15 の正規分布に従います。76 より大きい値の割合 P はいくつですか?

μ = 70σ = 15x = 76
P =
11.確率ふつう
xp(x)00.310.3520.35μ = 1.05

示された分布について、X の標準偏差 σ を求めなさい。

x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
σ =
12.確率むずかしい
n = 10, p = 0.2: P(X = 3) = ?k012345678910

あるテストには選択問題が 10 問あります。当てずっぽうで答える学生は、各問を独立に確率 0.2 で正解します。ちょうど 3 問正解する確率 P はいくつですか?

n = 10p = 0.2k = 3
P =
13.正規分布ふつう
−3−2−10123z−z から z の間の色つき面積 = 0.7499

標準正規曲線の下で、−z から z の間の色つき面積が 0.7499 になるように z をドラッグします。z を小数第 2 位まで求めなさい。

A = 0.7499
z =
14.正規分布むずかしい
0.05 mm0D − d?

穴の直径 D は平均 25.05 mm、標準偏差 0.015 mm の正規分布に従います。軸の直径 d は D と独立で、平均 25 mm、標準偏差 0.015 mm の正規分布に従います。無作為に選んだ軸は D − d > 0 のとき穴にはまります。はまる確率 P を求めなさい。z は小数第 2 位に丸めなさい。

穴: μ = 25.05 mm, σ = 0.015 mm軸: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
15.信頼区間ふつう
x̄E₁ = 2.490%, n = 50x̄E₂ = ?99%, n = 50

σ が既知のもとで 50 個の観測値に基づく平均の 90% 信頼区間の誤差の幅は 2.4 です。 同じデータから求めた 99% 区間の誤差の幅 E₂ はいくらですか?

90%n₁ = 50E₁ = 2.499%
E₂ =
16.信頼区間むずかしい
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0490%

不良品の割合について事前には何もわかっていません。 割合の 90% 信頼区間の誤差の幅を 0.04 以下にするには、製品をいくつ n 検査する必要がありますか?

p = 0.5E = 0.0490%
n =
17.仮説検定と信頼区間ふつう
t −1.9901.99

学生 81 人の標本の平均点は 122.7、標本標準偏差は 20 です。H₀: μ = 120 に対する検定統計量 t を求めなさい。

μ₀ = 120x̄ = 122.7s = 20n = 81
t =
18.仮説検定と信頼区間むずかしい
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 3α = 0.01βσ = 11, 検出力 95%, n = ?

α = 0.01 の片側 z 検定で、平均の 3 単位のずれを検出力 95% で検出しなければなりません。標準偏差は 11 です。最小の標本サイズ n を求めなさい。

α = 0.01検出力 = 95%δ = 3σ = 11zα = 2.326zβ = 1.645
n =
19.線形回帰と相関ふつう
xy254146218271031xy510102030

表は x = 荷重 (kN) と y = 伸び (mm) の 5 組の対になった観測値を示しています。 ピアソンの相関係数 r を求めなさい。

n = 5
r =
20.線形回帰と相関むずかしい
xy366471575678786xy467080x = 6.5

表は x = 勉強時間 と y = 試験の得点 の 5 組の対になった観測値を示しています。 最小二乗直線 ŷ = a + b·x を用います。 新しい観測値 (6.5, 78) が得られました。その残差 e = y − ŷ を求めなさい。

n = 5(6.5, 78)
e =

3溶液

1.貨幣の時間価値

答え: PV = 500000 €

貨幣の時間価値:今日のお金は、利息を生むことができるため、後で受け取る同じ金額より価値があります。1 期あたりの利率 i で、金額は FV = PV·(1 + i)n のように増えます。等額の支払いの列(年金)は、各支払いを足し合わせて評価し、そこから年金の公式が得られます。

成長型永久年金

PV = C1/(r − g) = 20 000/(0.06 − 0.02) = 20 000/0.04 = €500 000.00

答え

PV = €500 000.00
2.貨幣の時間価値

答え: A = 192.1 €

貨幣の時間価値:今日のお金は、利息を生むことができるため、後で受け取る同じ金額より価値があります。1 期あたりの利率 i で、金額は FV = PV·(1 + i)n のように増えます。等額の支払いの列(年金)は、各支払いを足し合わせて評価し、そこから年金の公式が得られます。

月利と返済回数

i = 0.048/12 = 0.004
N = 12·6 = 72

返済額

等額 A の支払い N 回の現在価値は A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i です。これを借入額と等しくおいて A を求めます。

(1 + i)−N = 0.7502
A = 12 000·0.004/(1 − 0.7502) = €192.15

答え

A = €192.15
3.NPV と IRR

答え: NPV = −42857 €

正味現在価値:各キャッシュフローを要求収益率 r で現在まで割り引き、合計します:NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ。NPV > 0 のプロジェクトは r より多く稼ぎ、価値を生みます。内部収益率(IRR)は NPV = 0 となる利率です。

キャッシュフローの価値

PV = 11 000/(0.09 − 0.02) = 157 142.86

NPV

NPV = 157 142.86 − 200 000 = −€42 857.14

答え

NPV = −€42 857.14

NPV は負なので、このプロジェクトは要求収益率より少なくしか稼ぎません。

4.NPV と IRR

答え: MIRR = 21.01 %

修正 IRR:各流入を再投資利率(通常は資本コスト)でプロジェクトの終わりまで複利計算し、終価 TV を求めます。MIRR は初期投資を TV に変える利率です:MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1。

流入の終価

22 500·1.12 = 27 225.00
21 500·1.11 = 23 650.00
20 000·1.10 = 20 000.00
TV = 70 875.00

MIRR

MIRR = (70 875.00/40 000)1/3 − 1 = 21.01%

答え

MIRR = 21.01%
5.債券の価格と利回り

答え: HPR = 12.14 %

債券の価格:債券の価格は、そのキャッシュフローを最終利回り(YTM)で割り引いた現在価値です。クーポンは年金をなし、額面は満期に償還されます。P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ。利回りがクーポンレートより高いと債券は額面を下回る価格で取引され、低いと額面を上回る価格で取引されます。

購入価格

C = €80.00, i = 0.06, N = 9
€80.00·(1 − 0.5919)/0.06 + €1 000·0.5919 = €544.14 + €591.90 = €1 136.03

売却価格

C = €80.00, i = 0.05, N = 8
€80.00·(1 − 0.6768)/0.05 + €1 000·0.6768 = €517.06 + €676.84 = €1 193.90

保有期間利回り

HPR = (80 + 1 193.90 − 1 136.03)/1 136.03 = 12.14%

答え

HPR = 12.14%
6.債券の価格と利回り

答え: D = 4.603 年

デュレーション:マコーレー・デュレーションは、キャッシュフローの現在価値を重みとした、債券がキャッシュフローを支払う時点の加重平均です:D = Σ t·PVₜ/P。修正デュレーション D/(1 + y) は、利回りがわずかに変化したときの価格変化率を推定します:%ΔP ≈ −Dmod·Δy。

各キャッシュフローの現在価値

t = 1: 45/1.03 = 43.69, t·PV = 43.69
t = 2: 45/1.061 = 42.42, t·PV = 84.83
t = 3: 45/1.093 = 41.18, t·PV = 123.54
t = 4: 45/1.126 = 39.98, t·PV = 159.93
t = 5: 1045/1.159 = 901.43, t·PV = 4 507.13

デュレーション

P = 1 068.70
D = 4 919.13/1 068.70 = 4.603

答え

D = 4.603 年
7.CAPM と WACC

答え: WACC = 6.518 %

資本コスト:CAPM は株主の要求収益率を与えます:re = rf + β·(rm − rf)。加重平均資本コストは、株主資本と負債を時価で加重して組み合わせます:WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T)、ただし V = E + D。支払利息は税務上損金に算入できるので、(1 − T) がつきます。

ウェイト

V = €11 000 000, E/V = 0.5455, D/V = 0.4545

WACC

WACC = 0.5455·8% + 0.4545·6%·(1 − 0.21) = 6.518%

答え

WACC = 6.518%
8.CAPM と WACC

答え: WACC = 11.53 %

資本コスト:CAPM は株主の要求収益率を与えます:re = rf + β·(rm − rf)。加重平均資本コストは、株主資本と負債を時価で加重して組み合わせます:WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T)、ただし V = E + D。支払利息は税務上損金に算入できるので、(1 − T) がつきます。

時価

E = 2 500 000·€14.50 = €36 250 000
D = 5 000·€960 = €4 800 000

株主資本コスト(CAPM)

re = 2% + 1.5·7% = 12.5%

ウェイト

V = €41 050 000, E/V = 0.8831, D/V = 0.1169

WACC

WACC = 0.8831·12.5% + 0.1169·6%·(1 − 0.3) = 11.53%

答え

WACC = 11.53%
9.記述統計

答え: s = 13.67

記述統計:平均は合計を n で割ったもの、中央値は並べ替えたデータの真ん中の値です(n が偶数なら真ん中 2 つの平均)。標本標準偏差は s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z スコア z = (x − μ)/σ は、値が平均から標準偏差何個分離れているかを表します。

平均

x̄ = 187/5 = 37.4

偏差の 2 乗

Σ(x − x̄)² = (−21.4)² + 8.6² + (−0.4)² + 14.6² + (−1.4)² = 747.2

標準偏差

s = √(747.2/4) = 13.67

答え

s = 13.67
10.記述統計

答え: P = 0.3446

記述統計:平均は合計を n で割ったもの、中央値は並べ替えたデータの真ん中の値です(n が偶数なら真ん中 2 つの平均)。標本標準偏差は s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z スコア z = (x − μ)/σ は、値が平均から標準偏差何個分離れているかを表します。

標準化する

z = 0.4

標準正規分布表

Φ(0.4) = 0.6554
P = 1 − 0.6554 = 0.3446

答え

P = 0.3446
11.確率

答え: σ = 0.8047

離散確率変数:確率分布は、変数がとりうるすべての値 x とその確率 p(x) を並べたものです。確率は 0 と 1 の間にあり、合計は 1 になります。期待値(平均)は E(X) = Σx·p(x) で、長期的な平均です。分散は Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²、標準偏差は σ = √Var(X) です。一次変換 Y = aX + b では E(Y) = a·E(X) + b、Var(Y) = a²·Var(X)、σY = |a|·σX となり、定数を加えてもばらつきは変わりません。

平均

μ = 0·0.3 + 1·0.35 + 2·0.35 = 1.05

2 乗の平均

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.35 + 4·0.35 = 1.75

分散

Var(X) = 1.75 − 1.05² = 0.6475
σ = √0.6475 = 0.8047

答え

σ = 0.8047
12.確率

答え: P = 0.2013

確率:どの結果も同様に確からしいとき、P(A) = 該当する場合の数/全体の場合の数。独立な事象は掛け合わせます:P(A かつ B) = P(A)·P(B)。余事象がよく役立ちます:P(少なくとも 1 回) = 1 − P(1 回もない)。二項分布:成功確率 p の独立な試行を n 回行うと、P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ。

二項分布の公式

P(X = 3) = 120·0.23·0.87 = 120·0.008·0.2097 = 0.2013

答え

P = 0.2013
13.正規分布

答え: z = 1.15

面積から z へ戻る:Φ(z) は z の左側の面積です。左側の裾の面積 A なら、表で Φ(z) = A となる z を見つけます。右側の裾の面積 A なら Φ(z) = 1 − A です。−z から z の間の中央の面積 A なら、各裾に (1 − A)/2 が残るので、Φ(z) = (1 + A)/2 です。値 x には x = μ + zσ を使います。

z の左側の面積

Φ(z) = (1 + 0.7499)/2 = 0.8749

z 表を逆に読む

表の中で 0.8749 を見つけ、z を読み取ります。

z = 1.15

答え

z = 1.15
14.正規分布

答え: P = 0.9909

正規変数の和と差:X と Y が独立で正規分布に従うなら、X + Y と X − Y も正規分布に従います。平均は足したり引いたりします:E(X ± Y) = μX ± μY。分散は差の場合でも常に足します:Var(X ± Y) = σX² + σY²、したがって σ = √(σX² + σY²) です。標準偏差を直接足すことはありません。同じ分布に従う独立な n 個の合計は、平均 n·μ、標準偏差 σ·√n です。そのあとはいつもどおり標準化します:z = (x − 平均)/σ とし、Φ(z) を読み取ります。

差の分布

μ = 25.05 − 25 = 0.05 mm, σ = 0.02121 mm

標準化する

z = (0 − 0.05)/0.02121 = −2.36

確率

P = 1 − Φ(−2.36) = 0.9909

答え

P = 0.9909
15.信頼区間

答え: E₂ = 3.758

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

誤差の幅の比

E₂/E₁ = (2.576/1.645)·√(50/50) = 1.566

新しい誤差の幅

E₂ = 2.4·1.566 = 3.758

答え

E₂ = 3.758
16.信頼区間

答え: n = 423

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

n について解く

n = 1.645²·0.5·0.5/0.04² = 422.8

切り上げる

n = 423

答え

n = 423
17.仮説検定と信頼区間

答え: t = 1.215

平均の検定:検定統計量は、標本平均が H₀ で主張された値から標準誤差何個分離れているかを表します:σ が既知なら z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n)、標本から推定するなら t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)。信頼区間は x̄ ±(臨界値)·(標準誤差)です。

標準誤差

SE = 20/√81 = 20/9 = 2.222

検定統計量

t = (122.7 − 120)/2.222 = 1.215

答え

t = 1.215
t0.025; df = 80 = 1.99

|t| < 1.99 なので、有意水準 5%(両側)で H₀ は棄却されません。

18.仮説検定と信頼区間

答え: n = 213

検定に必要な標本サイズ:有意水準 α の片側 z 検定で、真のずれ δ を検出力 1 − β で検出するには、標準誤差が δ = (z_α + z_β)·σ/√n を満たす必要があるので、n = ((z_α + z_β)·σ/δ)² を切り上げます。

n について解く

n = ((2.326 + 1.645)·11/3)² = 212

切り上げる

n = 213

答え

n = 213
19.線形回帰と相関

答え: r = 0.9899

最小二乗回帰:x̄ と ȳ を平均とし、Sxx = Σ(x − x̄)²、Syy = Σ(y − ȳ)²、Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) とすると、直線 ŷ = a + b·x の傾きは b = Sxy/Sxx、切片は a = ȳ − b·x̄ なので、この直線は必ず (x̄, ȳ) を通ります。ピアソンの相関係数 r = Sxy/√(Sxx·Syy) は −1 から 1 の間の値をとります。r² は y の変動のうち直線で説明される割合です。

平均

x̄ = 30/5 = 6
ȳ = 98/5 = 19.6

平方和と積和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 130
Syy = Σ(y − ȳ)² = 431.2

相関係数

r = 130/√(40·431.2) = 0.9899

答え

r = 0.9899
20.線形回帰と相関

答え: e = −4.25

最小二乗回帰:x̄ と ȳ を平均とし、Sxx = Σ(x − x̄)²、Syy = Σ(y − ȳ)²、Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) とすると、直線 ŷ = a + b·x の傾きは b = Sxy/Sxx、切片は a = ȳ − b·x̄ なので、この直線は必ず (x̄, ȳ) を通ります。ピアソンの相関係数 r = Sxy/√(Sxx·Syy) は −1 から 1 の間の値をとります。r² は y の変動のうち直線で説明される割合です。

平均

x̄ = 25/5 = 5
ȳ = 376/5 = 75.2

平方和と積和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 47

回帰直線

b = 47/10 = 4.7
a = 75.2 − 4.7·5 = 51.7
ŷ = 51.7 + 4.7·x

予測値

ŷ = 51.7 + 4.7·6.5 = 82.25

残差

e = 78 − 82.25 = −4.25

答え

e = −4.25

点は直線より下にあります。

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