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
期間01211 + EAR = ?21% / 2

クレジットカードの名目年利は 21%、半年複利です。実効年利率 EAR をパーセントで求めなさい。

r = 21%m = 2
EAR = %
2.貨幣の時間価値むずかしい
か月0123…60€20 000AAAA4.8% / 12, I = ?

€20 000 のローンを、年 4.8%、月複利で 5 年間の元利均等の月払いで返済します。ローン期間全体で支払う利息の合計 I はいくらですか?

P = €20 0004.8% / 12N = 60
I = €
3.NPV と IRRふつう
年01234−45 00011 00021 00010 00010 000

€45 000 の投資が、1 年目から 4 年目の各年末に次のキャッシュフローを生みます:€11 000, €21 000, €10 000, €10 000。資本コストは 8% です。正味現在価値 NPV を求めなさい。

r = 8%CF0 = −45 000CF1 = 11 000CF2 = 21 000CF3 = 10 000CF4 = 10 000
NPV = €
4.NPV と IRRむずかしい
年012−40 00027 50029 500

あるプロジェクトは €40 000 かかり、1 年目から 2 年目の各年末に €27 500, €29 500 を生みます。内部収益率 IRR をパーセントで求めなさい。

CF0 = −40 000CF1 = 27 500CF2 = 29 500
IRR = %
5.債券の価格と利回りふつう
年0123…9P€40€40€40 + €1 000

額面 €1 000 の債券が年 4% のクーポンを支払い、9 年後に満期を迎えます。最終利回りが 3.5% から 5% に変化します。債券価格はどれだけ ΔP 変化しますか?

F = €1 000クーポンレート = 4%n = 9y1 = 3.5%y2 = 5%
ΔP = €
6.債券の価格と利回りむずかしい
年0123…9€1 125€30€30 + €1 000

額面 €1 000、年クーポン 3% の債券が 9 年後に満期を迎え、€1 125 で売られています。最終利回り YTM をパーセントで求めなさい。

F = €1 000クーポンレート = 3%n = 9P = €1 125
YTM = %
7.CAPM と WACCふつう
βr (%)SMLrf​ = 3.5%β = 1rm​ = ?β = 1.6re​ = 13.1%

ベータ 1.6 の株式の要求収益率は 13.1% です。無リスク金利は 3.5% です。CAPM から導かれる市場の期待収益率 rm はいくらですか?

β = 1.6re = 13.1%rf = 3.5%
rm = %
8.CAPM と WACCむずかしい
WACC = ?自己資本1 000 000 × €41.00β = 0.6rf​ = 4%, rm​ = 10%負債5 000 × €1 050rd​ = 4.5%T = 20%

ある企業は1 株 €41.00 の株式 1 000 000 株と、1 口 €1 050 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 4.5%、税率は 20% です。株式のベータは 0.6、無リスク金利は 4%、市場収益率は 10% です。WACC を求めなさい。

β = 0.6rf = 4%rm = 10%rd = 4.5%T = 20%
WACC = %
9.記述統計ふつう
15202530354045

データの標本標準偏差 s を求めなさい:15, 36, 33, 41, 48, 36, 42。

n = 7
s =
10.記述統計むずかしい
z −2−1012

ある量は平均 60、標準偏差 5 の正規分布に従います。55 より大きい値の割合 P はいくつですか?

μ = 60σ = 5x = 55
P =
11.確率ふつう
n = 14k = 2N = ?

14 人のグループから 2 人の委員会を選ぶ方法 N は何通りですか?順序は問いません。

n = 14k = 2
N =
12.確率むずかしい
n = 11, p = 0.5: P(X = 4) = ?k01234567891011

あるテストには選択問題が 11 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 0.5 で正解します。ちょうど 4 問正解する確率 P はいくつですか?

n = 11p = 0.5k = 4
P =
13.正規分布ふつう
−3−2−10123zz の右側の色つき面積 = 0.6628

標準正規曲線の下で、z の右側の色つき面積が 0.6628 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 = 0.6628
z =
14.正規分布むずかしい
0.04 mm0D − d?

穴の直径 D は平均 25.04 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 0.02 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 = 25.04 mm, σ = 0.015 mm軸: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
15.信頼区間ふつう
n = 30, s = 6.5LUx̄ = 84.5E = ?90%

30 個からなる標本の平均は 84.5、標準偏差は s = 6.5 です。母集団はほぼ正規分布に従います。 平均の 90% 信頼区間の誤差の幅 E を求めなさい。

n = 30x̄ = 84.5s = 6.590%t(29) = 1.699
E =
16.信頼区間むずかしい
σ = 38, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1.595%

母標準偏差は 38 です。平均の 95% 信頼区間の誤差の幅を 1.5 以下にするには、どれだけの標本サイズ n が必要ですか?

σ = 38E = 1.595%
n =
17.仮説検定と信頼区間ふつう
−2.1312.131t = ?df = 15

16 人の従業員が研修の前後にタイピングテストを受けます。各人について差 d = 後 − 前(1 分あたりの単語数)を記録します。差の平均は 0.9、差の標準偏差は 1.5 です。H₀: μd = 0 の対応のある検定統計量 t を求めなさい。

n = 16d̄ = 0.9sd = 1.5
t =
18.仮説検定と信頼区間むずかしい
μ₀x̄c

H₀: μ = 80 対 H₁: μ > 80 の片側 z 検定を、α = 0.01、標本サイズ 36 で行います。標準偏差は 12 であることがわかっています。実際の平均は 86.6 です。 検定の検出力 1 − β をパーセントで求めなさい。

μ₀ = 80μ = 86.6σ = 12n = 36α = 0.01
1 − β = %
19.線形回帰と相関ふつう
xy356459564657766867xy4686065

表は x = 勉強時間 と y = 試験の得点 の 6 組の対になった観測値を示しています。 最小二乗直線の決定係数 r² を求めなさい。

n = 6
r² =
20.線形回帰と相関むずかしい
xy138355563777984xy5406080x = 4

表は x = 広告費(k€) と y = 売上高(k€) 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。 x = 4 のときの ŷ を予測しなさい。

n = 5x = 4
ŷ =

3溶液

1.貨幣の時間価値

答え: EAR = 22.1 %

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。

1 期あたりの利率

r/m = 0.21/2 = 0.105

1 年分の複利計算

EAR = (1 + 0.105)2 − 1 = 1.221 − 1 = 22.1%

答え

EAR = 22.1%

利息が年に複数回複利計算されるとき、EAR は常に名目利率より高くなります。

2.貨幣の時間価値

答え: I = 2536 €

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。

毎月の返済額

i = 0.004, N = 60
A = 20 000·0.004/(1 − (1 + 0.004)−60) = €375.59

利息の総額

I = N·A − P = 60·375.6 − 20 000 = €2 535.69

答え

I = €2 535.69
3.NPV と IRR

答え: NPV = −1522 €

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。

各キャッシュフローの現在価値

CF0 = −45 000
CF1/(1 + 0.08)1 = 11 000/1.08 = 10 185.19
CF2/(1 + 0.08)2 = 21 000/1.166 = 18 004.12
CF3/(1 + 0.08)3 = 10 000/1.26 = 7 938.32
CF4/(1 + 0.08)4 = 10 000/1.36 = 7 350.30

合計する

NPV = €−1 522.08

答え

NPV = €−1 522.08

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: IRR = 26.88 %

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。

IRR を挟み込む

利率が上がると NPV は下がるので、IRR は NPV が正の利率と負の利率の間にあります。

NPV(25%) = 880.00
NPV(30%) = −1 390.53

絞り込む

線形補間で最初の見積もりが得られます。これを繰り返す(または電卓の IRR 機能を使う)と正確な利率が得られます。

IRR ≈ 25 + 5·880.00/(880.00 − (−1 390.53)) = 26.94%
正確な値: NPV(26.88%) = 0 → IRR = 26.88%

答え

IRR = 26.88%
5.債券の価格と利回り

答え: ΔP = −109.1 €

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。

元の利回りでの価格

C = €40.00, i = 0.035, N = 9
€40.00·(1 − 0.7337)/0.035 + €1 000·0.7337 = €304.31 + €733.73 = €1 038.04

新しい利回りでの価格

C = €40.00, i = 0.05, N = 9
€40.00·(1 − 0.6446)/0.05 + €1 000·0.6446 = €284.31 + €644.61 = €928.92

変化

ΔP = 928.92 − 1 038.04 = −€109.12

答え

ΔP = −€109.12
6.債券の価格と利回り

答え: YTM = 1.505 %

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。

利回りの方程式

€1 125 = €30·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹

数値的に解く

P(1%) = €1 171.32, P(2%) = €1 081.62
YTM = 1.505%

答え

YTM = 1.505%
7.CAPM と WACC

答え: rm = 9.5 %

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。

市場リスクプレミアム

rm − rf = (13.1% − 3.5%)/1.6 = 6%

市場収益率

rm = 3.5% + 6% = 9.5%

答え

rm = 9.5%
8.CAPM と WACC

答え: WACC = 7.146 %

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 = 1 000 000·€41.00 = €41 000 000
D = 5 000·€1 050 = €5 250 000

株主資本コスト(CAPM)

re = 4% + 0.6·6% = 7.6%

ウェイト

V = €46 250 000, E/V = 0.8865, D/V = 0.1135

WACC

WACC = 0.8865·7.6% + 0.1135·4.5%·(1 − 0.2) = 7.146%

答え

WACC = 7.146%
9.記述統計

答え: s = 10.45

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 = 251/7 = 35.86

偏差の 2 乗

Σ(x − x̄)² = (−20.86)² + 0.1429² + (−2.857)² + 5.143² + 12.14² + 0.1429² + 6.143² = 654.9

標準偏差

s = √(654.9/6) = 10.45

答え

s = 10.45
10.記述統計

答え: P = 0.8413

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 = −1

標準正規分布表

Φ(−1) = 0.1587
P = 1 − 0.1587 = 0.8413

答え

P = 0.8413
11.確率

答え: N = 91

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。

組合せ

C(14, 2) = (14·13)/(2·1) = 91

答え

N = 91
12.確率

答え: P = 0.1611

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 = 4) = 330·0.54·0.57 = 330·0.0625·0.007813 = 0.1611

答え

P = 0.1611
13.正規分布

答え: z = −0.42

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 − 0.6628 = 0.3372

z 表を逆に読む

表の中で 0.3372 を見つけ、z を読み取ります。

z = −0.42

答え

z = −0.42
14.正規分布

答え: P = 0.9452

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 = 25.04 − 25 = 0.04 mm, σ = 0.025 mm

標準化する

z = (0 − 0.04)/0.025 = −1.6

確率

P = 1 − Φ(−1.6) = 0.9452

答え

P = 0.9452
15.信頼区間

答え: E = 2.016

平均の信頼区間:x̄ ± 誤差の幅。母集団の σ が既知なら誤差の幅は z·σ/√n、標本標準偏差 s しかなければ自由度 n − 1 の t を使って t·s/√n です。臨界値:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。誤差の幅を E 以下にするには n ≥ (z·σ/E)² が必要で、端数は切り上げます。

臨界値

df = n − 1 = 29, t = 1.699

誤差の幅

E = 1.699·6.5/√30 = 2.016

答え

E = 2.016
16.信頼区間

答え: n = 2466

平均の信頼区間:x̄ ± 誤差の幅。母集団の σ が既知なら誤差の幅は z·σ/√n、標本標準偏差 s しかなければ自由度 n − 1 の t を使って t·s/√n です。臨界値:z = 1.645(90%)、1.96(95%)、2.576(99%)。誤差の幅を E 以下にするには n ≥ (z·σ/E)² が必要で、端数は切り上げます。

n について解く

n = (1.96·38/1.5)² = 2465

切り上げる

標本サイズは整数であり、切り捨てると誤差の幅が大きくなりすぎます。

n = 2466

答え

n = 2466
17.仮説検定と信頼区間

答え: t = 2.4

Testing a mean: the test statistic measures how many standard errors the sample mean lies from the value claimed in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) when σ is known, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) when it is estimated from the sample. A confidence interval is x̄ ± (critical value)·(standard error).

差の平均の標準誤差

SE = 1.5/√16 = 0.375

検定統計量

t = 0.9/0.375 = 2.4

答え

t = 2.4

df = 15 のとき、両側 5% の臨界値は 2.131 です。|t| の方が大きいので、H₀ は棄却されます。

18.仮説検定と信頼区間

答え: 1 − β = 83.5 %

検定の検出力:検出力 = 1 − β は、H₀ が誤っているときに H₀ を棄却する確率です。μ₀ と z_α から境界値 x̄c を求め、真の平均を使って x̄c を超える確率を計算します:z = (x̄c − μ)/(σ/√n)。

臨界標本平均

SE = 12/√36 = 2
x̄c = 80 + 2.326·2 = 84.65

真の平均のもとでの z

z = (84.65 − 86.6)/2 = −0.974

電力

検出力 = P(Z > −0.974) = 83.5%
1 − β = 83.5%

答え

1 − β = 83.5%
19.線形回帰と相関

答え: r² = 0.5992

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 = 33/6 = 5.5
ȳ = 369/6 = 61.5

平方和と積和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 34.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 113.5

決定係数

r² = 34.5²/(17.5·113.5) = 0.5992

答え

r² = 0.5992

y の変動の約 59.92% が直線で説明されます。

20.線形回帰と相関

答え: ŷ = 57.7

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 = 317/5 = 63.4

平方和と積和

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 228

回帰直線

b = 228/40 = 5.7
a = 63.4 − 5.7·5 = 34.9
ŷ = 34.9 + 5.7·x

予測

ŷ = 34.9 + 5.7·4 = 57.7

答え

ŷ = 57.7

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