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東邦大学/2023年度/一般

東邦大学 2023年 数学 第8問解答・解説

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1問題

東邦大学2023年度第8問

共通指示:問題は1から10までの10問です。解答は解答用マークシートに記入してください。問題の文中の アイ\text{アイ},ウエオ\text{ウエオ} などには,符号 (-),または数字 (0∼9)(0\sim9) が入ります。ア,イ,ウ,…の一つひとつは,これらのいずれか一つに対応します。それらを解答用マークシートのア,イ,ウ,…で示された解答欄にマークして答えなさい。分数形で解答する場合は,それ以上約分できない形で答えなさい。また,符号は分子につけ,分母につけてはいけません。根号を含む形で解答する場合は,根号の中に現れる自然数が最小となる形で答えなさい。

8 2つの変量の組 (x,y)(x,y) についてのデータがあり,変量 xx の分散は9,変量 yy の分散は4,xx と yy の相関係数 rr は 0≦r≦10\leq r\leq1 の範囲の値をとることがわかっている。このとき,xx と yy の共分散 CC のとり得る値の範囲は ア≦C≦イ\text{ア}\leq C\leq\text{イ} である。また,変量 zz を z=x−yz=x-y で定めるとき,zz の分散 VV のとり得る値の範囲は ウ≦V≦エオ\text{ウ}\leq V\leq\text{エオ} である。

まずは自分で解いてみましょう。詰まったら「考え方」、解けたら「答え」で確かめられます。

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる
  • 0≦C≦6,1≦V≦13.0\le C\le6,\qquad 1\le V\le13.

3解答

解答を見る途中式つきの解答

標準偏差は σx=3\sigma_x=3、σy=2\sigma_y=2 である。相関係数と共分散の関係 C=rσxσyC=r\sigma_x\sigma_y より C=6r.C=6r. 0≦r≦10\leq r\leq1 なので 0≦C≦60\leq C\leq6。

また、z=x−yz=x-y だから分散の公式より V=Var⁡(x−y)=Var⁡(x)+Var⁡(y)−2C=9+4−2C=13−2C.V=\operatorname{Var}(x-y)=\operatorname{Var}(x)+\operatorname{Var}(y)-2C=9+4-2C=13-2C. CC が 00 から 66 まで動くと VV は 1313 から 11 まで減少する。従って 1≦V≦131\leq V\leq13。

この問題で使う考え方

  • 相関係数
  • 分散と標準偏差

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