モーメント

モーメント(英:Moment)は物理学のモーメントから生じたもので、
確率変数のべき乗に対する期待値で定義される要約統計量である。
べき乗の指数nに応じて「一次のモーメント」「二次のモーメント」...「n次のモーメント」とも呼ばれ、以下の対応関係にある。

  • 一次のモーメント=平均
  • 二次のモーメント=分散
  • 三次のモーメント=歪度
  • 四次のモーメント=尖度

平均

平均(英:Mean)は、 データ $ x_1, x_2, ..., x_n $ に対して下式で定義される。 $$ \displaystyle 平均 \mu ={\frac {1}{n}}\textstyle \sum \limits _{i=1}^{n}(x_{i}-{\overline {x}}) $$

分散

分散(英:Variance)は、 データ $ x_1, x_2, ..., x_n $ に対して下式で定義される。
データのバラツキの大きさを示す。 $$ \displaystyle 分散 \sigma^2 ={\frac {1}{n}}\textstyle \sum \limits _{i=1}^{n}(x_{i}-{\overline {x}})^{\color{red}{2}} $$

標準偏差

標準偏差(英:Standard deviation, SD)は、 データ $ x_1, x_2, ..., x_n $ に対して下式で定義される。
分散は二乗した値のため、元データと次元が異なっているため、バラツキの大きさが直感的につかめない。
このため、分散の平方根をとることで標準偏差と元データの次元を合わせることで、バラツキの大きさを直感的に把握しやすくしたものが標準偏差である。 $$ \displaystyle 標準偏差 \sigma = \sqrt{分散 \sigma ^ 2} $$

歪度

歪度(英:Skewness)は、 データ $ x_1, x_2, ..., x_n $ に対して下式で定義される。
データ分布の左右の歪み度合を示す。 $$ \displaystyle 歪度={\frac {1}{n}}\textstyle \sum \limits _{i=1}^{n}(x_{i}-{\overline {x}})^{\color{red}{3}} $$

尖度

尖度(英:Kurtosis)は、 データ $ x_1, x_2, ..., x_n $ に対して下式で定義される。
データ分布の「ピークの尖り具体と裾野の広がり具合」を示す。 $$ \displaystyle 尖度={\frac {1}{n}}\textstyle \sum \limits _{i=1}^{n}(x_{i}-{\overline {x}})^{\color{red}{4}} $$

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