大学入試センター試験 2013年(平成25年) 追試 数学ⅡB 第5問 解説

(1)

Aは普通に足し算をして、70

解答ア:7, イ:0

Bは、Aを10で割って、7.0

解答ウ:7, エ:0

復習

分散s2は、
データの大きさをn
それぞれのデータをx1, x2, x3,  xn
平均値をx
としたとき、
s2=1n{(x1x)2+(x2x)2+(x3x)2+
            +(xnx)2}式A
s2=x2(x)2式B
だった。

今回は問題中の表にx2の合計が載っているので、式Bを使おう。
C=6501072
C=16

解答オ:1, カ:6, キ:0, ク:0

(2)

図A

大学入試センター試験2013年追試 数学ⅡB第5問 解説図A
大学入試センター試験2013年追試 数学ⅡB第5問 解説図A
大学入試センター試験2013年追試 数学ⅡB第5問 解説図A
大学入試センター試験2013年追試 数学ⅡB第5問 解説図A

まず、4つの相関図で、違っているところを見つけよう。
図Aで、4つの相関図で共通する点は黒で、異なる点は他の色で示した。なので、黒以外の点を確認しよう。

まず、0・3にあって1・2にない(x,z)=(14,10)の赤い点だけど、問題文の表を見ると3月のデータとして存在する。なので、1・2は除外。
次に、0と3で位置が違う、オレンジ色の点を確認しよう。問題文の表を見ると、x=2の点は(2,2)(2,3)の2つ。0にある(2,5)は存在しない。なので、0も除外。
以上より、当てはまるものは3である。

解答ケ:3


復習

相関係数について復習しておこう。
共分散をsxyとすると、
sxy=1n{(x1x)(y1y)+(x2x)(y2y)
            +(xnx)(yny)}式C
sxy=1nk=1nxkykxy式D
この共分散sxyを、x, yそれぞれの標準偏差の積で割った、
rxy=sxysxsy
が相関係数だった。

まずx,yの共分散sxyを求めるのだけれど、この問題では問題文中の表にxyの合計が載っている。なので、式Cよりも式Dを使った方が楽。
表より、
k=110xkyk=xyの合計=520
xy=xの平均値yの平均値=76
これを式Dに代入して、
sxy=11052076
sxy=10
これをx,yそれぞれの標準偏差で割ったものが、相関係数である。

復習

標準偏差sは、分散をs2とすると、
s=s2
だった。

表より、
xの標準偏差は16=4
yの標準偏差は9=3
だから、x,yの相関係数rxyは、
rxy=1043
rxy=56
rxy0.833

解答コ:0, サ:8, シ:3, ス:3

(3)

f(a)の式の{ }内部分を展開すると、
f(a)=110(y122ax1y1+a2x12
             +y222ax2y2+a2x22
             +
             +y1022x10y10+a2x102)
文字aについて、同類項をまとめて、
f(a)=110{(y12+y22++y102)
             2a(x1y1+x2y2++x10y10)
             +a2(x12+x22+x102)}式E

問題文中の表から、
x12+x22+x102=650
y12+y22++y102=450
x1y1+x2y2++x10y10=520
なので、式Eは、
f(a)=110(650a22520a+450)
f(a)=65a2252a+45
となる。

これを平方完成して、
f(a)=65(a45)2+175
である。

解答セ:6, ソ:5, タ:4, チ:5

よって、f(a)は、a=45のとき最小となる。


表B
焼却量(x) 発電量(y) z yz
1月 2 2 1.6 0.4
2月 2 3 1.6 1.4
3月 14 10 11.2 -1.2
4月 6 3 4.8 -1.8
5月 12 7 9.6 -2.6
6月 8 9 6.4 2.6
7月 7 5 5.6 -0.6
8月 11 11 8.8 2.2
9月 4 4 3.2 0.8
10月 4 6 3.2 2.8

このa=45のときのz(つまり45x)を予測発電量とし、y(つまり発電量)との差を考えようという。
表Bに各月のzyzを計算したものを示した。
蛇足だけど、zの計算は、x4をかけて5で割るより、8をかけて10で割った方が楽。

以下、表Bより、
10月の予測発電量は3.2

解答ツ:3, テ:2, ト:0

10月のyz2.8

解答ナ:2, ニ:8, ヌ:0

yzが最小になるのは、5月の2.6

解答ネ:5, ノ:2, ハ:6, ヒ:0

yzの値が1より小さい月は3か月あるので、ヒストグラムは2が正しい。

解答フ:2