大学入学共通テスト 2023年(令和5年) 本試 数学Ⅰ 第3問 解説

(1)

最初に四分位数などの復習だ。

復習

第1四分位数 データの下位半分の中央値。
データの大きさが奇数のときは、全体の中央値を除いて偶数にし、その下位半分の中央値をとる。

第2四分位数 中央値に等しい。
データの大きさが偶数のときには、中央2数の平均値。

第3四分位数 データの上位半分の中央値。
データの大きさが奇数のときは、全体の中央値を除いて偶数にし、その上位半分の中央値をとる。

四分位範囲 第3四分位数第1四分位数。

範囲 最大値最小値。

復習より、52市のデータを小さい順に並べると、図Aができる。

図A
大学入学共通テスト2023年本試 数学Ⅰ第3問 解説図A

図Aのように、
中央値(第2四分位数)は、小さい方から(大きい方からでもいいけど)26番目と27番目の値の平均値 第1四分位数は、小さい方から13番目と14番目の値の平均値 第3四分位数は、大さい方から13番目と14番目の値の平均値 だ。

問題文中の図1を見ると、

小さい方から26番目の値も27番目の値も2200以上2600未満の階級に含まれるから、中央値は2200以上2600未満

解答ア:3

小さい方から13番目の値も14番目の値も1800以上2200未満の階級に含まれるから、第1四分位数は1800以上2200未満

解答イ:2

大きい方から13番目の値も14番目の値も3000以上3400未満の階級に含まれるから、第1四分位数は3000以上3400未満

解答ウ:5

であることが分かる。

を図にすると、図Bになる。

図B
大学入学共通テスト2023年本試 数学Ⅰ第3問 解説図B

復習より、四分位範囲は 第3四分位数第1四分位数。
第3四分位数はオレンジの階級に、第1四分位数は緑の階級に含まれるから、その差は
800より大きく1600より小さい ことが分かる。

解答エ:1

(2)

(i)

さらに、箱ひげ図の復習をしておこう。

復習

大学入学共通テスト2023年本試 数学Ⅰ第3問 復習図

復習が終わったところで解答群を見るんだけど、⓪とか ぱっと目では分からないのは後回しだ。
分かりやすい選択肢だけ先に見よう。

範囲は、最大値最小値。
図2と図3では明らかに範囲が異なる。
なので、不適。

図2の地域Eの中央値よりも、図3の地域Wの中央値の方が大きい。
というわけで、見つけた。これが正解だ。

解答オ:2

余談

正解は見つけたし、⓪と③は放っておいてもいいんだけど、せっかくなので解説しておく。

地域Eは19市なので、第1四分位数は小さい方から5番目の値だ。
図2を見ると、第1四分位数は2000よりもちょっとだけ大きい値だから、小さい方から5番目は2000より大きい。
なので、不適。

地域E
図2を見ると中央値は2600未満だから、地域Eの19市のうち小さい方から10番目の値は2600未満である。
よって、19市のうち少なくとも10市は2600未満だ。
したがって、地域Eの2600未満の市の割合は、12より大きい。
地域W
図3を見ると中央値は2600より大きいから、地域Wの33市のうち小さい方から17番目の値は2600より大きい。
よって、33市のうち2600未満なのは、多くても16市。
したがって、地域Eの2600未満の市の割合は、12より小さい。
なので、不適。

(ii)

問題文は長いけれど、問われているのは単に分散の計算方法だ。

復習

分散とは、偏差の2乗の平均値である。

復習より、正しい選択肢は

である。

解答カ:2

(3)

(i)

相関係数の復習をしておこう。

復習

データ{x1,x2,,xn}{y1,y2,,yn}があり、
それぞれの標準偏差をsxsy {x}{y}の共分散をsxy とするとき、{x}{y}の相関係数rxy
rxy=sxysxsy
である。

この問題も問題文は長いけれど、要約すると「表1から相関係数を求めよ」の一言ですむ。

復習より、求める相関係数をrとすると、
r=124000590570

途中式 r=12405957
r=12403363
r0.3687
なので、正解は解答群の

である。

解答キ:7

(ii)

データの変換についての復習もしておこう。

復習

データx
平均値が x 分散が sx2 標準偏差が sx であるとする。

データのすべてをa倍してbを加え
y=ax+b
として新しいデータをつくったとき、データy
平均値 y=ax+b 分散 sy2=a2sx2 標準偏差 sy=|a|sx となる。

復習より、xの分散sx2
sx2=xの分散10002
になるので、問題文中の表1より
sx2=34810010002
である。

解答ク:0


また、相関係数について復習すると、

復習

データxyを使って、新しいデータxy
{x=ax+by=cx+d(a0y0)
と定める。

このとき、
xyの相関係数と xyの相関係数は等しい。

だった。

復習より、に入るのは、解答群のうちの

である。

解答ケ:2