標準偏差・分散
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この記事で扱う統計知識
標準偏差・分散をわかりやすく事例で解説
1.とあるサラリーマンの1日
ガタンゴトン。
時刻は8時15分。
朝の通勤電車。車内はいつも通りの満員だ。
あなたは都内で働くサラリーマン。毎朝A線に乗って会社へ向かうが、この路線はよく遅れる。
今日も発車から3分後、車内アナウンスが流れた。
「前の列車が遅れているため、しばらく停車いたします」
スマホで時間を確認する。8時18分。会議は9時。余裕はある、はずだ。でも「しばらく」って何分だ。5分か、10分か、それとも30分か。
隣のB線に乗り換えれば間に合うかもしれない。でも乗り換えに5分かかる。もしA線がすぐ動いたら逆に遅くなる。
動くのか、動かないのか。
判断できないまま、時間だけが過ぎていく。
実はA線とB線、1ヶ月の平均遅延は同じ「2分」だ。でもA線は「ほぼ毎日2分前後」、B線は「定刻の日が多いが、月に2〜3回30分以上遅れる」。
平均は同じ。でも信頼できる路線は明らかにA線だ。
移動したくなる気持ちは強いが、ここは動かない方が得策である。
時計は12時02分を指していた。
昼休みは1時間。13時には社外とのミーティングが控えている。遅刻は許されない。
あなたはビルを出て、いつもの選択を迫られる。
左に曲がれば定食屋。いつも混んでいるが、回転が速い。待ち時間は「だいたい10分くらい」と言われている。ただし先週は5分で入れた日もあれば、25分待った日もあった。
右に曲がればチェーンのカフェ。ランチセットは味が普通だが、
待ち時間はなく注文してから必ず8〜12分で出てくる。誰が来ても、何時に来ても、ブレない。
今日はミーティングがある。右に曲がる。
平均待ち時間が同じでも、ばらつきが大きい店は「今日は選べない日」がある。
21時45分。玄関のドアを開けた。
疲れた。本当に疲れた。
スーパーで買い物をする気力はない。冷蔵庫を開けても、使えそうな食材が思い浮かばない。
スマホを取り出してUber Eatsを開く。
いつも頼むラーメン屋。配達時間の表示は「30分」。
30分か。お風呂、先に入れるかな。
でも先月、このお店で痛い目にあった。アプリには「30分」と表示されていたのに、実際は55分かかった。その間ずっとアプリを眺めて、お腹を空かせながら待ち続けた。
あの日以来、このお店を頼むときは風呂に入れない。
別のお店を探す。少し値段は高いが、いつも表示時間の±5分以内に届く店。
待ち時間は同じ「30分」だが、今日はこっちにしよう。
同じ「30分」でも、信頼できる30分とそうでない30分がある。
- 電車の遅延。
- ランチの行列。
- Uber Eatsの配達時間。
3つに共通しているのは何か。
それは、平均値は同じなのに、信頼性が全く違うということである。
2. ばらつきを数値にしたのが「標準偏差」
この「信頼性の差=ばらつきの大きさ」を数値で表したのが標準偏差(と分散)だ。
| 標準偏差 小 | 標準偏差 大 | |
|---|---|---|
| 電車 | 毎日2分遅れ | 定刻か30分遅れか |
| ランチ | 毎回8〜12分 | 5分か25分か |
| Uber | 毎回±5分 | 25分か55分か |
| 営業 | 毎月安定して25% | 10%の月も40%の月も |
- 標準偏差が小さい=信頼できる
- 標準偏差が大きい=読めない
3. 図でわかりやすく見てみる
Uber Eatsの2つの店を数値で比較するとこうなる。
平均配達時間はA店、B店いずれも30分。
箱ひげ図を見ると、B店の「読めなさ」が一目で分かる。
4. 計算式
分散()
標準偏差()
計算式は参考程度でOK。 生成AIに数値を渡せば10秒くらいで計算してくれる。
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