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科目の概要

数理統計では統計学の知識を深め、より高度な理論を学ぶ。まずは初等統計学の復習から始め、確率変数と確率分布について理解を深める。その上で、多次元の確率分布や各種の確率分布を知り、それらの特性や関連性を把握する。極限定理、標本分布などの理論に触れ、十分統計量、尤度関数等を通じて最新の統計理論を学ぶ。また、統計的推測や仮説検定、区間推定等の枠組みを学び、それらの手法を使った具体的な統計解析も行う。最後には線形単回帰や重回帰、分散分析など実践的な話題も扱う。統計学の理論と応用を両方学び、データ分析の幅を広げることを目指す。

科目情報

履修想定年次
3年次
単位数
2単位
開講Q
2Q、4Q
科目区分
選択
授業の方法
オンデマンド科目
評価方法
確認レポート 50% , 単位認定試験 50%
科目コード
MTH-3-C1-0204-005
到達目標
数理統計を通じて、様々な統計モデルを理解し適用する力を身につける。確率変数や確率分布、極限定理、標本分布などの統計学的概念を理解し、それらを利用してデータを分析する能力を養う。尤度関数や情報量など、統計的推測に必要な概念を修得し、それらを用いて統計的検定や線形回帰分析を行う力を身につける。これらの知識を元に、統計的な問題解決能力を獲得する。
教科書・参考書
  • 【教科書】オリジナル教材【参考書】現代数理統計学の基礎(久保川達也/共立出版)2017
授業時間外の学修
各回の授業内容は繰り返し見返し、各回二時間ほど復習を行ってください。また、次回の学修内容についてもあらかじめ不明な単語や前提となる知識をWebで調べるなどして各回三時間ほど予習を行ってください。
特記事項
順次公開予定

授業計画

1
ガイダンス

統計学の基礎を復習し、事象と確率、条件付き確率と独立性について理解を深める。また数理統計の目標を確認する。

2
確率変数と確率分布

確率変数や確率密度関数の理解を深め、期待値と分散の計算法について学ぶ。また、離散分布と連続分布の違いを理解し、母関数の重要性を学ぶ。

3
確率変数の扱い

多次元の確率分布や同時分布、周辺分布の理解を深め、変数変換や共分散、相関係数の扱い方を学ぶ。また、確率変数の和の分布についても探る。

4
種々の確率分布

二項分布やポアソン分布、正規分布、指数分布、多次元正規分布といった種々の確率分布を学び、それぞれの特性と応用方法を理解する。

5
極限定理

大数の弱法則や中心極限定理など、極限定理に関する主要なトピックを学修する。また、二項分布の正規近似やポアソン近似、大偏差原理を通じて、これらの理論がどのように実際のデータ分析に応用されるかを理解する。

6
標本分布

統計学の基礎である、「母集団と標本」の理解を深める。さらに、「t分布」「χ2乗分布」「F分布」の各種分布と「順序統計量」を通じて、標本分布について学び、統計的推論の基礎能力を身につける。

7
十分統計量

「十分統計量」や「分解定理」などの統計学の基本概念を修得し、「統計的決定理論」の一部としての十分統計量について学ぶ。さらに、「完備十分統計量」と「最小十分統計量」を通じて、統計的な情報の効率的な抽出方法を理解する。

8
尤度と情報量

尤度関数の理解と計算方法を学修し、スコア関数とフィッシャー情報量の関連性を深く熟知する。さらにKL情報量、クラメールラオの不等式を通して情報量規準の実用性とその重要性を確認する。

9
統計的推測

統計的推測を通じて、不偏性と一致性の理解を深め、不偏推定量とフィッシャー情報量の関係を理解する。また、最尤推定の手法とその性質を学ぶ。

10
検定の枠組み

仮説検定の理解を深め、両側検定と片側検定の違いを理解する。さらに、t検定、F検定、p値と検出力について学修し、検定の枠組み全体を把握する。

11
種々の検定法

尤度比検定、ワルド検定、スコア検定、χ2乗検定など、種々の検定法を深く理解し、その適用方法を学ぶ。一様最強力検定を通じて、統計的な判断力を養う。

12
統計的区間推定

信頼区間の概念やその構成方法、解釈と評価を学び、統計的な区間推定について理解を深める。具体的な区間推定の例を通じて、理論と実践の結びつきを認識する。

13
線形単回帰

線形単回帰モデルを通じて最小2乗推定量を理解する。回帰係数の検定と予測区間の理論も学ぶ。さらに決定係数と残差分析を使い、データ分析の実践力を養う。

14
線形重回帰と分散分析

線形重回帰モデルと最小2乗推定量を学び、回帰係数の検定を理解する。さらに一元配置分散分析と二元配置分散分析について学修し、統計分析の知識を深める。

15
様々な話題

統計的手法を多角的に学ぶ。ノンパラメトリック法やベイズ統計をはじめ、不完全データの扱い、モンテカルロシミュレーション、統計的決定理論の理解を深める。

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