このお菓子くじは本当に20%で当たる?

ここまでで仮説検定の基本を学びました。
ここからは、実際の例を使って考えてみましょう。

どんな例ですか?

お祭りの屋台でお菓子くじを引くことにしました。

このくじは「当たりは20%」と書いてあります。

くじって楽しいですよね。

でも、お祭りの屋台って絶対20%の確率で当たっていないと思う。

でも、そう思うだけで実際に20%の確率で当たるっていうのは、嘘なのか本当なのかわんないよね?

そういうときに、その当たり確率が本当か検証するのが仮説検定です。

それでは、20%の確率で当たるのかどうか、仮説検定で確かめましょう。

1. 仮説を立てよう

20%の確率って、平均して5回に1回は当たるということですよね。

そうですね。
まず、この表示が正しいと仮定して考えます。

問題1

今回立てる仮説(帰無仮説)として正しいと思う方を選んでください。

2. アンケート結果と予想を比べよう

実際にこのくじを引いた人にアンケートを取りました。

屋台でこのくじを引いた人に聞いたところ、50人から回答が集まりました。

結果 人数
当たり 5人
はずれ 45人
合計 50人

あれ?当たり20%なら、もっと当たりそうですよね。

予想される当たり人数

50 × 0.2 = 10人

0 5 10 15 20 25 予想 10人 実際 5人

予想は10人くらいなのに、実際は5人しかいません。

問題2

この結果をみて「このくじの当たり確率は20%である」と言えるかどうか、直感で思った意見を答えましょう。

最大 200 文字

3. p値を求めよう

そこで、「本当に当たり20%だとしたら、50人中5人以下しか当たらないことは、どのくらい起こりにくいのか」を考えます。

その結果がどのくらい起こりにくいかを表した値がp値です。

当たりが20%としたときに、当たりの人数ごとの確率は次のようになります。

当たり人数 確率
0人 0.001%
1人 0.017%
2人 0.096%
3人 0.339%
4人 0.879%
5人 1.790%
6人 3.022%
7人 4.318%
8人 5.398%
9人 5.998%
10人 5.998%

この確率表からp値を求めます。

そういえば、「p値」の計算をする時は、「多い場合」も「少ない場合」も考えたよな?

あ、確かに。

コイントスのときは、表が多すぎる場合と少なすぎる場合の両方を足したよね。

いいところに気づきましたね。

今回検証したいのは、「当たりが少なすぎるのではないか」という点です。

なるほど。

だから今回は、少ない方だけを考えれば良いってことかな?

そうだよね。片側検定っていうのだよね。

その通りです。

そのため、p値は 0人〜5人 の確率を足して求めます。

問題3

p値を求めてみましょう。

ヒント

この問題では、5人以下が当たる確率を考えます。

そのため、p値は0人〜5人の確率を足して求めます。

4. 有意水準と比べて結論を考えよう

p値が求められたら、次はその値を見て終わりではありません。
有意水準と比べて判断することが大切です。

有意水準って、結果がめずらしいかどうかを判断するための基準だったよな。

その通りです。
今回は、有意水準を 5% として考えます。

有意水準 = 5%

ということは、p値が5%より小さいかどうかを見ればいいんですね。

はい。
p値が有意水準より小さいなら、その結果は 偶然では起こりにくいと判断します。

逆に、p値が5%より大きければ、たまたま起こった可能性もあるということですね。

その通りです。
つまり、p値と有意水準を比べることが、結論を出すためのポイントになります。

問題4

前の問いで求めた p値 を 5% と比べて、今回の結果が「偶然では起こりにくい」と言えるか考えましょう。

その理由

最大 300 文字

なるほど⋯。

p値が5%より小さいから、「この結果は偶然では起こりにくい」ってことなんですね。

つまり、この結果だけでは「このくじは当たり確率は20%」とは言えないってことか。

その通りです。

今回は、「20%で当たる」という仮説は棄却されるという結果になります。

仮説検定では、

・仮説を立てる
・データを集める
・結果がどれくらい珍しいか(p値)を調べる
・基準(有意水準)と比べて判断する

という流れで、 データをもとに冷静に判断する ことが大切です。

これなら、「なんとなく怪しい」じゃなくて、ちゃんと理由をもって判断できますね!

※この再現版では提出は行いません(送信先は未接続です)

Well done!

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