分散・平均偏差・違いを徹底解説!データのばらつきを正しく理解する基礎講座

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分散・平均偏差・違いを徹底解説!データのばらつきを正しく理解する基礎講座
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小林聡美

名前:小林 聡美(こばやし さとみ) ニックネーム:さと・さとみん 年齢:25歳 性別:女性 職業:季節・暮らし系ブログを運営するブロガー/たまにライター業も受注 居住地:東京都杉並区・阿佐ヶ谷の1Kアパート(築15年・駅徒歩7分) 出身地:長野県松本市(自然と山に囲まれた町で育つ) 身長:158cm 血液型:A型 誕生日:1999年5月12日 趣味: ・カフェで執筆&読書(特にエッセイと季節の暮らし本) ・季節の写真を撮ること(桜・紅葉・初雪など) ・和菓子&お茶めぐり ・街歩きと神社巡り ・レトロ雑貨収集 ・Netflixで癒し系ドラマ鑑賞 性格:落ち着いていると言われるが、心の中は好奇心旺盛。丁寧でコツコツ型、感性豊か。慎重派だけどやると決めたことはとことん追求するタイプ。ちょっと天然で方向音痴。ひとり時間が好きだが、人の話を聞くのも得意。 1日のタイムスケジュール(平日): 時間 行動 6:30 起床。白湯を飲んでストレッチ、ベランダから天気をチェック 7:00 朝ごはん兼SNSチェック(Instagram・Xに季節の写真を投稿することも) 8:00 自宅のデスクでブログ作成・リサーチ開始 10:30 近所のカフェに移動して作業(記事執筆・写真整理) 12:30 昼食。カフェかコンビニおにぎり+味噌汁 13:00 午後の執筆タイム。主に記事の構成づくりや装飾、アイキャッチ作成など 16:00 夕方の散歩・写真撮影(神社や商店街。季節の風景探し) 17:30 帰宅して軽めの家事(洗濯・夕飯準備) 18:30 晩ごはん&YouTube or Netflixでリラックス 20:00 投稿記事の最終チェック・予約投稿設定 21:30 読書や日記タイム(今日の出来事や感じたことをメモ) 23:00 就寝前のストレッチ&アロマ。23:30に就寝


はじめに:分散と平均偏差って何?

データの世界には「ばらつき」を測る指標がいくつかあります。代表的なのが分散平均偏差です。分散は「データが平均からどれだけ離れているか」を数値化し、それを二乗した平均として表します。平均偏差、一般には平均絶対偏差(MADと呼ばれることが多い)といわれることが多いですが、ここでは平均偏差という呼び方を使います。両方ともデータがどれだけ散らばっているかを教えてくれますが、計算の仕方と感じ方が違います。

では早速、具体的なデータを見てみましょう。あるクラスのテスト点が次のように並んでいるとします。2, 4, 6, 8, 10。平均は6です。ここから「ずれ」を見て、ばらつきの正体を探っていきます。

分散の考え方は、各データが平均からどれだけ離れているかを「二乗してから平均する」ことです。二乗する理由は、正と負の差が打ち消されないようにするためです。これが分散の直感的なイメージです。公式は以下の通りです。

母集団分散: (1/N) ∑ (x_i − μ)^2
標本分散: (1/(n−1)) ∑ (x_i − x̄)^2

平均偏差は差の絶対値を平均化します。MADとも呼ばれ、単位は元のデータと同じになります。公式は以下のとおりです。

平均偏差: (1/N) ∑ |x_i − μ|

次に、同じデータを使って両者の違いを数値で確認してみましょう。データ 2, 4, 6, 8, 10 の場合、平均は6です。各差は -4, -2, 0, 2, 4 です。これを二乗すると 16, 4, 0, 4, 16 で、合計は40。母集団分散は 40/5 = 8、標本分散は 40/4 = 10、標準偏差は sqrt(8) ≈ 2.83、MAD は |−4|+|−2|+|0|+|2|+|4| = 12、MAD = 12/5 = 2.4 となります。数値だけを見ると、分散は単位がデータの二乗になり、MAD は元のデータと同じ単位になって、感覚が少し違って見えることがわかります。

この例から見えるように、分散は「ばらつきを二乗で捉える」ため、外れ値があると影響を大きく受けます。MADは外れ値の影響が分散ほど強くは出ません。現場では、この性質の違いを利用して、データの性質に合わせて指標を選ぶことが大切です。

以下の表は、分散と平均偏差の要点を簡単に比べたものです。

(表の下に続く)

<table><th>指標特徴分散データが平均からどれだけ離れているかを「二乗」で合計・平均。外れ値に敏感。単位が元データの二乗になる。平均偏差データが平均からどれだけ離れているかを「絶対値」で合計・平均。外れ値に比較的強い影響が少ない。単位は元データと同じ。table>

このように、同じデータを説明するのに、分散とMADは別々の視点を提供します。次のセクションでは、実務での使い分けのコツと注意点を詳しく見ていきます。

分散と平均偏差の違いを実務でどう使い分けるか

実務では、データ分析の目的に応じて、分散とMADのどちらを使うかを決めます。以下のポイントを覚えておくと、判断が楽になります。

  • データが正規分布に近く、"平均とばらつき"を素直に比較したいときは、分散・標準偏差が直感的に理解しやすい。
  • 外れ値が多いデータや、安全側の解釈を優先したいときは、MADが堅牢で扱いやすい。
  • 比較対象が複数あり、同じ基準でばらつきを評価したいときは、両方をセットで見ると特徴が見えやすい。

なお、分散とMADは、データの集まり方を表す「ばらつきの感覚」を違う角度から教えてくれる優秀な道具です。どちらが正しいというよりは、目的に応じて使い分けることが大切です。

まとめと実務のヒント

ポイントをまとめると次のとおりです。

分散は外れ値に敏感で、単位が元データの二乗になる

MADは外れ値に対して頑健で、元データと同じ単位になる

分析の目的をはっきりさせ、必要に応じて両方を使い分けましょう。

ピックアップ解説

koneta: ある日、友達と数学の話をしていて『分散って何?』と尋ねられた。私はカフェの紙ナプキンにデータの点を書き、こう説明した。『分散はデータの散らばりを測る数字で、中心からの差を二乗した差の平均で見るんだ』。友達はすぐにはピンと来なかったが、実際の生活の例を挙げると理解が深まった。テストの点数を例にすると、極端に大きい点や小さい点があると分散は大きく変わる。これに対してMADは外れ値の影響を受けにくい性質があり、データにバラつきが多いときにはこちらが安定して見える。結局、データを比べる目的に合わせて、分散とMADの両方を使い分けるのがコツだと実感した。まさにデータの“散らばり”は、数学だけの話ではなく、身の回りの出来事を読む力にもつながるのだ。


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