正規分布計算機

任意の平均と標準偏差から、正規分布の PDF、CDF、上側確率、区間確率、z スコアを計算します。

正規分布の確率
分布と区間を指定すると、下限値での結果と区間全体の結果をまとめて表示します。

正規分布について

正規分布は左右対称の釣鐘形をした連続確率モデルです。平均が中心を、標準偏差が中心周辺の値の広がりを決めます。多くの測定誤差、生物学的特徴、試験得点の集計、標本統計量は近似的に正規分布に従うため、統計学やデータ分析で重要な役割を果たします。この計算機は任意の有限の平均と正の標準偏差に対応します。 確率密度関数 PDF は下限値 x における曲線の高さです。連続変数がある一点と完全に等しくなる確率はゼロなので、密度そのものは確率ではありません。確率は曲線の下の面積です。累積分布関数 CDF は x の左側の面積 P(X <= x) を示します。上側確率は右側の相補的な面積 P(X > x) で、一から CDF を引いた値です。 範囲を計算するには、x を下端点とし、x 以上の上端点を入力します。上端点の累積確率から下端点の累積確率を引きます。例えば標準正規分布のゼロから一までの面積は約 0.3413 です。対称性によりマイナス一からゼロまでも同じで、正規母集団の約 68.27% が平均から上下それぞれ一標準偏差以内に入ります。 z スコアは x から平均を引き、標準偏差で割って標準化した値です。ゼロなら平均と一致し、一なら平均より一標準偏差上、マイナス二なら二標準偏差下です。標準化すると、単位の異なる分布を共通の正規 CDF で評価できます。面積の計算には、広く使われている誤差関数の数値近似を用います。 正規モデルは有力ですが、機械的に適用すべきではありません。強い歪み、裾の重さ、複数の山、厳しい境界、影響の大きい外れ値があると誤解を招きます。正規確率はモデルを表すもので、実際の母集団についての証明ではありません。データの生成背景を確認し、観測値があれば診断プロットを使いましょう。離散的な計数には連続性補正が適する場合があり、二項分布、ポアソン分布、t 分布などのほうが実際の過程に合うこともあります。

正規分布の計算例

標準正規分布とそれ以外の正規分布の代表的な計算です。

分布と区間結果解釈
平均 = 0, sigma = 1, x = 0, 上限 = 1P(0 <= X <= 1) = 0.34134474標準正規分布で平均から一標準偏差上までの面積です。
平均 = 100, sigma = 15, x = 115, 上限 = 130P(115 <= X <= 130) = 0.13590512両端点の z スコアは 1 と 2 です。
平均 = 70, sigma = 10, x = 60, 上限 = 80P(60 <= X <= 80) = 0.68268947約 68.27% が平均から一標準偏差以内に入ります。

正規分布計算機の使い方

  1. 分布の平均を入力します。正、負、ゼロのいずれも使えます。
  2. 値と同じ単位で、ゼロより大きい標準偏差を入力します。
  3. 下限値 x と上限値を入力して確率区間を指定します。
  4. 「計算」で密度、累積確率、上側確率、z スコア、区間面積を確認します。

正規分布のよくある質問

PDF と CDF の違いは?

PDF は一点での曲線の密度、つまり高さです。CDF は負の無限大からその点までの累積確率です。

z スコアは何を意味しますか?

値が平均から標準偏差の何倍離れているかを示します。正なら平均より上、負なら下です。

平均は負でもよいですか?

はい。平均は曲線の中心位置を決めるだけなので、任意の有限の値を取れます。

標準偏差が正でなければならない理由は?

広がりがゼロや負では通常の正規密度を定義できないため、ゼロより大きい値が必要です。

一点の値を取る確率は PDF と等しいですか?

いいえ。連続正規変数がある一点を取る確率はゼロです。PDF は区間の面積を計算するための密度です。