ひよこ統計

相関行列

統計検定2級

身長・体重・握力・50m走のタイム。変数が4つあると、相関係数 の組み合わせは 4×3÷2=6 4 \times 3 \div 2 = 6 通りになります。「身長と体重は 0.72、身長と握力は 0.65、身長とタイムは −0.42、体重と握力は 0.58、……」と書き並べていっても、どれが強いのかを見比べる作業にはとても耐えません。

相関行列は、この6個の値を1枚に収める形式です。行と列に同じ順序で変数を並べ、行の変数と列の変数の相関係数をその交点に置きます。

対角線上のセルは自分自身との相関係数にあたるので、値は必ず 1 になります。また x x と y y の相関係数は y y と x x の相関係数と同じ値ですから、対角線をはさんだ左下と右上は鏡のように一致します。そのため、資料によっては下半分だけを示して残りを省くこともあります。

さきほどの4つの変数を、実際に相関行列にまとめてみます。

身長体重握力50m走タイム
身長1.000.720.65−0.42
体重0.721.000.58−0.20
握力0.650.581.00−0.55
50m走タイム−0.42−0.20−0.551.00

縦に1本たどれば、その変数がほかのすべてとどう関わるかが一目で追えます。最も強く関係しているのは身長と体重の 0.72 です。いっぽう50m走のタイムは、どの変数とのあいだでも負の値になっています。

ここで「負だから体力とは逆の関係だ」と早合点してはいけません。タイムは小さいほど速い値です。握力とタイムの −0.55 は、握力の強い生徒ほどタイムが小さい、つまり速いという関係を表しています。負の符号が何を意味するかは、変数の測り方しだいで裏返ります。

相関行列は関係の強さを一覧にするだけの表で、どちらが原因かについては何も語りません。値の大きい組を見つけたら 散布図 に戻り、点が本当に直線状に並んでいるかを確かめる——という順序を踏みます。

入門問題

全 4 問
問 1

相関行列の対角線上に並ぶ値はいくつになりますか。

問 2

5つの変数から作った相関行列について、正しい説明はどれですか。

問 3

ある喫茶店で、日ごとの気温・温かい飲み物の売上・冷たい飲み物の売上を記録し、相関行列にまとめました。最も強く関係している2変数の組はどれですか。

気温温かい飲み物冷たい飲み物
気温1.00−0.850.70
温かい飲み物−0.851.00−0.60
冷たい飲み物0.70−0.601.00
問 4

ある相関行列で、握力と50m走タイムの相関係数が −0.55 でした。この値の解釈として正しいものはどれですか。なお、タイムは小さいほど速いものとします。