大学入学共通テスト 2022年(令和4年) 追試 数学Ⅰ 第4問 解説
(1)
まず、最頻値の復習から。
復習
最頻値は、最も頻度が高い値。
つまり、データの中に最も多く含まれる値をいう。
データが度数分布で表されている場合は、最頻値は 最も度数が大きい階級の階級値である。
図1のヒストグラムを見ると、最も度数が大きいのは
$75.0$以上$80.0$未満
の階級だ。
なので、最頻値は、この階級の階級値
$\displaystyle \frac{75.0+80.0}{2}=77.5$
である。
解答ア:3
また、大きさ(地域数)が$67$であるデータの中央値は、大きい方から(小さい方からでもいいけど)$34$番目の値。
図1のヒストグラムは、
$85.0$以上$90.0$未満の階級の度数が$1$
$80.0$以上$85.0$未満の階級の度数が$11$
$75.0$以上$80.0$未満の階級の度数が$27$
なので、中央値は
$75.0$以上$80.0$未満
の階級に含まれる。
よって、階級値は、アと同じ
$77.5$
である。
解答イ:3
図2を見ると、度数が$0$でない階級のうち、
一番右にあるのは
$90.0$以上$95.0$未満
の階級だから、最大値はここに含まれる。
解答ウ:9
一番左にあるのは
$45.0$以上$50.0$未満
の階級なので、最小値はここに含まれる。
解答エ:0
図1と図2のヒストグラムの各階級の度数(地域数)を数えて表にすると、表Aができる。
表Aでは、「$45.0$以上$50.0$未満」を「45.0~50.0」のように表した。
階級 | $45.0$ ~ $50.0$ | $50.0$ ~ $55.0$ | $55.0$ ~ $60.0$ | $60.0$ ~ $65.0$ | $65.0$ ~ $70.0$ | $70.0$ ~ $75.0$ | $75.0$ ~ $80.0$ | $80.0$ ~ $85.0$ | $85.0$ ~ $90.0$ | $90.0$ ~ $95.0$ | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
度数 (地域数) | $2010$年 | $1$ | $0$ | $2$ | $1$ | $4$ | $20$ | $27$ | $11$ | $1$ | $0$ |
$2015$年 | $1$ | $0$ | $1$ | $2$ | $4$ | $4$ | $11$ | $12$ | $19$ | $13$ | |
差 | $0$ | $0$ | $1$ | $-1$ | $0$ | $16$ | $16$ | $-1$ | $-18$ | $-13$ |
表Aより、差の絶対値が最も大きいのは、
$85.0$以上$90.0$未満の階級の$-18$
である。
解答オ:8
(2)
突然、(標準偏差):(平均値)の比と言われてびっくりするけど、交通量の値が出ているから、
標準偏差
平均値
の計算をすればよいと想像がつく。
よって、速度の比は、
$\displaystyle \frac{9.60}{82.0}=0.117.....$
となる。
この小数第3位を四捨五入すると
$0.12$
だから、正しい選択肢は⑥だ。
解答カ:6
ここで相関係数の復習をすると、
復習
データ$X$の標準偏差を$s_{x}$,データ$Y$の標準偏差を$s_{y}$,$X$と$Y$の共分散を$s_{xy}$とすると、相関係数$r_{xy}$は
$r_{xy}=\displaystyle \frac{s_{xy}}{s_{x}\cdot s_{y}}$
である。
だった。
復習より、求める相関係数は
$\displaystyle \frac{-63600}{10200\cdot 9.60}=-0.649.....$
となる。
この小数第3位を四捨五入すると
$-0.65$
なので、正しい選択肢は①である。
解答キ:1
次は、散布図からヒストグラムを考える問題。
散布図の点を数えれば解ける。
クの解答群のヒストグラムを見ると、5000台以上10000台未満の階級が、
⓪①は15より多く
②③は15より小さい
と半分ずつに分かれているから、答えの候補を半分に絞り込むために、まずここを確認しよう。
散布図を見ると、交通量が5000~10000の点は17ある。
なので、正解は⓪①のどちらか。
⓪①のヒストグラムでは、5000未満の階級が、
⓪では2
①では4
になっている。
散布図を見ると、交通量が5000より左に点は4つある。
よって、正解は
①
であることが分かる。
解答ク:1
ケコは、選択肢をひとつずつ確認しよう。
交通量が27500以上は、図Bの緑の範囲。
速度が75未満は、赤い点線より下。
緑の範囲の点は、赤い点線より上にもある。
なので、⓪は誤り。
交通量が10000未満は、図Cの緑の範囲(緑の点線を含まない)。
速度が70以上は、赤い線より上(線上を含む)。
緑の範囲の点は、すべて赤い線より上にある。
なので、①は正しい。
速度が平均値以上は、図Dの緑の範囲。
交通量が平均値以上は、赤い線より右(線上を含む)。
緑の範囲の点は、赤い線より左にもある。
なので、②は誤り。
速度が平均値未満は、図Eの緑の範囲(緑の点線を含まない)。
交通量が平均値未満は、赤い点線より左。
緑の範囲の点は、赤い点線より右にもある。
なので、③は誤り。
交通量が27500以上は、図Fの緑の範囲。
ここにある点は7個より多い。
なので、④は誤り。
速度が72.5未満は、図Gの緑の範囲(緑の点線を含まない)。
ここに点はちょうど11個ある。
なので、⑤は正しい。
以上より、正しい選択肢は
①⑤
である。
解答ケ:1, コ:5 (順不同)
(3)
問題文中の図4の散布図の横軸を$x$,縦軸を$y$とすると、傾き$1$の点線の式は
$y=x$
なので、
2015年の速度$=$2010年の速度
となるグラフだ。
A群は、2010年より2015年が早くなっているので、
2015年の速度$ \gt $2010年の速度
より
$y \gt x$
の領域の点のこと。
問題文中の図4にちょっと描き加えて図Hを作ったけれど、これでいうと青い範囲の点だ。
青い範囲には点がたくさんあって数えるのが大変。
なので、B群(黄色い範囲)の点を数えて、全部の点の数の$67$から引こう。
B群の点は、$10$個。
なので、求めるA群の点の数は、
$67-10=57$
となる。
解答サ:5, シ:7
また、2015年の速度が2010年よりもちょうど$5$km/h遅い式は
2015年の速度$=$2010年の速度$-5$
なので、横軸を$x$,縦軸を$y$とすると、グラフは
$y=x-5$
とかける。
図Hでいうと、緑の直線にあたる。
問われているのは $5$km/h以上遅くなった地域数なので、緑の線よりも下(線上を含む)にある点の数だ。
なので、答えは
$3$
である。
解答ス:3
さらに、2015年の速度が2010年よりもちょうど$10$%遅い式は
2015年の速度$=\displaystyle \frac{9}{10}\times$2010年の速度
なので、横軸を$x$,縦軸を$y$とすると、グラフは
$y=\displaystyle \frac{9}{10}x$
とかける。
図Hでいうと、赤い直線にあたる。
問われているのは $10$%以上遅くなった地域数なので、赤い線よりも下(線上を含む)にある点の数だ。
なので、答えは
$2$
である。
解答セ:2
ここで、範囲や四分位数について復習しておく。
復習
第1四分位数
データの下位半分の中央値。
データの大きさが奇数のときは、全体の中央値を除いて偶数にし、その下位半分の中央値をとる。
第2四分位数
中央値に等しい。
データの大きさが偶数のときには、中央2数の平均値。
第3四分位数
データの上位半分の中央値。
データの大きさが奇数のときは、全体の中央値を除いて偶数にし、その上位半分の中央値をとる。
四分位範囲
第3四分位数$-$第1四分位数。
範囲
最大値$-$最小値。
B群の地域数は$10$なので、復習より、
第3四分位数は、上から3番目の点の値
第1四分位数は、下から3番目の点の値
にあたる。
それぞれを散布図に書き込むと図Iができる。
図Iを見ながら、(I)(II)(III)をひとつずつ確認しよう。
A群の範囲は、B群の範囲よりも見るからに小さい。
なので、正しい。
A群の第1四分位数は、問題文より$81.2$。
B群の第3四分位数は、図Iより$76$前後。
なので、誤り。
A群の四分位範囲は、問題文より
$89.7-81.2=8.5$
B群の四分位範囲は、図Iを見ると$15$より大きい。
なので、正しい。
以上より、正しい選択肢は
正誤正
の②である。
解答ソ:2
(4)
今度は、速度から、1km走るのにかかる走行時間を考える。
速度のデータを走行時間のデータに変換するわけだ。
変換式は、問題文にもあるように
走行時間$=$$60$速度
だから、
速度が大きいほど走行時間は短く
速度が小さいほど走行時間は長い
はずだ。
なので、
67地点のデータを速度が大きい順に並べると、走行時間が小さい順になる
ことになる。
以上より、速度を走行時間に変換すると、
速度 | 走行時間 | |
---|---|---|
最大値 | → | 最小値 |
第3四分位数 | → | 第1四分位数 |
中央値 (第2四分位数) | → | 中央値 (第2四分位数) |
第1四分位数 | → | 第3四分位数 |
最小値 | → | 最大値 |
になると考えられる。
問題文中の図5を見ると速度の中央値は$84$前後だけど、上の考え方から、これを変換した
$\displaystyle \frac{60}{84}\doteqdot 0.71$
あたりが走行時間の中央値であることが分かる。
タの解答群の箱ひげ図を見ると、中央値が$0.71$前後なのは
⓪
のひとつ。
なので、これが正解だ。
解答タ:0
同様に考えると、もとの散布図(問題文中の図6の散布図)を 求める散布図(交通量と走行時間の散布図)にすると、縦軸方向にひっくり返って、
速度が最小の点が、走行時間が最大の点
速度が小さい方から2番目の点が、
走行時間が大きい方から2番目の点
速度が小さい方から3番目の点が、
走行時間が大きい方から3番目の点
$\hspace{100px}\vdots$
になると考えられる。
図Jはもとの散布図だけれど、これでいうと
1の点が、求める散布図では一番上の点
2の点が、上から2番目の点
3の点が、上から3番目の点
4の点が、上から4番目の点
に対応する。
横軸の交通量の値は変わらない。
こう考えると、チの解答群のうち、⓪①は論外だ。
また、③は、上から3番目の点の交通量が$500$ちょっとで、図Jと違う。
さらに、図Jでは4番目の点までは縦軸座標が同じくらいの点がないけれど、③では上から3番目の点付近の縦軸座標が$1.0$あたりに点が5個ある。
なので、③も不適。
以上より、正しい選択肢は
②
である。
解答チ:2