共通テスト数学ⅠA 予想問題【データの分析】5題|相関係数・外れ値まで全問詳解

共通テスト数学ⅠA 予想問題シリーズ 第4回
データの分析|第2問対策の予想問題5題(全問詳解)
代表値・分散と標準偏差・共分散と相関係数・変量変換・箱ひげ図と外れ値——第2問後半のデータの分析で問われる5型を、数表だけで解ける形(図の読み取りは数値で再現)にして演習します。
数学ⅠA 第2問対策マーク形式・全5題目安 30分
空欄の約束(本番と同じ): には数字1つ(または符号 −)。「アイ」は2桁の数、分数は既約。小数で問う欄はその桁まで。
問1配点 4代表値

7個のデータの代表値

出題根拠: 代表値の読みは毎年の導入枠。予想した力: 定義どおりに素早く数える力。

7人の生徒の小テストの得点は次の通りである。

平均値は アイ 点、中央値は ウエ 点、範囲は オカ 点である。

解答

アイ=10 ウエ=10 オカ=11

解き方

合計は 、平均は 点。中央値はデータを並べたときの真ん中——7個なら4番目の値で 点。範囲は最大−最小 点。平均の計算は「10を基準にした偏差 の和が0」と見ると暗算で終わります。

典型的な誤答と原因

中央値を「 番目」でなく「 番目→3番目と4番目の平均」とする混同(それは偶数個のときの処理)。範囲を「最大値」と読み違える初歩ミスも意外に出ます。用語の定義は毎回声に出して確認を。

問2配点 6分散・標準偏差

5個のデータの分散

出題根拠: 分散の定義計算は第2問の定番。予想した力: 偏差→2乗→平均の3手順を確実に回す力。

5個のデータ について、平均値は 、分散は 、標準偏差は である。

解答

ア=7 イ=4 ウ=2

解き方

平均は 。偏差は 和が0になることが検算)。分散は偏差の2乗の平均 標準偏差は 。「2乗の平均−平均の2乗」()でも同じ値になり、二重検算ができます。

典型的な誤答と原因

偏差の2乗を忘れてそのまま平均し「分散0」とする誤り(偏差の和は常に0です)。また で割る流儀(不偏分散)と混同する高2生がいますが、高校の教科書と共通テストは で割る定義です。

問3配点 8相関係数

共分散と相関係数を定義から計算する

出題根拠: 既存記事「数学I・A 2027」でも扱った定義計算の型を、値を変えて再演習。予想した力: 表を埋めて機械的に計算し切る力。

5人の生徒の学習時間 (時間)とテスト得点 (点)が次のデータで与えられている。

の平均は の平均は であり、 の共分散は ウエ である。また の分散は である。

解答

ア=3 イ=5 ウエ=13 オ=5 カ=2

解き方

。偏差の組は 。共分散は偏差の積の平均 の分散は 。(参考: の分散は 、相関係数は ——強い正の相関で、散布図が右上がりに乗る状況です。)

典型的な誤答と原因

共分散で「積の平均」でなく「平均の積」を計算する誤り、偏差の符号の書き落とし( とする)が二大失点。5行の表( 偏差・ 偏差・積)を書いて縦に足す——手順を固定化すれば事故は消えます。

問4配点 6変量変換

と変換すると何が変わるか

出題根拠: 変量変換(単位の換算・得点調整)は近年ほぼ毎年出題。予想した力: 「ずらしは散らばりに効かない・倍は2乗で効く」の運用力。

変量 の平均が 、分散が のとき、 で定まる変量 について、 平均は 、分散は である。また、別の変量 との相関係数は、 の相関係数と比べて

ウの選択肢: ⓪ 変わらない ① 2倍になる ② 4倍になる ③ 符号だけ反転する

解答

ア=9 イ=8 ウ=⓪

解き方

平均は変換をそのまま通す:。分散は「+3」のずらしには不変、「×2」には2乗で反応。相関係数は単位に依存しない標準化された量なので、正の倍率の1次変換では不変(⓪)。(倍率が負なら符号だけ反転——③になるのは のような場合です。)

典型的な誤答と原因

分散に「+3」を足して11とする誤り(ずらしても散らばりは変わりません)、倍率を2乗せず4とする誤りが定番。相関係数では「2倍したから相関も強くなる」という直感的誤答①が多い——相関係数は最初から単位をそろえた量だと理解しておくこと。

問5配点 6四分位数・外れ値

四分位範囲と外れ値の判定

出題根拠: 箱ひげ図・外れ値の基準は新課程共通テストの重点。予想した力: 基準式 を実データに適用する力。

9個のデータ について、第1四分位数 .、第3四分位数 .、四分位範囲は である。

より大きい値を外れ値とする」という基準を用いるとき、外れ値は 個ある。

解答

ア=4 イ=5 ウ=9 エ=5 オ=5 カ=1

解き方

9個の中央値は5番目の 。下半分 (中央値を含めない)の中央値が 、上半分 から 。四分位範囲は 。外れ値の境界は で、これを超えるのは の1個だけ。「箱の1.5倍ルール」は式ごと覚えて代入するだけ——計算より四分位数の定義(中央値を含めるか)の精度が問われます。

典型的な誤答と原因

下半分に中央値7を含めて とする流儀違い——教科書・共通テストは奇数個のとき中央値を除いて半分に割ります。また境界17「以上」を外れ値とする誤読(基準は「より大きい」)にも注意。基準式が問題文で与えられたら、自分の記憶でなく与式に従うのが鉄則です。

この5題の型まとめ

  • 偏差の和は0——代表値・分散の計算はこの検算から。
  • 分散は「2乗の平均−平均の2乗」でも出る——二重検算に使う。
  • 共分散は偏差の積の平均——5行の表を書いて縦に足す。
  • ずらしは散らばりに効かない・倍は2乗で効く・相関係数は不変——変量変換の三原則。
  • 四分位数は中央値を除いて半分に——外れ値は与えられた基準式に従う。

解いてみて、手が止まった場所が伸びしろです。

予想問題で大事なのは点数ではなく、どこで判断が止まったかです。誘導の意図が読めなかったのか、方針は立ったのに計算で崩れたのか——原因が違えば、次にやるべきことも変わります。ここを自分で切り分けるのは難しく、多くの受験生が「もう一度解き直す」で終わらせてしまいます。

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本記事の問題はすべて数強塾のオリジナル予想問題です。実際の共通テスト問題の転載ではありません。出題形式・配点は年度により変更されることがあります。必ず大学入試センター発表の最新情報をご確認ください。

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