2007-02-10

平和祈念公園


おきなわワールド文化王国。ここでお昼御飯を食べました。紅芋の焼き芋が美味しかったです。


おきなわワールドの中にある玉泉洞の入り口。中には入りませんでした。次回は入りたいです。


平和の丘


平和祈念堂


平和祈念資料館

ガラスボート

底がガラスになっている船で、海底の珊瑚と魚たちを見に行きます。


この船に乗ります。


これくらい岸から離れました。


ニモ(カクレクマノミ)とヒトデと青い魚。珊瑚に模様のように見えるのは底面ガラスに写った僕の影です。


中央少し右側に大きなシャコガイが居ます。上のほうにはナマコ。


ここにもヒトデが。


黄色い魚たち。

2007-02-09

集中講義終わり!

初めての集中講義が終わりました。
充分な用意をしてきましたが、それでも講義を進めながら色々変更したいところも出てきて、毎朝4時頃起きて準備をやり直していました。

講義のノートも整理して公開しようと思っていますが、 まずは集中講義も終わりましたので、沖縄観光の続きです!

今日はこのモビーディック号クルージングです。


操舵室を見せてもらいました。
洋上の開放感が写真では伝わらないので、この後の写真は船内の様子。


えーと、食べる前に写真を撮るつもりでしたが、食欲に負けて撮るのを忘れてしまいました。というわけでこの写真は食べている途中。


デザートのフルーツバイキング。凄く甘くておいしかったです。


生演奏はマツモトカズトさん。ブログホームページ


国際通りを歩いて帰りました。

2007-02-07

琉球大学


湖の上を水鳥が舞う、どこの観光地かと思うでしょうが、大学の中です。

今日は集中講義の懇親会で、学生さんから色々と面白い話を聞かせていただきました。

  1. 年配の方の中には面白い名前の人が居て、空港の呼び出しで「ウシさん、カメさん、ツルさんがお呼びです」ということがあった。
  2. 関東へ行っていた頃、野球をすることになって、サインを送るのが面倒だから沖縄の方言で指示を叫んだ(関東の人には分からないから)
  3. 沖縄の方言にも「標準語」というものがあるらしい。首里付近の言葉が標準語だそうです。
  4. 「私は何々したいと思う」のことを「何々しましょうか」と言うらしい。沖縄へ行った人が沖縄の友人と飲んでいて「トイレ行きましょうか」と言われた時にはどうすればいいのか戸惑ったそうです。
  5. 建物の入り口で、左右に分かれて魔物の進入を阻んでいる二匹のシーサーは、雌雄一組なんだそうです。片方は口を開いて、もう片方は口を閉じています。
  6. 写真を撮るときに「ハイポーズ」という人が多いです。

2007-02-05

統計モデル入門

2月5日~9日、琉球大学にて集中講義を開講します。

概要:
この世で観測される現象は、多かれ少なかれ確率的な変動を含みます。 従って観測されたデータから、その確率分布を推定することによって、 データの背後にある真実に迫ることが出来ます。
この講義では、限られたデータから効率良く興味のある変数の値を推定するために 「統計モデル」を用いた確率分布の推定について解説します。

2007-02-04

海中道路


海中道路の途中の海の駅


浜比嘉島


浜比嘉島への大橋


沖縄ではマクドナルドの屋根にもシーサーが居ます。

万座毛


隆起サンゴの台地の上。


海の青がとても綺麗です。


象の鼻。その上にさっき立っていました。


青い海と青い空。あのANAホテルに泊まりたかったのですが満室でした。


沖縄で二番安いシーサー屋。じゃあ一番は何処?

ルネッサンスリゾート オキナワ

このホテルの宿泊費その他観光に使った費用は当然ながら全て自腹です。このご時世ですので大学の費用で観光したと誤解されると一大事ですので、念のため明記しておきます。


ホテルの海上レストランです。これから食べに行きます。


レストラン入り口の龍。左右で角の長さが違います。


レストラン入り口から見たホテル。


レストランの壁一面が水槽になっていて、その中に居たハリセンボン。決してこの子を食べるわけではありません。


翌朝見た海上レストラン。


朝食はバイキング。テーブルに乗り切れません。取り過ぎです。でもこの倍は食べました(^^)


ホテルの中に鳥が放し飼いされています。

本当はもっとゆっくり滞在したかったのですが、残念ながら仕事があるので。というか仕事のために沖縄へ来たのでした。

2007-02-03

やちむん喫茶


主要道から少し山に入ったところにある喫茶店です。


「やちむん」とは「焼き物」という意味だそうです。


屋根の上にはシーサーがいっぱい


中央は沖縄風お好み焼きヒラヤーチー(平たいもの)、左はチンピン(だったと思う)、右は黒糖ミルク


黒糖ぜんざい

雰囲気も良くて美味しくてとても良いお店なのですが、ついつい追加であれこれ注文したくなるのが難点です。

沖縄美ら海水族館


とても綺麗な魚たち


イソギンチャクの中にニモが居ます


色とりどりの魚


海亀

ちなみに、入場料は1,800円ですが、沖縄のあちこち、水族館の近くにも1割引の券を売っていますので、定価で買う人は殆ど居ないと思います。また、3,600円で年間入場券が買えるので、地元の人は何度でも行けます。

2007-02-02

統計学入門期末試験

第1問

データから標本分散を計算する際、1/n∑i=1n(xi-x)2と1/n∑i=1nxi2-x2は数式としては等しいが、計算精度は異なります。このことを次の手順で確かめなさい。
ブログでは見づらいですが、xはxiの平均です。
問1 この二つが数式としては等しいことを示しなさい。(10点)
問2 計算精度が異なることを確かめるために、有効精度が二桁しかない計算機を想定して、次のデータ(教科書13ページ例1.2と同じデータ)の分散を上記二つの式それぞれで計算しなさい。有効精度が二桁しかないということは、例えばデータの合計336を3.36×102として扱い、四捨五入により3.4×102として扱うことを意味します。(10点x2)
データは
4, 5, 5, 6, 6, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 10, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 16, 17, 18, 20, 20

第2問

表が出る確率が1/2のコインを100回投げたときに、表が出た回数をXとします。
問1 Xの確率分布の名前を述べなさい。(10点)
問2 Xの期待値、及び分散を求めなさい。(10点x2)
問3 P(50≦X≦55)、及びP(65≦X)を求めなさい。正規分布による近似で構いません。(10点x2)

第3問

標本平均と期待値の違いについて述べなさい。(20点)

2007-01-24

期末試験問題

  1. 次のデータの、身長Xの平均と分散、及び座高Yの平均と分散を求めるプログラムを書きなさい。 但し、ワークシートには求めた平均と分散以外書いてはいけません。 何故なら実際に解析するときにはワークシートの他の部分には他のデータが入力されているかもしれないからです。 その点が第5回講義の課題とは異なります。
    身長X座高Y
    15988
    15084
    15786
    15381
    15883
    15285
    15583
    15783
    14576
    15885
    16185
    15083
    14879
    15484
    15485
    15985
    14983
    15586
    15384
    16088

  2. 身長Xと座高Yの共分散を求めるプログラムを書きなさい。 共分散の公式:二つ一組のデータがn組あるとき、それらを(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)と書き、Xの平均をμX、Yの平均をμXと書くと、XとYの共分散は

    1/n×Σi=1n(xiX)(yiY)

    として計算されます。

以上を、講義のレポートと同じアドレス宛にメールで提出しなさい。

2007-01-18

ホームページ作成第二回:表の作り方、使い方

ホームページでは表を使うことが多いです。 このような
ABC
244
2-1-6
23-2
Sheet1
良く見かける表だけでなく、様々な文字や画像を並べるときも使えます。例えば

銀杏並木が美しい
岡山大学へようこそ
春は桜が美しい
環境理工学部全景

のようにレイアウトも、実は表を使って

銀杏並木が美しい
岡山大学へようこそ
春は桜が美しい
環境理工学部全景
のように並べておいて、内側の表の罫線を表示させず、一方外側の表は枠として表示させることで実現しています。
そこで今日は表の作り方を勉強しましょう。先週と同じように秀丸エディタで

<HTML>
<HEAD>
<TITLE>
表の練習
</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
今日はここに表を書きます。
</BODY>
</HTML>

という内容のファイルを作って、index2.htmというファイル名で保存して下さい。そしてインターネットエクスプローラーで

http://www.edu.cc.okayama-u.ac.jp/自分のユーザー名/index2.htm

を見てください。今日はここに表を書いていきましょう。
最も基本的な表の形は

<TABLE>
<TR><TD>左上 </TD><TD>右上 </TD></TR>
<TR><TD>左下 </TD><TD>右下 </TD></TR>
</TABLE>
です。この通りに入力すると

左上 右上
左下 右下
になります。順を追って説明します。

HTMLでは<命令>と</命令>がペアで使われるのでしたよね。
表では<TABLE>と</TABLE>がペアとなって、表の始まり、表の終わり、を表します。
そして表の中では<TR>と</TR>がペアとなって、行の始まり、行の終わり、を表します。
最後に、各行の中では<TD>と</TD>がペアとなって、セルの始まり、セルの終わり、を表します。

練習問題:次の表を作ってください。

左上 中上 右上
左中 中中 右中
左下 中下 右下

<TABLE>を<TABLE border="1">に書き換えると、表の境界線が表示されます。

表に関するいくつかの補足

  • 一番上の表のsheet1のように複数のセルを横に繋げて表示するには<TD colspan="3">中身</TD>のように書きます。
  • 縦に繋げて表示するには<TD rowspan="2">中身</TD>のように書きます。
  • セルの中央に文字を表示するには<TD>を<TD align=center>に、 右に表示するには<TD>を<TD align=right>に書き直します。
  • セルの上のほうに表示するには<TD valign=top>, 中央なら<TD valign=middle>, 下のほうなら<TD valign=bottom>です。
  • 先週勉強したbgcolor="色の名前"という方法での色づけは、表の塗りつぶしにも使えます。<TABLE bgcolor="red">とか<TR bgcolor="green">とか<TD bgcolor="blue">を試してみてください。どこに色がつきましたか?
前回の復習問題:先週作ったindex.htmから、今週作ったindex2.htmへリンクを張ってください。

ホームページ作りに関してはまだまだ沢山の項目があります。興味がある人は解説サイトなどを見てください。但し、沢山の項目を駆使するより、配置、配色を工夫する方が見やすいページになります。

ホームページ作りに関する課題:
http://www.edu.cc.okayama-u.ac.jp/自分のユーザー名/
という形で学内から見ることが出来るホームページを作ってください。条件は

  1. 2つ以上のファイルを作って、相互にリンクを貼って行き来できるようにする。
  2. 他のサイト(友達、僕、岡山大学、外部などどこでもいいです)へのリンクも作る。
  3. 画像を貼る
  4. 表を作る。境界線は表示してもしなくてもいいです。
  5. 色をつける。文字の色でも背景の色でもいいです。
以上を満たすページを1月31日までに作って、完成したら出席確認と同じメールアドレス宛に「完成しました」というメールを送ってください。メールが届いたらチェックして評点をつけます。

2007-01-15

変数選択

さて前回は

y=β01x12x23x3+誤差

というモデルを考えたのですが(これをモデル0と呼ぶことにします)、これが最適とは限りません。今回は他のモデルも考えてみて、比較しましょう。他のモデルとして、非線形項を入れることにすると考えるモデルが多くなりすぎて収集がつかなくなるので、今回は比較対象の一例として変量を減らしたモデルを考えます。経度は気温への影響が少ないかも知れないので

y=β01x13x3+誤差

というモデルを考えて(これをモデル1と呼ぶことにします)、これとモデル0のどちらが良いか比較します。

比較の方法として

i=120 {yi-(β01xi12xi23xi3)}2

i=120 {yi-(β01xi13xi3)}2

の最小値が小さい方、という比較は意味がありません。必ず前者の方が等しいか、小さくなります。何故なら前者で β2=0と置けば後者になるので、後者の最小値と同じ値を前者はとることが出来るからです。 注意すべきは、もし仮にx2がyと関係なくても、前者の方が小さくなってしまうので、これらの 小ささを比較していては不要な変数もどんどん採用してしまいます。

ではどのように比較すればよいでしょうか?大事なのは

y=β01x12x23x3+誤差

y=β01x13x3+誤差

が、yの値を知らないときにその予測として役に立つか、ということです。なので例えば β01x112x123x13がy1の推定として役に立っているか確認するなら、β0, β1, β2, β3を推定するためにy1の値を使っては確認になりません。

従って、次の手順でモデル0の推定のよさを調べることになります。

1.
都市番号2,3,...,20のデータを用いてβ0, β1, β2, β3の値を推定し、そのβ0, β1, β2, β3を用いて推定誤差
y1-(β01x112x123x13) を求めます。
2.
都市番号1,3,...,20のデータを用いてβ0, β1, β2, β3の値を推定し、そのβ0, β1, β2, β3を用いて推定誤差
y2-(β01x212x223x23) を求めます。
……
20.
都市番号1,2,...,19のデータを用いてβ0, β1, β2, β3の値を推定し、そのβ0, β1, β2, β3を用いて推定誤差
y20-(β01x20,12x20,23x20,3) を求めます。
これらの推定誤差を2乗して足したものを、モデル0の推定誤差として用います。モデル1についても同様の手順で推定誤差を求め、これらが小さいほうのモデルを採用します。

2007-01-12

確率分布実習

二項分布の確率関数、分布関数、期待値、分散を求めましょう。 また(分布関数を求めてしまえば必要ないのですが)正規分布で近似してみましょう。 まず、分布のパラメータを入力します。

xの欄に0から10まで入力します。一つずつ入れていると大変なので、 まずA6に0を入れた後は自動で埋めましょう。0を入れたセルをクリックして 編集→フィル→連続データの作成を選びます。

列方向に1つずつ10まで増やします。

するとこのようになります。

次に確率関数を入力します。確率関数の式に従ってx=0に対しては
=COMBIN(B$2,A6)*B$3^A6*(1-B$3)^(B$2-A6)
と入力します。

それをB16セルまでコピーして、確率関数の完成です。

次に分布関数を入力します。 x=0に対しては=SUM(B$6:B6)と入力します。

それをC16セルまでコピーします。

次に期待値μ=Σxp(x)を求めます。まずx=0に対して=a6*b6と入力します。

それをD16セルまでコピーします。

それらを合計したものが期待値です。実は期待値はnpとして求めることが出来ます。

次に分散σ^2=Σ(x-μ)^2p(x)を求めます。まずx=0に対して=(a6-d$18)^2*b6と入力します。

それをE16セルまでコピーします。

それらを合計したものが分散です。実は分散はnp(1-p)として求めることが出来ます。

さて、n=10の場合はこのように確率関数、分布関数を計算することが出来ましたが、 nが大きくなると確率関数を計算することが出来なくなります。 よって正規分布N(μ,σ^2)の分布関数で近似します。 B(n,p)の場合、期待値μ=np、分散σ^2=np(1-p)なのでN(np,np(1-p))で近似します。 Excelには正規分布の分布関数を求める関数NORMDISTが用意されています。 まずx=0に対して
=NORMDIST(a6,d$18,sqrt(e$18),true)と入力します。3番目の引数には分散ではなく その平方根である標準偏差を代入します。

それをF16セルまでコピーします。

さて近似してみましたが、C列とF列を見比べてみると値はかなり異なっています。 nが大きくなければ正規分布に近くないのも理由の一つですが、一番の理由は 二項分布の確率関数と正規分布の密度関数のグラフを重ねて、面積を比較するとき、 二項分布の確率関数は幅が±0.5あったことを無視しているからです。よってその分補正します。 まずx=0に対して
=NORMDIST(a6+0.5,d$18,sqrt(e$18),true)と入力します。つまり幅の分0.5増やしています。

それをG16セルまでコピーします。
如何ですか。小数点以下2桁までは合いました。まだ近似としては不十分ですが、 そもそもn=10ならば直接確率関数を計算した方が話は早いです。 ここまで出来た人は、このSheet1をSheet2へコピーして、n=100の場合について 同じ計算をして見ましょう。これよりnが大きくなると、確率関数が計算出来なくなったり、 出来たとしても確率関数を足すときの誤差が大きくなってしまいます。

小数点以下3桁までは合っているようですね。n=100の場合の計算まで頑張って終わらせください。

発展問題

以上が終わった人は、確率分布を擬似乱数を用いたシミュレーションで調べましょう。

演習1

  • 確率分布
    1.新しくブックを開いてください。
    2.A1セルに[0,1]の一様乱数を作ります。先ほどと同じ手順で関数の挿入を行います。「数学/三角」の「RAND」を選択してOKを押してください。


    3.100個の一様乱数を作るため、A1セルをコピーしてA100セルまで貼り付けます。
    4.B2セルに>0.5と入力してください。
    5.先ほど発生させた100個の一様乱数の中で、0.5よりも大きいものの個数を調べます。B1セルにCOUNTIF関数を挿入します。「統計」の「COUNTIF」を選択してOKを押してください。
    6.範囲にA1:A100、検索条件にB2とそれぞれ入力してください。検索条件は4.で入力してもらった>0.5という条件を指定しています。


    7.ファンクションキー「F9」を押すと、新しく乱数を発生させることができます。0.5より大きい個数も、F9を押す度に変化します。
    8.これらの値がどの区間に入っているかを調べます。まずC1セルからC11セルに0から1までの数を0.1刻みで、次のように入力してください。


    9.度数分布を調べます。ツールタブ→分析ツール→ヒストグラムを選択してください。
    10.入力範囲にA1セルからA100セルのデータを選択してください。データ区間に先ほど入力したC1セルからC11セルを選択してください。出力先にはE3セルを指定してください。グラフ作成にチェックを入れてください。最終的には次のような形になっていると思います。


    11.OKを押してください。適当にグラフを移動し、広げて見やすい形にしてください。

練習:乱数をA1000まで1,000個発生させて同じことをやってみましょう。どんな違いがありますか。

演習2

    1.演習1のワークシートをそのまま利用します。
    2.A1セルに10個の一様乱数の和を作ります。A1セルに=RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()+RAND()と入力してください。
    3.先ほどと同じく、A1セルのコピーをA100セルまで貼り付けてください。
    4.B2セルには>5と入力してください。するとB1セルに5より大きいものの個数が表示されます。
    5.C1セルからC21セルに0から10までの数を0.5刻みで次のように入力してください。


    6.演習1と同じ要領でヒストグラムを作ってください。データ区間にはC1セルからC21セルを選択してください。


    このようなヒストグラムの図になっているでしょうか。
練習:乱数をA1000まで1,000個発生させて同じことをやってみましょう。どんな違いがありますか。