歪度と尖度
分布の形をスライダーで変形させ、歪度(非対称さ)と尖度(裾の重さ)という2つの数値が何を測っているのかを掴みます。
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歪度 γ₁(skewness)
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超過尖度 γ₂(excess kurtosis)
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平均 / 中央値 / 最頻値
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位置関係が歪みの向きを示す
右裾 / 左裾の質量(±2σ外)
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正規なら片側 ≈ 2.3%
この分布
同じ平均・分散の正規分布(基準)
平均
中央値
最頻値
±2σ より外(裾)
確率密度ヒストグラム(標準化済み・横軸は σ 単位、灰色は基準の正規分布)
歪度 γ₁ = E[(X−μ)³] / σ³
超過尖度 γ₂ = E[(X−μ)⁴] / σ⁴ − 3
超過尖度 γ₂ = E[(X−μ)⁴] / σ⁴ − 3
平均 μ・標準偏差 σ で標準化した 3乗・4乗の平均。3乗は符号を残すので非対称さ、4乗は遠い値を強く拡大するので裾の重さを測ります。正規分布では γ₁=0, γ₂=0。
平均と分散は分布の「位置」と「広がり」しか語りません。同じ平均・同じ分散でも、形は右や左に偏ったり、裾が重く外れ値が出やすかったりします。
それを1つの数値で表すのが 歪度(3次の標準化モーメント)と 尖度(4次の標準化モーメント)です。
2本のスライダーで分布を連続変形させ、ヒストグラムの形・γ₁ と γ₂ の数値・平均/中央値/最頻値の並び順がどう連動するかを確かめましょう。
2本のスライダーで分布を連続変形させ、ヒストグラムの形・γ₁ と γ₂ の数値・平均/中央値/最頻値の並び順がどう連動するかを確かめましょう。
いま何が起きている?
ここがポイント
- 歪度 γ₁ は標準化した値の3乗の平均。符号が残るので、長い裾がある側の方向(正=右裾、負=左裾)と強さを表す。
- 歪むと代表値が最頻値 → 中央値 → 平均の順に裾の方向へ並ぶ(平均がいちばん裾に引っ張られる)。
- 尖度 γ₂ は4乗の平均で、中心の高さより主に裾の重さを測る。正=裾が重く外れ値が出やすい、負=裾が軽い。基準は正規分布の0。
- 歪度も尖度も無次元(単位なし)。σ で割って標準化するので、スケールを変えても値は不変。