グラフのボックスプロットとExcelでのデータの分布の見方

グラフのボックスプロットとExcelでのデータの分布の見方 IT

1章: ボックスプロットとは何か?

ボックスプロットとは、統計学においてデータ分布を視覚的に表現する方法の一つです。このグラフは、データの中央値、四分位数、最大値、最小値を表現するために使われます。

具体的には、ボックスプロットではボックスと引き線(ホイスカー)を使ってデータの分布を示します。ボックスの中央の線がデータの中央値(中央値はデータの中で真ん中に位置する値)を、ボックスの上端と下端がそれぞれ第一四分位数(データの下から25%の位置に当たる値)と第三四分位数(データの下から75%の位置に当たる値)を表すのです。

また、ホイスカーはボックスの上下に引かれ、データの最大・最小値を示しています。ただし、外れ値(あまりにも他のデータから離れたデータ)については、ホイスカーではなく点としてプロットされることがあります。

例のボックスプロット

このようにして、ボックスプロットは一目でデータのばらつきや分布の形状、外れ値の有無を確認することが可能です。なお、ボックスプロットは英語でbox-and-whisker plot(ボックス・アンド・ウィスカープロット)とも呼ばれ、一方、日本語では箱ひげ図と呼ばれることがあります。

次章では、実際にExcelを使ってボックスプロットを作成する方法について解説します。データ分析の視覚的な手法として、是非マスターしてみてください。

2章: Excelでのボックスプロットの作り方

この章では、Microsoft Excelを使ってボックスプロットを作成する手順について解説します。Excelでもボックスプロットを簡単に作成することが可能ですので、以下の手順を参考にしてみてください。

Step1: データの入力

まずは、Excelのシートに分析したいデータを入力します。この記事では、5つの値を持つ例として進めます。

| A | B | C | D | E |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

Step2: グラフの挿入

‘挿入’ タブをクリックし、グラフコマンドにマウスカーソルを移動し、 ‘ボックスとひげ’を選択します。それ以降は、自動的にボックスプロットが作られます。

Step3: グラフの修飾

ボックスプロットが作成されたら、出来上がったグラフを修飾することができます。例えば、ボックスの色を変えたり、目盛りの間隔を変更したりできます。これらは全て、右クリックメニューや上部のリボンメニューから操作できます。

以上が、Excelでボックスプロットを作成する基本的な手順になります。Excelの機能であれば、文字通り手軽に統計的な視覚化が可能です。

次の章では、データの分布という重要な概念について解説します。ボックスプロットも一種のデータ分布を表す図であるため、データ分布の理解は必須です。

Excelで作成したボックスプロットの例

3章: データの分布とは何か?

データ分析の醍醐味の一つは、何が起きているか、何が起きたかを理解することです。与えられたデータが一目で理解できるならばそれは理想ですが、大抵の場合、我々は山のようなデータの中から見るべきポイントを見つけ出さなければいけません。

で、それを微に入り細分化された数値だけで理解するのは困難です。そこで登場するのが、データの分布です。

データの分布とは、データがどのようにばらついているか、または集まり方を表現したものです。データの最大値、最小値、中央値(メディアン)や平均値などといった統計量によって定量的に示すことができますし、ヒストグラムやボックスプロットなどの図によって視覚的に表現することも可能です。

データの分布の例

特に、データの要約統計量と図は、データ分布を理解するために深く結びついています。たとえば、最大値・最小値・中央値はボックスプロットだけでなく、データの分布を議論する際に頻繁に現れる統計量です。

また、データの分布を視覚的に表現する下には、「異常値(外れ値)」を見つけ出すといった視点もあります。異常値とは、他の値から大きく外れたデータのことを指します。これを見つけ出すことにより、その異常値が本当に異常か、あるいは何か他の事象を示唆している可能性を探ることが可能となります。

したがって、データの分布を理解することで、データ全体の様子を把握したり、特異な値を見つけ出したり、データの特性を理解するための重要な手段となります。

次の章では、具体的にExcelでデータの分布を見る方法について解説します。データ分析の初歩であるデータの分布を視覚化して理解を深めるため、少し詳しく見ていきましょう。

4章: Excelでのデータ分布の見方

さて、ボックスプロットとデータ分布について理解したところで、ここからは具体的にExcelを使ってデータ分布を見る方法について解説します。

Step1: データの入力

まずはデータを入力します。前章までと同じデータを使うため、引き続き以下のようなデータで進めます。

| A | B | C | D | E |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

Step2: ヒストグラム作成

次に、’挿入’ タブを選択し、’統計チャート’を選択後、’ヒストグラム’ を選択します。すると自動的にヒストグラムが作成されます。ヒストグラムは、データの分布を確認するための強力なツールの一つです。

Step3: ヒストグラムの見方

ヒストグラムを読む際のポイントは3つあります。一つ目は、山がどこにあるか、つまりデータの集中区域を見つけることです。二つ目は、山の広がり、即ちデータのばらつきを確認することです。最後に、山の形状、つまりデータの正規性を確認します。

これらを確認することで、ある程度データの特性を把握することができます。

ヒストグラムの例

Step4: 出来上がったヒストグラムの修飾

ヒストグラムが作成できたら、修飾を行うことも可能です。例えば、山の色や背景色の変更、目盛りの間隔の変更などができます。特に、目盛り間隔(ビン)の変更は、データ分布の特性把握に有用です。

以上が、Excelでデータ分布を確認する基本的な手順になります。ここまでの内容を応用して、具体的なビジネスシーンでのデータ分析に活用してください。

次章では、本記事のテーマであるボックスプロットとデータ分布を結びつけて、データの特性を更に理解する方法を解説します。前章までの理解を活かして、更に一歩進んだデータ分析の知識とスキルを身につけましょう。

Excelで作成したヒストグラムの例

5章: ボックスプロットとデータ分布が明らかにするデータの特性

4つの章を経てきて、今まで学んだ事を用いて、ボックスプロットとデータ分布が如何にデータの特性を解析する上で有用かをわかりやすく解説します。

まず、ボックスプロットは五数要約(最小値、第1四分位数、中央値、第3四分位数、最大値)を視覚的に表現することで、データセット全体の「形」を理解する手助けをします。

たとえば、ボックスプロットが非常に短ければデータが集中していること、長ければ広範囲に分布していることを思い起こさせます。また、上下どちらかのホイスカーやボックスが長い場合、データがその方向に偏っていることを示します。ボックス内に中央値を示す線があるからこそ、データの中央値がひと目でわかります。


次に、ヒストグラムはデータの頻度分布を表現します。データのばらつき具合や分布を可視化することにより、データがどの範囲に集中しているのか、または特異な値が存在するのか等を確認することができます。

バーの高さはその区間に入るデータの数(頻度)を示し、つまり、どの値が多く、どの値が少ないのかがある程度推察できるのです。また、ヒストグラムが正規分布(ガウス分布)に従っているかどうかも一目でわかるため、それに基づいた統計的な判断も可能となります。

ボックスプロットとヒストグラムの比較


このように、ボックスプロットとヒストグラムはそれぞれ異なる視点からデータを解析する上で有用なツールとなります。さらに両者の情報を組み合わせることにより、より詳細なデータの特性を把握することが可能となります。

しかし、どれだけ優れた統計的技法を使っても、それを理解し、適切に解釈できなければ意味はありません。ここまでの内容を念頭におき、真実を探求するための一助として、これらの手法を活用してください。

データ分析は探求の過程です。本記事が皆様の探求に少しでも役立てれば幸いです。

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