【問1】正規分布
正規分布に関する次の文章において、( )内に入るもっとも適切なものを下の選択肢からひとつ選びなさい。
母平均 μ、母分散 σ2 の正規分布に従う確率変数を x とするとき、確率変数 x を標準化すると、
u=(①)
となる。
また、標準化された確率変数 u は、平均が(②)、分散が(③)の標準正規分布に従う。
たとえば、標準正規分布表を用いると、
Pr(u≦-1.28)=(④)
Pr(u≧1.65)=(⑤)
となる。
【①〜⑤の選択肢】
ア.0
イ.1
ウ.0.0505
エ.0.1003
オ.0.9495
カ.0.0997
キ.x-μ
ク.(x-μ)/σ
ケ.(x+μ)/σ
コ.σ/(x-μ)
解答
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①:ク
②:ア
③:イ
④:エ
⑤:ウ
解説
① 標準化の式
母平均 μ、母標準偏差 σ の正規分布に従う確率変数 x を標準化すると、
u=(x-μ)/σ
となります。
したがって、
①:ク.(x-μ)/σ
です。
②・③ 標準正規分布
標準化した確率変数 u は、標準正規分布に従います。
標準正規分布は、
平均=0
分散=1
の正規分布です。
したがって、
②:ア.0
③:イ.1
です。
④ Pr(u≦-1.28)
標準正規分布表より、
Pr(u≦-1.28)=0.1003
です。
したがって、
④:エ.0.1003
です。
⑤ Pr(u≧1.65)
標準正規分布表より、
Pr(u≦1.65)=0.9495
です。
ただし、求めるのは右側確率なので、
Pr(u≧1.65)=1-0.9495
=0.0505
したがって、
⑤:ウ.0.0505
です。
【問2】正規分布と不適合品率
ある製品の特性値 x は、母平均 μ=50、母標準偏差 σ の正規分布 N(50,σ2)に従っている。
下限規格値が L=46 であるとき、不適合品の発生確率が約2.3%となる母標準偏差 σ は(①)である。
また、このとき母平均が μ=52 に変化すると、不適合品の発生割合は約(②)%となる。
なお、母平均が変化しても母標準偏差は変わらないものとする。
【①・②の選択肢】
ア.1.0
イ.1.5
ウ.2.0
エ.2.5
オ.0.13
カ.0.3
キ.2.3
ク.15.9
解答
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①:ウ
②:オ
解説
① 母標準偏差 σ
不適合品は、特性値 x が下限規格値46を下回る場合です。
つまり、
x≦46
となる確率が約2.3%です。
標準正規分布では、
Pr(u≦-2.00)=約0.023
です。
したがって、46は平均50から見て、標準偏差2個分だけ小さい位置にあることになります。
標準化すると、
u=(x-μ)/σ
-2.00=(46-50)/σ
-2.00=-4/σ
σ=2.0
したがって、
①:ウ.2.0
です。
② 母平均が52に変化した場合
母平均が52に変化しても、母標準偏差は2.0のままです。
このとき、下限規格値46を標準化すると、
u=(46-52)/2.0
=-6/2.0
=-3.00
標準正規分布表より、
Pr(u≦-3.00)=約0.0013
です。
百分率に直すと、
0.0013×100=0.13%
したがって、
②:オ.0.13
です。
【問3】管理図
管理図に関する次の文章において、( )内に入るもっとも適切なものを下の選択肢からひとつ選びなさい。
管理図には、長さ、質量、時間、強度などのような(①)を扱う管理図と、不適合品率や不適合数などのような(②)を扱う管理図がある。
代表的な管理図として、群の平均値の推移を見る(③)管理図と、群内のばらつきの推移を見る(④)管理図がある。
【①〜④の選択肢】
ア.計量値
イ.計数値
ウ.Xバー管理図
エ.R管理図
オ.p管理図
カ.np管理図
キ.標準偏差
ク.中央値
解答
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①:ア
②:イ
③:ウ
④:エ
解説
① 計量値
長さ、質量、時間、強度などのように、連続的に測定できる値を計量値といいます。
したがって、
①:ア.計量値
です。
② 計数値
不適合品率、不適合品数、不適合数などのように、数えて得られる値を計数値といいます。
したがって、
②:イ.計数値
です。
③ Xバー管理図
Xバー管理図は、群ごとの平均値の推移を見るための管理図です。
工程の中心がずれていないかを確認するために使います。
したがって、
③:ウ.Xバー管理図
です。
④ R管理図
R管理図は、群内の範囲、つまり最大値と最小値の差を用いて、ばらつきの推移を見るための管理図です。
したがって、
④:エ.R管理図
です。
【問4】Xバー管理図
Xバー管理図では、各群の平均値である Xバー を中心線として、上下それぞれに Xバー の標準偏差の(①)倍の位置に管理限界線を設定する。
工程が安定しているとき、Xバー の値がこの管理限界線の範囲外となる確率は約(②)%である。
【①・②の選択肢】
ア.1
イ.2
ウ.3
エ.4
オ.0.27
カ.2.7
キ.4.6
ク.5.0
解答
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①:ウ
②:オ
解説
Xバー管理図では、中心線を基準として、上下に標準偏差の3倍の位置に管理限界線を設定するのが基本です。
つまり、
上方管理限界線=中心線+3σ
下方管理限界線=中心線-3σ
となります。
正規分布では、平均値から±3σの範囲に入る確率は約99.73%です。
そのため、±3σの範囲外に出る確率は、
100%-99.73%=0.27%
となります。
したがって、
①:ウ.3
②:オ.0.27
です。
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