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ITパスポート 2023年 77


問題文

受験者10,000人の4教科の試験結果は表のとおりであり、いずれの教科の得点分布も正規分布に従っていたとする。ある受験者の4教科の得点が全て71点であったとき、この受験者が最も高い偏差値を得た教科はどれか。
ITパスポート 2023年  問77の問題画像

選択肢

国語
社会
数学(正解)
理科

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偏差値が最も高い教科はどれか【ITパスポート 解説】

正解の理由

同じ得点71点でも、教科ごとに「平均点」と「標準偏差(standard deviation:データのばらつきの大きさ)」が異なります。偏差値(deviation score:平均を50、標準偏差を10に変換した得点)は、まずその教科での「標準化した得点(zスコア、z-score:平均からの差を標準偏差で割った値)」を求め、それを偏差値に換算して求めます。式は次の通りです。

71点について各教科で計算すると、数学()が最も大きなzを取り、したがって偏差値も最も高くなります。これが正解の理由です。

解法ステップ

  1. 各教科について z を計算する:
  2. 偏差値に変換する:
  3. 偏差値が最大の教科を選ぶ。
具体的な計算:
  • 国語:平均62、標準偏差5

    偏差値 =
  • 社会:平均55、標準偏差9

    偏差値 ≈
  • 数学:平均58、標準偏差6

    偏差値 ≈
  • 理科:平均60、標準偏差7

    偏差値 ≈
この中で最も偏差値が高いのは数学()です。

選択肢別の誤答解説

  • ア(国語)
    国語は平均との差が9点で、標準偏差は5と小さいためzは大きくなりますが、数学のz(約2.17)には届きません(国語のzは1.8)。
  • イ(社会)
    社会は平均との差が16点と大きいですが、標準偏差が9と大きいため、割合的にはそれほど上回っていません(z ≈ 1.78)。数学の方が割合的に有利です。
  • (数学)
    平均との差が13点で、標準偏差6に対して割合が大きく、結果としてzが最大になります。したがって偏差値も最大。
  • エ(理科)
    平均との差は11点ですが、標準偏差7のためzは小さめ(約1.57)で、偏差値は最も低くなります。

よくある誤解

  1. 「平均との差が大きければ偏差値も大きい」
    → 平均との差(絶対値)だけで判断すると誤りです。標準偏差という「ばらつきの大きさ」で割った割合(z値)で比較する必要があります。
  2. 「標準偏差が小さいほど必ず有利」
    → 標準偏差が小さいことは有利になりやすいですが、平均との差が十分大きいかどうかも重要です(差 ÷ 標準偏差で決まります)。

補足コラム

比較の簡単な裏ワザ:分数で比較する場合、例えば国語の と数学の を比べるときは、両辺を掛け算して比べると計算が速いです。 は、両辺を30(5×6)でそろえると国語は54、数学は65となり、数学が大きいとわかります。数学的にはこれは通分と同じ考え方です。
また「正規分布(normal distribution:平均の周りにベル型に広がる分布)」であることが問題文にあるため、zスコアや偏差値の解釈がそのまま当てはまりますが、今回の順位比較は分布の形を細かく使う必要はなく、平均と標準偏差だけで決まります。

FAQ

Q1. 偏差値と順位は同じですか?
A1. いいえ。偏差値は「平均からの相対的な距離」を示す数値(平均50、標準偏差10に標準化)で、順位は単純に得点を並べた順位です。偏差値が高いほど通常は順位も高くなりますが、分布の形や人数により差があります。
Q2. 標準偏差が0に近いとどうなる?
A2. 標準偏差が0に近いということは全員ほぼ同じ点を取っているという意味で、差を標準偏差で割ると不安定になり計算できません。実務上は標準偏差が極端に小さい場合は別の評価方法を検討します。
Q3. 小数点以下の丸めはどうする?
A3. 偏差値の大小比較では小数点第2位以下の差があれば十分に順位を分けられます。試験では通常、小数点第1位または小数点以下切り捨て/四捨五入のルールが決まっていますが、この問題のように差が明確な場合は丸めの影響はありません。

関連キーワード: 偏差値、標準偏差、正規分布、zスコア、得点の標準化
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