データサイエンス数学ストラテジスト[中級] ⑤ 機械学習の基礎とニューラルネットワーク

公式の学習分野2(機械学習・深層学習の数学的理論の理解)にあたる分野。教師あり・教師なし・強化学習の区別、散布図と相関係数、回帰直線、二乗誤差などの損失関数、勾配降下法と誤差逆伝播、重みとバイアス、シグモイド関数とReLU関数、畳み込み層とプーリング層(最大・平均)、混同行列から求める正解率・適合率・再現率・F値までを扱う。収録80問では、真陽性30件・偽陽性5件といった同じ数値セットを使い回して適合率と再現率を続けて計算させる設問がある。分母が「予測した数」か「実際の数」かで両者が入れ替わるため、式を暗記するより分母の意味で覚えたい。

この分野の問題80問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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430機械学習でルールを構築する際に使われる、学習用データのことを一般に何と呼ぶか。

  1. A訓練データ
  2. B予測データ
  3. C教師なしデータ
  4. Dテストデータ
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正解:A訓練データ

学習に用いるデータは訓練データと呼ばれます。

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431深層学習が大きな成果を上げるきっかけとなった、1980年代には普及しなかった「ルール洗い出しの困難さ」を解決した中心技術は何か。

  1. A遺伝的アルゴリズム
  2. Bエキスパートシステム
  3. C機械学習
  4. Dオントロジー
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正解:C機械学習

人間の知識を記述する代わりにデータから学習する機械学習が中心となりました。

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432CNNにおいて、直線や曲線など画像の特徴を抽出するためにフィルター(カーネル)と掛け合わせて計算を行う層はどれか。

  1. A全結合層
  2. B畳み込み層
  3. Cプーリング層
  4. D出力層
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正解:B畳み込み層

フィルターを適用して特徴を抽出するのは畳み込み層です。

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433「あるクラスだと予測したもの」の中で、実際にそのクラスであった割合を示す指標はどれか。

  1. A再現率(Recall)
  2. BF値
  3. C正解率(Accuracy)
  4. D適合率(Precision)
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正解:D適合率(Precision)

予測したもののうち実際の正解の割合は適合率です。

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434ニューラルネットワークのニューロン間において、影響の大きさを決定し学習によって調整されるパラメータは何か。

  1. A出力値
  2. B重み
  3. Cバイアス
  4. D損失関数
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正解:B重み

ニューロン間の影響の大きさを決めるのは重みです。

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435一方が増えるともう一方も増えるといった変数間の関係性を何と呼ぶか。

  1. A相関関係
  2. B排反関係
  3. C独立関係
  4. D因果関係
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正解:A相関関係

一方が変化すると他方も変化する関係は相関関係です。

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436教師なし学習の代表的な手法であり、与えられたデータを似た特徴を持つグループに分ける手法を何と呼ぶか。

  1. A強化学習
  2. B回帰
  3. C誤差逆伝播
  4. Dクラスタリング
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正解:Dクラスタリング

教師なし学習においてデータをグループ分けする手法はクラスタリングです。

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437深層学習における誤差逆伝播の説明として、もっともらしいが誤っているものはどれか。

  1. Aバックプロパゲーションとも呼ばれる
  2. Bニューラルネットワークの学習において重みやバイアスを調整するために使われる
  3. C入力層での誤差をもとに、入力層から出力層に向けて順方向に重みを調整する
  4. D出力層と教師データとの誤差をもとに重みを計算する
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正解:C入力層での誤差をもとに、入力層から出力層に向けて順方向に重みを調整する

誤差は出力層から入力層へ「逆方向」に伝播させて調整します。

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438相関係数が-1に近い場合、散布図の分布はどのような特徴を示すか。

  1. A強い正の相関があり、右上がりの直線に近い分布になる
  2. B変数の値が常に0になる
  3. C強い負の相関があり、右下がりの直線に近い分布になる
  4. D相関がなく、円状にばらついた分布になる
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正解:C強い負の相関があり、右下がりの直線に近い分布になる

-1に近いほど強い負の相関(右下がり)になります。

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4392つの変数(例えば身長と体重)の関係性を視覚的に表現するために、データを点でプロットしたグラフを何と呼ぶか。

  1. Aヒストグラム
  2. B折れ線グラフ
  3. C円グラフ
  4. D散布図
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正解:D散布図

2変数の関係性をプロットしたグラフは散布図です。

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440出力値が 3 と 5、正解データが 1 と 2 のとき、各データの差の2乗の合計として計算される誤差はどれか。

  1. A13
  2. B5
  3. C10
  4. D8
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正解:A13

(3-1)^2 + (5-2)^2 = 4 + 9 = 13 となります。

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441相関係数の取り得る値の範囲として正しいものはどれか。

  1. A-無限大から無限大
  2. B-1から1
  3. C-100から100
  4. D0から1
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正解:B-1から1

相関係数は-1から1の範囲をとります。

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442相関係数と散布図の関係について、誤っているものはどれか。

  1. A相関係数が-1に近いほど、右下がりの直線的な分布になる
  2. B相関係数が1に近いほど、右上がりの直線的な分布になる
  3. C相関係数が0に近いと、直線的な関係性は見られない
  4. D相関係数が0であれば、散布図上で点は常に完全な円を描いて並ぶ
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正解:D相関係数が0であれば、散布図上で点は常に完全な円を描いて並ぶ

相関が0でも完全な円を描くとは限らず、ランダムにばらつくこともあります。

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443相関係数が0に近い場合、変数間の関係について言えることはどれか。

  1. Aすべてのデータが同じ値をとる
  2. B直線的な相関関係はほとんどない
  3. C完全に一致する強い正の相関がある
  4. D完全に反比例する強い負の相関がある
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正解:B直線的な相関関係はほとんどない

0に近いほど直線的な相関関係は弱くなります。

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444回帰分析に関する記述として誤っているものはどれか。

  1. A変数の関係を直線的な数式で表現する
  2. B新しいデータのXからYを予測するために使われる
  3. C相関係数が0の場合、回帰直線の予測精度は最も高くなる
  4. Dデータとの距離を最小にするように直線の傾きと切片を定める
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正解:C相関係数が0の場合、回帰直線の予測精度は最も高くなる

相関係数が0の場合、直線による予測は困難であり精度は低くなります。

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445ある2×2の領域のピクセル値が、左上から 10, 15, 左下から 5, 20 であった。最大プーリングを適用した場合の出力はどれか。

  1. A20
  2. B15
  3. C10
  4. D12.5
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正解:A20

領域内の最大値である20が出力されます。

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446畳み込み層の役割として誤っているものはどれか。

  1. A画像の微小な位置ずれを吸収し、データサイズを圧縮する
  2. B特徴マップと呼ばれるデータを出力する
  3. Cフィルター(カーネル)を画像に掛け合わせる
  4. D画像から直線や曲線などの特徴を抽出する
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正解:A画像の微小な位置ずれを吸収し、データサイズを圧縮する

位置ずれの吸収やデータサイズの圧縮(代表値取得)はプーリング層の役割です。

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447あるモデルの予測結果が、真陽性40件、偽陽性10件、偽陰性20件、真陰性130件であったとき、正解率(Accuracy)はどれか。

  1. A0.8
  2. B0.667
  3. C0.85
  4. D0.2
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正解:C0.85

正解率は(40+130)/(40+10+20+130) = 0.85 となります。

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448スパムメールの判定において、正常なメールを誤って迷惑メールと判定する「偽陽性」を減らしたい場合、特に重視すべき指標はどれか。

  1. A正解率(Accuracy)
  2. B適合率(Precision)
  3. C相関係数
  4. D再現率(Recall)
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正解:B適合率(Precision)

誤判定による影響が大きい場合、予測の正確さを示す適合率を重視します。

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449推測統計学と機械学習の違いについて、機械学習の主な目的として正しいものはどれか。

  1. Aデータのもつ暗黙知を人間がルールとして記述すること
  2. B少ない標本から母集団を推測すること
  3. Cデータの特徴を数式で人間が理解できるように説明すること
  4. Dデータの特徴や性質から予測すること
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正解:Dデータの特徴や性質から予測すること

統計学が説明を重視するのに対し、機械学習は予測を目的としています。

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450データの背後にある潜在的なパターンや構造を調べるために使われ、正解データを与えずにグループ分けなどを行う機械学習の手法はどれか。

  1. A教師あり学習
  2. B教師なし学習
  3. C深層学習
  4. D強化学習
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正解:B教師なし学習

正解データを用いず、クラスタリングなどを行うのは教師なし学習です。

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451教師あり学習に関する記述として、正しくないものはどれか。

  1. A新しいデータをゼロから自動で生成する能力を持っている
  2. B人間がすべてのルールを事前にプログラムする必要はない
  3. C訓練データには入力に対応する正解ラベルが必要である
  4. Dデータに基づいて分類や回帰を行うことができる
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正解:A新しいデータをゼロから自動で生成する能力を持っている

教師あり学習は予測するものであり、新しいデータを生成する能力はありません。

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452教師あり学習で連続的な数値を予測する目的を何と呼ぶか。

  1. A強化学習
  2. Bプーリング
  3. C分類
  4. D回帰
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正解:D回帰

連続値を予測するのは回帰です。

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453深層学習が実用化され人間を超える精度を得るようになった分野として、適切でないものはどれか。

  1. A画像認識
  2. B自然言語処理
  3. C暗黙知の完全なルール化
  4. D音声認識
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正解:C暗黙知の完全なルール化

暗黙知をルールとして書き出すのはエキスパートシステムの課題であり、深層学習はデータから特徴を学習します。

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454適合率と再現率のバランスをとるため、両者の調和平均を計算した指標を何と呼ぶか。

  1. A正解率
  2. B相関係数
  3. CF値(F1スコア)
  4. D平均二乗誤差
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正解:CF値(F1スコア)

適合率と再現率の調和平均はF値です。

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455真陽性30件、偽陽性5件、偽陰性15件、真陰性50件の場合の適合率と再現率から、F値(F1スコア)を計算した値はどれか。なお適合率は0.857、再現率は0.667とする。

  1. A0.667
  2. B0.857
  3. C0.762
  4. D0.75
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正解:D0.75

F値は 2×適合率×再現率÷(適合率+再現率) で計算され、0.75 となります。

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456ある2×2の領域のピクセル値が、左上から時計回りに 2, 4, 1, 5 であった。この領域に対して平均プーリングを適用した場合の出力値はどれか。

  1. A3
  2. B12
  3. C5
  4. D2.5
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正解:A3

(2+4+1+5)/4 = 3 となります。

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457あるモデルの予測結果が、真陽性30件、偽陽性10件、偽陰性20件、真陰性40件であったとき、適合率(Precision)はどれか。

  1. A0.3
  2. B0.75
  3. C0.4
  4. D0.6
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正解:B0.75

適合率は 30/(30+10) = 0.75 です。

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458ニューラルネットワークの学習で最小化を目指す関数はどれか。

  1. A活性化関数
  2. Bシグモイド関数
  3. CReLU関数
  4. D損失関数
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正解:D損失関数

予測値と実際の値の誤差を示す損失関数を最小化します。

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459予測した迷惑メールのうち、実際に迷惑メールだった割合を示すのはどれか。

  1. A再現率
  2. B適合率
  3. C相関係数
  4. D正解率
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正解:B適合率

予測した正例のうち実際の正例の割合は適合率です。

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460活性化関数としてReLU関数を用いるとき、入力値が -3 の場合の出力値はどれか。

  1. A1
  2. B-3
  3. C0
  4. D0.5
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正解:C0

ReLU関数は入力が負なら0、正ならそのままを出力するため 0 になります。

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461シグモイド関数に関する記述として、誤っているものはどれか。

  1. A入力値がどれほど大きくても出力は1から無限大の範囲となる
  2. B出力を0から1の範囲に変換する
  3. C出力を確率として解釈することができる
  4. D入力値が大きいほど出力は1に近づく
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正解:A入力値がどれほど大きくても出力は1から無限大の範囲となる

シグモイド関数の出力は0から1の範囲であり、1を超えることはありません。

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462ニューラルネットワークにおいて、入力と重みとバイアスの計算結果に対して適用し、より複雑な表現を可能にする関数を何と呼ぶか。

  1. A活性化関数
  2. Bコスト関数
  3. C誤差関数
  4. D損失関数
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正解:A活性化関数

複雑な計算を行うために適用されるのは活性化関数です。

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463出力が負のときは0、正のときはそのままの値を返す関数として正しい式はどれか。ただしmax(a, b)は大きい方を返す。

  1. Ay = max(0, 1)
  2. By = min(0, x)
  3. Cy = max(0, x)
  4. Dy = max(x, x)
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正解:Cy = max(0, x)

0とxの大きい方を返す y=max(0,x) がReLU関数です。

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464囲碁や将棋において、コンピューター同士の対局を通じて勝敗に応じた報酬を与え、最善の手を学習させるのに適した手法はどれか。

  1. A教師なし学習
  2. B強化学習
  3. C教師あり学習
  4. Dエキスパートシステム
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正解:B強化学習

試行錯誤と報酬によって学習するのは強化学習です。

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465回帰問題などで用いられる損失関数で、出力値と実際の値の差の2乗を計算し、その合計や平均をとるものを何と呼ぶか。

  1. A絶対値誤差
  2. B交差エントロピー誤差
  3. C適合率
  4. D平均二乗誤差
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正解:D平均二乗誤差

差の2乗を計算して誤差を求めるのは平均二乗誤差です。

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466勾配降下法に関する説明として、誤っているものはどれか。

  1. Aニューラルネットワークの重み調整に利用される
  2. B坂を上る方向へ進み、関数の最大値を求めるための手法である
  3. C現在の地点の傾きを求め、損失が小さくなる向きへ進む
  4. D傾きが0になった点を最小値(または極小値)の候補として扱う
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正解:B坂を上る方向へ進み、関数の最大値を求めるための手法である

勾配降下法は損失が小さくなる向き(負の勾配方向)へ進んで最小値を求める手法であり、最大値を求めるものではない。

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467CNNにおいて、入力された画像を小さく分割し、その領域の代表値を求めることで微小な位置ずれなどに対応する層はどれか。

  1. Aプーリング層
  2. B入力層
  3. C全結合層
  4. D畳み込み層
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正解:Aプーリング層

領域の代表値を求めて縮小し位置ずれに対応するのはプーリング層です。

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468出力値が 3, 2, 1 、対応する正解データが 3, 4, 0 であるとき、各データの差の2乗の合計として計算される誤差はどれか。

  1. A1.67
  2. B3
  3. C73
  4. D5
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正解:D5

(3-3)^2 + (2-4)^2 + (1-0)^2 = 0 + 4 + 1 = 5 となります。

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469分類問題において、実際の分類と予測した分類をクロス集計し、予測の正しさを評価するために作成される表を何と呼ぶか。

  1. A相関行列
  2. B散布図
  3. C混同行列
  4. D特徴マップ
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正解:C混同行列

実際の分類と予測分類を集計した表は混同行列です。

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470正解率に関する記述として誤っているものはどれか。

  1. A全体のデータ数が分母となる
  2. B真陽性と真陰性の合計を全データ数で割って求める
  3. C真陽性のみを全データ数で割って求める
  4. D実際の分類と予測が一致したデータの割合を示す
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正解:C真陽性のみを全データ数で割って求める

正解率の分子には真陽性と真陰性の両方が含まれます。

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471実際の迷惑メールのうち、正しく迷惑メールだと予測できた割合を示すのはどれか。

  1. A正解率
  2. B適合率
  3. CF値
  4. D再現率
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正解:D再現率

実際の正例のうち予測できた割合は再現率です。

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472ニューラルネットワークの学習において、予測値と実際の正解値との間の誤差を表し、最小化することが目的となる関数はどれか。

  1. A損失関数
  2. BReLU関数
  3. C活性化関数
  4. Dシグモイド関数
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正解:A損失関数

予測値と実際の値との誤差を表すのは損失関数(誤差関数)です。

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473ニューラルネットワークの学習において、勾配降下法をベースにし、膨大なデータに対して小さなサイズで反復的に最適化を進める手法はどれか。

  1. Aサポートベクターマシン
  2. B確率的勾配降下法
  3. C主成分分析
  4. D平均プーリング
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正解:B確率的勾配降下法

小さなサイズで反復的に進めるのは確率的勾配降下法です。

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474ニューラルネットワークの入力層と出力層の間にあり、入力データに対して様々な計算を行う層を何と呼ぶか。

  1. A出力層
  2. B入力層
  3. C受容層
  4. D中間層(隠れ層)
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正解:D中間層(隠れ層)

入力層と出力層の間にあるのは中間層(隠れ層)です。

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475強化学習に関する記述として、もっともらしいが誤っているものはどれか。

  1. A囲碁や将棋のAIなどで活用されている
  2. B常に正解となる出力データを事前にすべて用意して学習させる
  3. C報酬を最大化するような行動を学習する
  4. D状態からの行動に対して報酬を与え学習させる
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正解:B常に正解となる出力データを事前にすべて用意して学習させる

事前に正解データを与えるのは教師あり学習であり、強化学習ではありません。

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476試行錯誤を通じて、良い結果が得られたときに「報酬」を与え、その報酬を最大化する行動を学習させる手法はどれか。

  1. A教師なし学習
  2. B教師あり学習
  3. C強化学習
  4. D回帰分析
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正解:C強化学習

報酬を最大化するように行動を学習するのは強化学習です。

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477ニューラルネットワークにおいて、入力データの値に関わらず結果の「ずれ」を調整するために加えられるパラメータは何か。

  1. Aバイアス
  2. B損失関数
  3. C重み
  4. D活性化関数
正解と解説を見る

正解:Aバイアス

入力とは独立して結果を調整するために加算されるのはバイアスです。

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478バイアスの役割として誤っているものはどれか。

  1. A入力データの影響度合いを掛け算で変化させる
  2. B学習を通して適切な値に調整される
  3. C入力データの値が0であっても出力を調整できる
  4. Dニューロンの出力に対する「ずれ」を補正する
正解と解説を見る

正解:A入力データの影響度合いを掛け算で変化させる

入力の影響度合いを掛け算で変化させるのは重みの役割です。バイアスは足し算で加えられます。

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479画像データの2×2領域のピクセル値が左上から時計回りに 5, 4, 3, 3 であり、適用するフィルターの値が同じ順で 0.5, 0.5, -1.0, 1.0 であるとき、畳み込み計算を行った結果はどれか。

  1. A3.5
  2. B3.75
  3. C4.5
  4. D5
正解と解説を見る

正解:C4.5

対応する位置同士を掛け合わせて合計するため、5×0.5 + 4×0.5 + 3×(-1.0) + 3×1.0 = 4.5 となります。

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480あるモデルの予測結果が、真陽性30件、偽陽性5件、偽陰性15件、真陰性50件であったとき、再現率(Recall)はどれか。

  1. A0.769
  2. B0.667
  3. C0.8
  4. D0.857
正解と解説を見る

正解:B0.667

再現率は実際の陽性のうち陽性と予測できた割合なので 30/(30+15) = 0.667 となります。

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481ニューラルネットワークにおけるバイアスの説明として誤っているものはどれか。

  1. A学習データをもとに最適な値に調整される
  2. Bニューロンが発火するしきい値のような役割を持つ
  3. C入力データの値が0であっても出力を変化させることができる
  4. D各ニューロンの出力に掛け合わせて影響度を調整する
正解と解説を見る

正解:D各ニューロンの出力に掛け合わせて影響度を調整する

バイアスは掛け合わせるのではなく足し合わせることで調整します。

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482出力値を0から1の範囲に変換し、確率として解釈できる出力を得るためによく使われる活性化関数はどれか。

  1. A恒等関数
  2. Bシグモイド関数
  3. Cステップ関数
  4. DReLU関数
正解と解説を見る

正解:Bシグモイド関数

0から1の範囲に変換するのはシグモイド関数です。

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483あるニューロンへの入力がX1, X2であり、それぞれに設定された重みがW1, W2、バイアスがbとする。関数適用前の出力yを求める式として正しいものはどれか。

  1. Ay = W1×X1 + W2×X2 + b
  2. By = W1×X1 × W2×X2 × b
  3. Cy = X1×X2 + W1×W2 + b
  4. Dy = (X1+W1) × (X2+W2) + b
正解と解説を見る

正解:Ay = W1×X1 + W2×X2 + b

入力と重みの積の和にバイアスを加算します。

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484入力X1=3, X2=2、重みW1=0.4, W2=-0.2、バイアスb=0.5 のとき、出力 y = W1×X1 + W2×X2 + b の値を計算せよ。

  1. A6.62
  2. B1
  3. C0.3
  4. D1.3
正解と解説を見る

正解:D1.3

計算式は 0.4×3 + (-0.2)×2 + 0.5 = 1.3 となります。

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485教師あり学習の代表的な目的として、入力データをグループに分ける「分類」と、もう一つは連続的な数値を予測する目的がある。それは何か。

  1. Aクラスタリング
  2. B探索
  3. C回帰
  4. D次元削減
正解と解説を見る

正解:C回帰

教師あり学習は主に分類と回帰に使われます。

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486出力値が 2, 4 、対応する正解データが 1, 5 であるとき、各データの差の2乗の合計として計算される誤差はどれか。

  1. A90
  2. B1
  3. C2
  4. D5.23
正解と解説を見る

正解:C2

(2-1)^2 + (4-5)^2 = 1 + 1 = 2 となります。

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487分割された領域の中で最も大きい値を取得するプーリングの手法を何と呼ぶか。

  1. A最小プーリング
  2. B総和プーリング
  3. C平均プーリング
  4. D最大プーリング
正解と解説を見る

正解:D最大プーリング

領域内の最大値を取得するのは最大プーリングです。

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488入力データだけで出力が決まるのではなく、場所の雰囲気や体調のような「ずれ」を表現するために加算されるパラメータはどれか。

  1. Aバイアス
  2. B損失関数
  3. C重み
  4. D誤差
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正解:Aバイアス

入力データに依存しない全体のずれを調整するのはバイアスです。

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489相関係数に関する記述として、誤っているものはどれか。

  1. A相関係数は-1から1の間の値をとる
  2. B相関係数が0であれば、XとYのデータ値はすべて完全に一致している
  3. C相関係数が-1に近いほど、散布図上で直線的な負の相関を示す
  4. D相関係数が1に近いほど、強い正の相関がある
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正解:B相関係数が0であれば、XとYのデータ値はすべて完全に一致している

相関係数が0の場合は相関がないことを示し、値が一致しているわけではありません。

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490入力X1=-1, X2=2、重みW1=0.8, W2=0.6、バイアスb=0.1 のとき、出力 y = W1×X1 + W2×X2 + b の値を計算せよ。

  1. A-0.42
  2. B-0.68
  3. C0.3
  4. D0.5
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正解:D0.5

計算式は 0.8×(-1) + 0.6×2 + 0.1 = 0.5 となります。

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491ニューラルネットワークの学習において、出力層での誤差をもとに出力層から入力層に向けて逆方向に重みを調整する手法を何と呼ぶか。

  1. A確率的勾配降下法
  2. B誤差逆伝播(バックプロパゲーション)
  3. C最大プーリング
  4. D最小二乗法
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正解:B誤差逆伝播(バックプロパゲーション)

出力から入力へ逆方向に誤差を伝播させ重みを調整するのは誤差逆伝播です。

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492機械学習の手法のうち、入力データに対応する「正解」を与え、それに近い出力ができるようモデルを調整する手法はどれか。

  1. A教師なし学習
  2. B強化学習
  3. C教師あり学習
  4. Dエキスパートシステム
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正解:C教師あり学習

入力と正解(ラベル)のセットから学習するのは教師あり学習です。

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493ReLU関数の特徴として誤っているものはどれか。

  1. A入力が負の数の場合、出力は-1になる
  2. Bシンプルな式のため高速に計算できる
  3. C入力が正の数の場合、入力された値をそのまま出力する
  4. D入力が負の数の場合、出力は0になる
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正解:A入力が負の数の場合、出力は-1になる

ReLU関数は入力が負の数の場合、出力は0になります。

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494入力X1=2, X2=-1、重みW1=0.5, W2=0.3、バイアスb=0.2 のとき、出力 y = W1×X1 + W2×X2 + b の値を計算せよ。

  1. A0.9
  2. B0.5
  3. C0.94
  4. D-1.55
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正解:A0.9

計算式は 0.5×2 + 0.3×(-1) + 0.2 = 0.9 となります。

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495勾配降下法で損失関数を最小化するとき、ある地点の傾きが0になった場合、その地点は典型的にはどのような状態と考えるか。

  1. A誤差が最大になった状態
  2. B最大値
  3. C最小値(または極小値)
  4. D学習が失敗した状態
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正解:C最小値(または極小値)

勾配降下法では傾きが0に近づいて損失が下がらなくなった点を最小値または極小値の候補として扱う。ただし一般には最大値や鞍点でも傾きは0になる。

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496畳み込みニューラルネットワーク(CNN)におけるプーリング層の役割として誤っているものはどれか。

  1. A入力された画像を小さく分割し、領域の代表値を求める
  2. B画像から直線や曲線などの特徴を抽出するためにフィルターを掛け合わせる
  3. C画像の微小な位置ずれの影響を軽減する
  4. D最大プーリングや平均プーリングなどの手法がある
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正解:B画像から直線や曲線などの特徴を抽出するためにフィルターを掛け合わせる

フィルターを掛け合わせて特徴を抽出するのは「畳み込み層」です。

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497「実際のそのクラスのデータ」のうち、正しくそのクラスだと予測できた割合を示す指標はどれか。

  1. A適合率(Precision)
  2. B正解率(Accuracy)
  3. CF値
  4. D再現率(Recall)
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正解:D再現率(Recall)

実際のデータのうち予測できた割合は再現率(真陽性率)です。

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498機械学習において、大量のデータから自動的に生成されたルールのことを一般に何と呼ぶか。

  1. Aバイアス
  2. Bモデル
  3. Cパラメータ
  4. Dエージェント
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正解:Bモデル

機械学習でデータからつくられたルールはモデルと呼ばれます。

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499ニューラルネットワークの階層を深くした手法であり、画像認識や自然言語処理などで高い精度を上げる技術の総称を何と呼ぶか。

  1. A深層学習(ディープラーニング)
  2. Bエキスパートシステム
  3. C主成分分析
  4. Dクラスタリング
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正解:A深層学習(ディープラーニング)

階層が深いニューラルネットワークを用いた学習は深層学習と呼ばれます。

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500あるモデルの予測結果が、真陽性30件、偽陽性5件、偽陰性15件、真陰性50件であったとき、正解率(Accuracy)はどれか。

  1. A0.857
  2. B0.667
  3. C0.3
  4. D0.8
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正解:D0.8

正解率は(30+50)/(30+5+15+50) = 0.8 となります。

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501分割された領域内の値の平均値を代表値とするプーリングの手法を何と呼ぶか。

  1. A中央値プーリング
  2. B最小プーリング
  3. C平均プーリング
  4. D最大プーリング
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正解:C平均プーリング

領域内の平均値を求めるのは平均プーリングです。

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502画像処理に効果的な手法で、フィルターを用いて画像の特徴を抽出する層を持つネットワークを何と呼ぶか。

  1. Aサポートベクターマシン
  2. B自己組織化マップ
  3. C畳み込みニューラルネットワーク(CNN)
  4. Dリカレントニューラルネットワーク
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正解:C畳み込みニューラルネットワーク(CNN)

フィルターで画像特徴を抽出するのはCNNです。

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503第2次人工知能ブームの時期に注目された、人間がルールをプログラムとしてつくり込み知識を表現するシステムを何と呼ぶか。

  1. Aディープラーニング
  2. B機械学習
  3. Cニューラルネットワーク
  4. Dエキスパートシステム
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正解:Dエキスパートシステム

第2次AIブームでは人間の知識をルール化するエキスパートシステムが注目されました。

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504回帰分析に関する説明として誤っているものはどれか。

  1. A目的変数Yを複数のXの掛け算でのみ予測する手法である
  2. B各データとの距離が最小になるように傾きと切片を定める
  3. C新しいデータが与えられたときにYの値を予測するために使われる
  4. D変数間の直線的な関係を Y = aX + b の式で予測する
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正解:A目的変数Yを複数のXの掛け算でのみ予測する手法である

回帰分析は掛け算のみで予測するのではなく、線形式(Y=aX+b)を当てはめます。

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505ある変数Xから変数Yを予測するために直線 Y = aX + b を当てはめる手法を何と呼ぶか。

  1. A主成分分析
  2. B回帰分析
  3. C相関分析
  4. Dクラスター分析
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正解:B回帰分析

直線を用いて変数を予測する手法は回帰分析です。

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506あるデータ群から求めた回帰直線の式が Y = 0.5X + 3.5 であった。Xの値が 10 のとき、予測されるYの値はどれか。

  1. A3.5
  2. B13.5
  3. C5
  4. D8.5
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正解:D8.5

X=10を代入すると 0.5×10 + 3.5 = 8.5 となります。

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507混同行列の「偽陽性」に関する説明として誤っているものはどれか。

  1. Aスパムメール分類において、正常なメールを迷惑メールと判定した件数にあたる
  2. B実際には陰性であるデータを正しく陰性と予測した件数である
  3. Cこの値が大きいと適合率が低下する
  4. D実際には陰性であるが陽性と予測してしまった件数である
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正解:B実際には陰性であるデータを正しく陰性と予測した件数である

正しく陰性と予測したものは「真陰性」です。

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508損失関数の現在の地点の傾きを求め、坂を下る方向に少しずつ進める操作を繰り返すことで最小値を求める手法を何と呼ぶか。

  1. A最小二乗法
  2. Bクラスタリング
  3. C勾配降下法
  4. D誤差逆伝播法
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正解:C勾配降下法

傾きをもとに最小値を探索する手法は勾配降下法(最急降下法)です。

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509相関関係と因果関係について、散布図から読み取れることとして正しいものはどれか。

  1. A相関関係があることはわかるが、必ずしも因果関係があるとは限らない
  2. B相関関係があれば、必ず明確な因果関係が存在する
  3. C相関係数が0であれば、非線形な関係も絶対に存在しない
  4. D散布図が右下がりであれば、因果関係があると断定できる
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正解:A相関関係があることはわかるが、必ずしも因果関係があるとは限らない

散布図からは相関関係は分かりますが、それだけで因果関係は断定できません。

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