応用情報技術者 ① 基礎理論

コンピュータ科学の土台となる離散数学・情報理論を学ぶ分野です。集合と論理、2進数など基数変換、論理演算とブール代数、確率統計、オートマトンや形式言語、さらに近年は機械学習やAIの基礎用語まで幅広く問われます。午前試験では計算問題も出るため、公式を暗記するだけでなく、なぜその結果になるのかを手を動かして理解することが重要です。他分野の理解を支える基盤なので、序盤で丁寧に固めておくと後半の学習効率が大きく上がります。出題数62問と多く、得点源にしたい分野です。

この分野の問題62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。

クイズモードで挑戦 →

1集合の要素数がN個であるとき、その部分集合の個数はいくらか

  1. AN
  2. B2N
  3. CNの2乗
  4. D2のN乗
正解と解説を見る

正解:D2のN乗

部分集合の総数は2の要素数乗で求められます。

この問題の解説ページを開く →

2集合AとBの差集合A-Bの定義として正しいものはどれか

  1. ABの要素であってAの要素ではない要素の集合
  2. BAとBに共通する要素の集合
  3. CAの要素であってBの要素ではない要素の集合
  4. DAまたはBに属する要素の集合
正解と解説を見る

正解:CAの要素であってBの要素ではない要素の集合

差集合はAに含まれBに含まれない集合のことです。

この問題の解説ページを開く →

3排他的論理和に相当する集合演算はどれか

  1. A対称差
  2. B差集合
  3. C共通部分
  4. D和集合
正解と解説を見る

正解:A対称差

対称差は論理演算の排他的論理和に相当します。

この問題の解説ページを開く →

4条件文p→qが偽となるのはどのようなときか

  1. Apが真かつqが真のとき
  2. Bpが偽かつqが真のとき
  3. Cpが偽かつqが偽のとき
  4. Dpが真かつqが偽のとき
正解と解説を見る

正解:Dpが真かつqが偽のとき

条件文は前件が真で後件が偽のときのみ偽となります。

この問題の解説ページを開く →

5条件文p→qの対偶はどれか

  1. A¬q→¬p
  2. Bq→p
  3. C¬p→¬q
  4. Dp→¬q
正解と解説を見る

正解:A¬q→¬p

対偶は後件の否定ならば前件の否定となる命題です。

この問題の解説ページを開く →

7機械学習で、ハイパーパラメータの候補値の組合せを格子状にすべて試して最適値を探す手法はどれか

  1. Aグリッドサーチ
  2. Bランダムサーチ
  3. Cベイズ最適化
  4. D勾配降下法
正解と解説を見る

正解:Aグリッドサーチ

グリッドサーチは設定した候補値の組合せをすべて試行する手法です。

この問題の解説ページを開く →

8情報量を示す式として正しいものはどれか

  1. AI=log2P(J)
  2. BI=-log10P(J)
  3. CI=-log2P(J)
  4. DI=log10P(J)
正解と解説を見る

正解:CI=-log2P(J)

情報量は発生確率の逆数の対数で表されます。

この問題の解説ページを開く →

10エントロピーとも呼ばれる、すべての事象の平均的な情報量を何というか

  1. A平均情報量
  2. B最大情報量
  3. C符号化ビット長
  4. Dデータ圧縮率
正解と解説を見る

正解:A平均情報量

平均情報量はエントロピーとも呼ばれます。

この問題の解説ページを開く →

11ハフマン符号化の特徴として正しいものはどれか

  1. A出現頻度にかかわらず固定長で符号化する
  2. B出現頻度の低い文字を短いビット列で表現する
  3. C出現頻度の高い文字を短いビット列で表現する
  4. Dデータを一定の長さで区切って圧縮する
正解と解説を見る

正解:C出現頻度の高い文字を短いビット列で表現する

ハフマン符号化は出現頻度に応じた可変長圧縮法です。

この問題の解説ページを開く →

12ランレングス符号化の説明として適切なものはどれか

  1. Aデータ列の出現頻度に基づいて符号を割り当てる
  2. Bデータを多項式で除算した余りを付加する
  3. Cデータの一部を間引いてサイズを小さくする
  4. D連続する同じデータ値を反復回数に置き換えて圧縮する
正解と解説を見る

正解:D連続する同じデータ値を反復回数に置き換えて圧縮する

ランレングス符号化は連続する同一データを回数で置換します。

この問題の解説ページを開く →

13CRC(巡回冗長検査)では、誤り検出のためデータビット列を何と見なして計算するか

  1. Aハッシュ値
  2. B排他的論理和のテーブル
  3. C行列
  4. D多項式
正解と解説を見る

正解:D多項式

CRCはデータ列を多項式と見なし、あらかじめ定めた生成多項式で除算した余りを付加します。

この問題の解説ページを開く →

142ビットまでの誤り検出と1ビットの誤り訂正が可能な方式はどれか

  1. Aパリティチェック
  2. B水平垂直パリティチェック
  3. CCRC
  4. Dハミング符号
正解と解説を見る

正解:Dハミング符号

ハミング符号は2ビット検出・1ビット訂正が可能です。

この問題の解説ページを開く →

15PCMによる音声符号化の手順として正しい順序はどれか

  1. A標本化→量子化→符号化
  2. B量子化→標本化→符号化
  3. C符号化→標本化→量子化
  4. D標本化→符号化→量子化
正解と解説を見る

正解:A標本化→量子化→符号化

PCMは標本化、量子化、符号化の順に行われます。

この問題の解説ページを開く →

16サンプリング周波数10kHz、量子化ビット数16ビットで4秒間サンプリングした場合のデータ量(バイト)は

  1. A20kバイト
  2. B40kバイト
  3. C80kバイト
  4. D160kバイト
正解と解説を見る

正解:C80kバイト

10000×16×4÷8 = 80000バイトです。

この問題の解説ページを開く →

17順序機械の動作を表現するのに用いられるものはどれか

  1. A正規表現
  2. B状態遷移表
  3. Cヒストグラム
  4. D真理値表
正解と解説を見る

正解:B状態遷移表

順序機械の状態遷移は状態遷移表や状態遷移図で表されます。

この問題の解説ページを開く →

18有限オートマトンにおいて、入力記号と現在の状態によって次の状態を決定する関数を何というか

  1. A出力関数
  2. B受理関数
  3. C状態遷移関数
  4. D確率関数
正解と解説を見る

正解:C状態遷移関数

状態遷移関数によって次の状態が決定されます。

この問題の解説ページを開く →

19文脈自由文法を形式的に記述する代表的な表記法はどれか

  1. A正規表現
  2. B逆ポーランド表記法
  3. Cフローチャート
  4. DBNF記法
正解と解説を見る

正解:DBNF記法

BNF記法は構文規則を記述するための表記法です。

この問題の解説ページを開く →

20「自分の定義に自分自身を用いる」ことを何というか

  1. A循環参照
  2. B再帰的定義
  3. C階層的定義
  4. D動的定義
正解と解説を見る

正解:B再帰的定義

自分自身の定義に自分を用いることを再帰的定義といいます。

この問題の解説ページを開く →

21逆ポーランド表記法における式「A+B×C」の適切な表現はどれか

  1. AABC×+
  2. BA+BC×
  3. CABC+×
  4. DAB+C×
正解と解説を見る

正解:AABC×+

逆ポーランド表記法では演算子をオペランドの後に記述します。

この問題の解説ページを開く →

22グラフにおいて、すべての頂点をただ1回だけ通る閉路をもつグラフを何というか

  1. A完全グラフ
  2. Bハミルトングラフ
  3. C多重グラフ
  4. Dオイラーグラフ
正解と解説を見る

正解:Bハミルトングラフ

ハミルトン閉路をもつグラフをハミルトングラフといいます。

この問題の解説ページを開く →

23隣接行列がほとんど0であるような行列を何というか

  1. A密な行列
  2. B対角行列
  3. C単位行列
  4. D疎な行列
正解と解説を見る

正解:D疎な行列

行列要素のほとんどが0である行列を疎な行列といいます。

この問題の解説ページを開く →

24重みつきグラフにおいて最短経路を求めるダイクストラ法の説明として適切なものはどれか

  1. Aグラフのすべての辺を一度だけ通る経路を求める
  2. B始点から各頂点への最小コストを順次確定していく
  3. Cすべての頂点を一度だけ通る経路を求める
  4. Dすべての閉路のコストの和を求める
正解と解説を見る

正解:B始点から各頂点への最小コストを順次確定していく

ダイクストラ法は最小コストを順次確定していく手法です。

この問題の解説ページを開く →

25場合の数について、同時に起こらない2つの事象A、Bの起こり方を足し合わせる法則はどれか

  1. A積の法則
  2. B加法定理
  3. C和の法則
  4. D乗法定理
正解と解説を見る

正解:C和の法則

同時でない事象の和は和の法則で求めます。

この問題の解説ページを開く →

26事象Aが起こる確率をP(A)とするとき、P(A)の取り得る範囲はどれか

  1. A0<P(A)<1
  2. B0≦P(A)<1
  3. C0≦P(A)≦1
  4. D0<P(A)≦1
正解と解説を見る

正解:C0≦P(A)≦1

確率は0以上1以下の値をとります。

この問題の解説ページを開く →

27ある事象が起こる確率がP(A)であるとき、その余事象が起こる確率はどれか

  1. AP(A)
  2. B1-P(A)
  3. CP(A)の2乗
  4. D1/P(A)
正解と解説を見る

正解:B1-P(A)

余事象の確率は1から元の事象の確率を引いたものです。

この問題の解説ページを開く →

28事象Aと事象Bが独立であるとき、同時確率P(A∩B)を求める式はどれか

  1. AP(A)+P(B)
  2. BP(A)×P(B)
  3. CP(A)-P(B)
  4. DP(A)÷P(B)
正解と解説を見る

正解:BP(A)×P(B)

独立事象の同時確率は積で求められます。

この問題の解説ページを開く →

29ある事象が起こった原因を推定する際に利用される定理はどれか

  1. Aベイズの定理
  2. B二項定理
  3. C極限定理
  4. D中心極限定理
正解と解説を見る

正解:Aベイズの定理

ベイズの定理は原因の確率を求めるために利用されます。

この問題の解説ページを開く →

30マルコフ過程において、直前の状態にのみ関係して次の状態へ遷移する確率を何というか

  1. A条件付き確率
  2. B同時確率
  3. C平均確率
  4. D推移確率
正解と解説を見る

正解:D推移確率

マルコフ過程では推移確率により次の状態が決まります。

この問題の解説ページを開く →

31データの分布において、中央の値を並び替えて求める代表値を何というか

  1. A中央値
  2. B平均値
  3. C最頻値
  4. Dレンジ
正解と解説を見る

正解:A中央値

データを並び替えて中央に来る値を中央値といいます。

この問題の解説ページを開く →

32偏差の2乗の平均で表される、データのばらつきを示す値はどれか

  1. A分散
  2. Bレンジ
  3. C標準偏差
  4. D四分位範囲
正解と解説を見る

正解:A分散

分散は偏差の2乗の平均として定義されます。

この問題の解説ページを開く →

33正規分布において、平均±1標準偏差の範囲に含まれる全体の割合は約何%か

  1. A約95%
  2. B約68%
  3. C約98%
  4. D約99%
正解と解説を見る

正解:B約68%

正規分布では±1σに全体の約68%が含まれます。

この問題の解説ページを開く →

34統計調査において、母集団から無作為に抜き出した集団を何というか

  1. A母集団
  2. Bサンプリング
  3. C標本
  4. D推定値
正解と解説を見る

正解:C標本

抽出された集団を標本といいます。

この問題の解説ページを開く →

35ある変数yとそれを説明する変数xの関係をy=ax+bで表す分析を何というか

  1. A重回帰分析
  2. Bロジスティック回帰分析
  3. C因子分析
  4. D単回帰分析
正解と解説を見る

正解:D単回帰分析

説明変数が1つの場合の回帰分析を単回帰分析といいます。

この問題の解説ページを開く →

36最小二乗法によって決定される回帰直線は何を最小にするか

  1. A残差の和
  2. B残差の2乗和
  3. C相関係数の2乗
  4. D予測値の平均
正解と解説を見る

正解:B残差の2乗和

最小二乗法は残差の2乗和を最小にします。

この問題の解説ページを開く →

37変数xとyの関係性の度合いを測る尺度である相関係数の取り得る範囲はどれか

  1. A-1以上1以下
  2. B0以上1以下
  3. C-1より大きく1より小さい
  4. D0より大きく1未満
正解と解説を見る

正解:A-1以上1以下

相関係数は-1から1までの値をとり得ます。

この問題の解説ページを開く →

38重回帰分析において、目的変数を推測・予測するために用いる変数を何というか

  1. A目的変数
  2. B従属変数
  3. C説明変数
  4. D予測変数
正解と解説を見る

正解:C説明変数

回帰分析では要因となる変数を説明変数といいます。

この問題の解説ページを開く →

39目的変数が「1または0」の2値であるときに利用される分析法はどれか

  1. A単回帰分析
  2. B重回帰分析
  3. C分散分析
  4. Dロジスティック回帰分析
正解と解説を見る

正解:Dロジスティック回帰分析

ロジスティック回帰分析は2値分類に利用されます。

この問題の解説ページを開く →

40ニュートン法の特徴として適切なものはどれか

  1. A区間を二分割し続ける
  2. B接線を利用して反復計算を行う
  3. C台形を用いて面積を近似する
  4. D乱数を用いて確率を推定する
正解と解説を見る

正解:B接線を利用して反復計算を行う

ニュートン法は接線を利用して近似根を求める手法です。

この問題の解説ページを開く →

41台形公式を用いた数値積分において、区間を分割する数nを大きくするとどうなるか

  1. A近似精度が向上する
  2. B収束速度が遅くなる
  3. C誤差が増大する
  4. D計算時間が短縮される
正解と解説を見る

正解:A近似精度が向上する

分割数を増やすことで積分近似の精度は向上します。

この問題の解説ページを開く →

42浮動小数点数の計算において、絶対値の非常に大きな数と小さな数の加減算を行ったときに発生する誤差はどれか

  1. A丸め誤差
  2. B桁落ち
  3. C情報落ち
  4. D打切り誤差
正解と解説を見る

正解:C情報落ち

情報落ちは大きな数と小さな数の計算で発生します。

この問題の解説ページを開く →

43絶対値のほぼ等しい2つの数の差を求めたときに有効桁数が大きく減る誤差はどれか

  1. A桁落ち
  2. B丸め誤差
  3. C情報落ち
  4. D打切り誤差
正解と解説を見る

正解:A桁落ち

桁落ちは近い値同士の引き算で発生します。

この問題の解説ページを開く →

44ニューラルネットワークにおいて、出力層から入力層に向かって誤差を逆伝播させるアルゴリズムはどれか

  1. A勾配降下法
  2. Bバックプロパゲーション
  3. C交差検証
  4. D強化学習
正解と解説を見る

正解:Bバックプロパゲーション

バックプロパゲーションは誤差を調整するための手法です。

この問題の解説ページを開く →

45AIにおいて、試行錯誤を通じて価値を最大化する行動を学習する手法はどれか

  1. A教師あり学習
  2. B強化学習
  3. C教師なし学習
  4. Dディープラーニング
正解と解説を見る

正解:B強化学習

強化学習は報酬を最大化する行動を学習します。

この問題の解説ページを開く →

46教師あり学習において、未知のデータに対して高い精度で予測や分類ができる能力を何というか

  1. A学習能力
  2. B汎化性能
  3. C再現率
  4. D適合率
正解と解説を見る

正解:B汎化性能

未知データへの対応力を汎化性能といいます。

この問題の解説ページを開く →

47ある集合の要素数がNであるとき、べき集合の要素数はいくつになるか

  1. A2のN乗
  2. BN
  3. C2N
  4. DNの2乗
正解と解説を見る

正解:A2のN乗

べき集合は部分集合全体からなる集合であり、要素数は2のN乗です。

この問題の解説ページを開く →

48正規分布N(μ,σ2)において、平均が0、標準偏差が1である分布を何というか

  1. A二項分布
  2. Bポアソン分布
  3. C指数分布
  4. D標準正規分布
正解と解説を見る

正解:D標準正規分布

平均0、標準偏差1の分布を標準正規分布といいます。

この問題の解説ページを開く →

49正規分布において、データのばらつきを測る尺度として標準偏差σが大きい場合、グラフの形状はどうなるか

  1. A幅が狭く高くなる
  2. B左右対称ではなくなる
  3. C幅が広く低くなる
  4. D平均値がずれる
正解と解説を見る

正解:C幅が広く低くなる

標準偏差が大きいほど分布の幅は広くなります。

この問題の解説ページを開く →

50偏相関係数の説明として適切なものはどれか

  1. A2変数間の相関を単純に求める手法
  2. B2つの事象が同時に起こる確率を示す値
  3. C他の変数の影響を取り除いて2変数間の関係の度合いを測る尺度
  4. D目的変数が複数の時の相関を示す係数
正解と解説を見る

正解:C他の変数の影響を取り除いて2変数間の関係の度合いを測る尺度

偏相関係数は他の影響を除いた相関を示します。

この問題の解説ページを開く →

51モンテカルロ法の説明として適切なものはどれか

  1. Aデータを一定のルールで並び替える手法
  2. B微分方程式を直接解く手法
  3. C数値を乱数を用いて推定する手法
  4. D回帰分析の係数を最小二乗法で求める手法
正解と解説を見る

正解:C数値を乱数を用いて推定する手法

モンテカルロ法は乱数を用いて確率的に解を求める手法です。

この問題の解説ページを開く →

52データの中央値を求める際、データ数nが偶数の場合の手順として正しいものはどれか

  1. A中央の1つの値を採用する
  2. B(n/2)番目と(n/2+1)番目の値の平均をとる
  3. C(n+1)/2番目の値を採用する
  4. Dすべての値の平均をとる
正解と解説を見る

正解:B(n/2)番目と(n/2+1)番目の値の平均をとる

偶数の場合は中央の2つの平均をとります。

この問題の解説ページを開く →

53確率の加法定理 P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B) について正しい記述はどれか

  1. A排反・非排反を問わず、任意の事象A、Bで一般に成り立つ
  2. B事象AとBが互いに排反のときだけ成り立つ
  3. C事象AとBが独立のときだけ成り立つ
  4. D事象AがBに従属するときだけ成り立つ
正解と解説を見る

正解:A排反・非排反を問わず、任意の事象A、Bで一般に成り立つ

加法定理は排反・非排反を問わず一般に成り立ち、排反のときはP(A∩B)=0になります。

この問題の解説ページを開く →

54計算において「情報落ち」を防ぐための工夫として適切なものはどれか

  1. A絶対値の大きい順に計算する
  2. B計算前にすべての値を丸める
  3. C逆ポーランド表記に変換してから計算する
  4. D絶対値の小さい順に計算する
正解と解説を見る

正解:D絶対値の小さい順に計算する

小さい値から計算することで情報落ちを緩和できます。

この問題の解説ページを開く →

568ビットで表現できる符号なし整数の最大値はいくつか

  1. A127
  2. B128
  3. C256
  4. D255
正解と解説を見る

正解:D255

8ビットでは0〜255の256通りを表現でき、最大値は255である。

この問題の解説ページを開く →

57論理積(AND)の性質として正しいものはどれか

  1. A入力がすべて1のとき出力が1
  2. B入力のいずれかが1で出力が1
  3. C入力を反転して出力する
  4. D入力が異なるとき出力が1
正解と解説を見る

正解:A入力がすべて1のとき出力が1

論理積は入力がすべて1のときだけ出力が1になる。

この問題の解説ページを開く →

58ド・モルガンの法則により、NOT(A AND B)と等しいものはどれか

  1. A(NOT A) AND (NOT B)
  2. BA OR B
  3. C(NOT A) OR (NOT B)
  4. DA AND B
正解と解説を見る

正解:C(NOT A) OR (NOT B)

ド・モルガンの法則より否定論理積は否定同士の論理和に等しい。

この問題の解説ページを開く →

60分散と標準偏差の関係として正しいものはどれか

  1. A標準偏差は分散の2乗
  2. B標準偏差は分散の逆数
  3. C標準偏差と分散は等しい
  4. D標準偏差は分散の平方根
正解と解説を見る

正解:D標準偏差は分散の平方根

標準偏差は分散の正の平方根である。

この問題の解説ページを開く →

61機械学習において、訓練データに適合しすぎて未知データへの精度が下がる現象を何というか

  1. A正則化
  2. B交差検証
  3. C次元削減
  4. D過学習
正解と解説を見る

正解:D過学習

過学習(オーバーフィッティング)は汎化性能が低下する現象である。

この問題の解説ページを開く →

628ビットの2進数で負数を表現するために一般に用いられる方式はどれか

  1. ABCD
  2. Bグレイコード
  3. C2の補数
  4. Dパリティ
正解と解説を見る

正解:C2の補数

コンピュータでは負数の表現に2の補数が広く用いられる。

この問題の解説ページを開く →
応用情報技術者の全分野一覧へ戻る