NORM.DIST関数の使い方|エクセルで正規分布の確率を求める・以上・範囲・グラフの作り方

NORM.DIST関数の使い方|エクセルで正規分布の確率を求める・以上・範囲・グラフの作り方

NORM.DIST関数は、正規分布で「ある値以下になる確率(割合)」を求める関数です。「平均60点・標準偏差10点のテストで、70点以下の人は何%いるか」のように、平均とばらつきから割合を見積もるときに使います。

この記事では、エクセルで正規分布を扱う方法を、NORM.DIST 関数の書き方、「以下・以上・〜の間」の割合の出し方、正規分布のグラフの作り方、上位○%の境界を出す NORM.INV、実際のデータから平均と標準偏差を出して使う方法まで、実際の Excel の画面で説明します。

式の書き方
数式=NORM.DIST(x, 平均, 標準偏差, 関数形式)
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目次

正規分布とは

正規分布は、平均のまわりにデータが多く集まり、平均から離れるほど少なくなる、左右対称のつりがね型の分布です。テストの点数や身長などがこの形に近くなります。平均から標準偏差1つ分の範囲(平均±標準偏差)に、全体の約68%が入ります。

NORM.DIST関数の書き方(構文)

=NORM.DIST(x, 平均, 標準偏差, 関数形式)
引数意味
x割合を知りたい値(70点など)
平均分布の平均
標準偏差分布のばらつき。0 より大きい値
関数形式TRUE なら「x 以下になる割合(累積)」、FALSE なら「x のところのグラフの高さ(確率密度)」

割合を知りたいときは、4つ目を TRUE にします。NORM.DIST は Excel 2010 以降で使えます(古い Excel の NORMDIST 関数も同じ結果でした)。

「以下」「以上」「〜の間」の割合を求める

平均 60、標準偏差 10 のテストで、70点以下の割合を求めます。E1 に次の式を入れると 84.1% になりました。

=NORM.DIST(B3,B1,B2,TRUE)
エクセルのNORM.DIST関数で70点以下・以上・50〜70点の割合とNORM.INVで上位10%の点数を求めた例
エクセルのNORM.DIST関数で70点以下・以上・50〜70点の割合とNORM.INVで上位10%の点数を求めた例
知りたいこと式結果
70点以下の割合=NORM.DIST(70,60,10,TRUE)84.1%
70点以上の割合=1-NORM.DIST(70,60,10,TRUE)15.9%
50〜70点の割合=NORM.DIST(70,60,10,TRUE)-NORM.DIST(50,60,10,TRUE)68.3%
上位10%に入る点数=NORM.INV(0.9,60,10)72.8

NORM.DIST が返すのは「x 以下」の割合なので、「以上」は 1 から引き、「〜の間」は大きいほうから小さいほうを引きます。50〜70点(平均±標準偏差)の割合は 68.3% で、上で説明した「約68%」と同じでした。逆に、割合から点数を出すときは NORM.INV 関数を使います。上位10%は「下から90%」なので 0.9 を指定し、72.8点でした(NORM.INV関数の使い方)。

正規分布のグラフを作る

20点から100点まで5点おきの点数を並べ、B列に4つ目を FALSE にした式を入れて、グラフの高さ(確率密度)を出します。

=NORM.DIST(A2,60,10,FALSE)
エクセルのNORM.DIST関数の確率密度から散布図の平滑線で正規分布のグラフを作った例
エクセルのNORM.DIST関数の確率密度から散布図の平滑線で正規分布のグラフを作った例

A1:B18 を選んで[挿入]→[散布図]→[散布図(平滑線)]を選ぶと、平均の60点がいちばん高い、つりがね型のグラフになりました。いちばん高いところ(60点)の値は 0.0399 です。標準偏差を大きくすると、山が低く横に広がります。

実際のデータから平均と標準偏差を出して使う

手元のデータから割合を見積もるときは、まず AVERAGE で平均、STDEV.S で標準偏差を出し、そのセルを NORM.DIST に渡します。20人の点数では、平均 60.0、標準偏差 8.61 でした。

=1-NORM.DIST(70,D1,D2,TRUE)
エクセルで20人の点数から平均と標準偏差を出しNORM.DISTで70点以上の割合を見積もった例
エクセルで20人の点数から平均と標準偏差を出しNORM.DISTで70点以上の割合を見積もった例

正規分布で見積もった「70点以上」の割合は 12.3%、実際に数えた割合は 3人/20人で 15.0% でした。データが少ないと、見積もりと実際はずれます。正規分布は「たくさん集めると、この形に近づく」という考え方なので、目安として使います(STDEV.S関数)。

よくある間違い

症状考えられる原因対処
式が入力できない4つ目の関数形式(TRUE・FALSE)を省いた割合なら TRUE、グラフの高さなら FALSE を必ず書く。
#NUM! になる標準偏差が 0 以下標準偏差は 0 より大きい値にする。
「以上」の割合が大きすぎるNORM.DIST のまま使った(これは「以下」の割合)1 から引く。
割合ではなく小さな数(0.0242 など)が出る4つ目が FALSE(確率密度)になっている割合を知りたいときは TRUE にする。

試したところ、=NORM.DIST(70,60,10) のように4つ目を省くと、引数が足りずに式を確定できませんでした。標準偏差を 0 にすると #NUM! です。同じ 70点でも、TRUE は 0.8413、FALSE は 0.0242 と別の値になります。

よくある質問

標準正規分布(平均0・標準偏差1)で求めたいときは?

NORM.S.DIST 関数を使います。=NORM.S.DIST(1,TRUE) は 0.841345 で、平均60・標準偏差10 の 70点(平均より標準偏差1つ分上)と同じ割合でした(NORM.S.DIST関数)。

点数を偏差値やzスコアにしたいときは?

zスコアは STANDARDIZE 関数で求めます。=STANDARDIZE(70,60,10) は 1 でした。偏差値は「50+10×zスコア」で、この場合は 60 です(STANDARDIZE関数・偏差値を求める方法)。

カイ二乗検定やt検定もしたいときは?

確率分布・統計検定の関数まとめで、関数ごとの使い分けを紹介しています。カイ二乗検定の手順は カイ二乗検定をする方法で説明しています。

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