エクセル関数

・誤差関数の逆関数

・\(\Large \displaystyle ERFINV(x) = NORMINV \left\{ \frac{1+x}{2}, 0, \frac{1}{\sqrt{2}} \right\} \)

まず,

・NORM.DIST(x,μ,σ,TRUE) : 正規分布(平均μ, 標準偏差σ)の累積分布関数

\(\Large \displaystyle \frac{1}{\sqrt{2 \pi \sigma^2}} \int_{- \infty}^x exp \left\{ - \frac{(t - \mu)^2}{2 \sigma^2} \right\} dt \)

ここで,

\(\Large \displaystyle \mu = 0, \ \sigma = \frac{1}{ \sqrt{2}} \)

とすると,

\(\Large \displaystyle NORM.DIST (x, 0, \frac{1}{ \sqrt{2}}, TRUE) = \frac{1}{\sqrt{ \pi}} \int_{- \infty}^x exp \left( - t^2 \right) dt \)

\(\Large \displaystyle = \frac{1}{\sqrt{ \pi}} \int_{- \infty}^0 exp \left( - t^2 \right) dt + \frac{1}{\sqrt{ \pi}} \int_{0}^x exp \left( - t^2 \right) dt\)

\(\Large \displaystyle = -\frac{1}{\sqrt{ \pi}} \int_0^{- \infty} exp \left( - t^2 \right) dt + \frac{1}{\sqrt{ \pi}} \int_{0}^x exp \left( - t^2 \right) dt\)

これは,\(\Large \displaystyle ERF(x) = \frac{2}{\sqrt{\pi}} \int_{0}^x exp \left( - t^2 \right) dt , \ ERF(- \infty) = -1 \)

から,

\(\Large \displaystyle = -\frac{-1}{2} + \frac{ERF(x)}{2} \)

\(\Large \displaystyle = \frac{1}{2} \left(1 + ERF(x) \right) \)

つまり,\(\Large \displaystyle 1 + ERF(x) = 2 \cdot NORM.DIST (x, 0, \frac{1}{ \sqrt{2}}, TRUE) \)

との関係を導き出すことができます,まだここまでは逆関数が出てきていません.

ここで,

\(\Large \displaystyle W \equiv NORM.DIST (x, 0, \frac{1}{ \sqrt{2}}, TRUE) \)

\(\Large \displaystyle Z \equiv ERF \left( x \right) \)

とおくと,WとZは,

\(\Large \displaystyle W = \frac{1 +Z}{2} \)

次にそれぞれの逆関数を求めてみましょう.

\(\Large \displaystyle NORMSDIST^{-1}(W, 0, \frac{1}{ \sqrt{2}}) = x \)

\(\Large \displaystyle ERF^{-1}(Z) = x \)

となりますので,

\(\Large \displaystyle ERF^{-1}(Z) = \frac{1}{\sqrt{2}} NORMSDIST^{-1}(W, 0, \frac{1}{ \sqrt{2}},) \)

\(\Large \displaystyle = \frac{1}{\sqrt{2}} NORMSDIST^{-1}\left\{\frac{1 +Z}{2} ,0, \frac{1}{ \sqrt{2}} \right\} \)

となって,

\(\Large \displaystyle ERFINV(x) = \frac{1}{\sqrt{2}} NORMSDIST^{-1} \left\{\frac{1 +x}{2} ,0, \frac{1}{ \sqrt{2}} \right\} \)

つまり,

\(\Large \displaystyle \color{red}{ERFINV(x) = NORMINV \left\{ \frac{1+x}{2}, 0, \frac{1}{\sqrt{2}} \right\}} \)

を導き出すことができました.

 

次ページから二つの式を比較していきましょう.

l tr