決定係数R²とは|RSQ関数とCORREL関数の違いと見方

散布図に近似直線を引いて「R² = 0.9974」と表示されたものの、この数字が何を表すのか分からない。CORREL関数で相関係数を求めたら別の値が出て、どちらを見ればいいのか迷った。結論から言うと、R²(決定係数)は「近似直線がデータにどれくらい当てはまっているか」を0〜1で表す値で、RSQ関数で求められます。CORREL関数の相関係数は「2つの数値が同じ向きに動くか、逆向きに動くか」を−1〜1で表す値で、2乗するとR²と一致します。近似直線の基本は近似直線をy=ax+bの式で表す方法|エクセルグラフ、予測の方法は近似直線の式をセルで使って予測値を求める方法|SLOPE・INTERCEPT・FORECAST.LINEAR・TRENDで解説しています。

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決定係数R²とは何を表す値か

R²は、y(予測したい値)のばらつきのうち、近似直線で説明できる割合を表します。1に近いほどデータが直線の近くに並んでいて、0に近いほど直線ではほとんど説明できません。たとえばR²が0.9974なら、yのばらつきの約99.7%をこの直線で説明できる、という意味です。

どこからが「当てはまりが良い」かは、扱うデータの性質によって違います。実験データのようにきれいに揃うものと、人の行動を扱うデータでは、同じ数値でも評価が変わるため、決まった合格ラインはありません。

RSQ関数でR²を求める方法

RSQ関数は、yの範囲、xの範囲の順に指定します。次のデータ(A1:C9、B列=広告費、C列=売上)で求めてみます。このデータは近似直線の式をセルで使って予測値を求める方法|SLOPE・INTERCEPT・FORECAST.LINEAR・TRENDと同じものです。

A(月) B(広告費) C(売上)
2 4月 10 118
3 5月 12 131
4 6月 15 152
5 7月 18 170
6 8月 20 186
7 9月 22 193
8 10月 25 214
9 11月 28 238

B列=広告費(x)、C列=売上(y)として、次の数式を入力します。

=RSQ(C2:C9,B2:B9)

結果は0.9974です。散布図に近似直線を引き、近似曲線のオプションで「グラフにR-2乗値を表示する」にチェックを入れたときの値と同じになります。

CORREL関数で相関係数を求める方法

CORREL関数は、2つの範囲を指定すると相関係数(r)を返します。B列=広告費、C列=売上です。

=CORREL(B2:B9,C2:C9)

結果は0.9987です。この値を2乗すると0.9987×0.9987=0.9974となり、RSQ関数の結果と一致します。つまり、RSQ=CORRELの2乗の関係です。なお、CORRELもRSQも、xとyの範囲を入れ替えても同じ値になります(傾きを求めるSLOPE関数は入れ替えると値が変わります)。

RSQとCORRELの違いと使い分け

2つの違いは「向き」の情報があるかどうかです。次の3つのデータで比べます。

データ CORREL(相関係数) RSQ(決定係数) 読み取れること
広告費と売上 0.9987 0.9974 同じ向きに動く。直線がよく当てはまる
気温と暖房費 −0.9992 0.9983 逆向きに動く(気温が上がると暖房費が減る)
弱い関係の例(仮のデータ) 0.5383 0.2897 向きは正だが、直線ではあまり説明できない

気温と暖房費の例では、CORRELはマイナスになり「逆向きに動く」と分かりますが、RSQは2乗するため符号が消えて正の値になります。向きを知りたいときはCORREL、直線の当てはまりを知りたいときはRSQと使い分けると分かりやすいです。

グラフのR²とRSQの値が違うときの原因

  • 近似曲線が直線ではない: 多項式や指数などの近似曲線を選んでいると、グラフのR²は選んだ曲線に対する値になります。RSQやCORRELは直線の当てはまりしか表さないため、値が一致しません。
  • 切片を0に固定している: 近似曲線のオプションで切片を指定すると、R²の計算方法が変わり、RSQの値と一致しないことがあります。
  • 範囲が違う: グラフに使っているデータと、関数に指定した範囲がずれていないか確認します。範囲のずれでエラーが出る場合は#N/Aエラーが出る原因と対処法(VLOOKUP編)も参考になります。

決定係数と相関係数を使うときの注意点

  • 値が高くても原因と結果とは限らない: 相関が強くても、片方がもう片方の原因とは限りません。繁忙期に広告費も売上も増えた、という見かけ上の関係もあります。
  • データが少ないと当てにならない: 数点しかないデータでは、たまたま直線に乗って高い値が出ることがあります。
  • 外れ値に影響される: 1点だけ極端に離れた値があると、R²やrが大きく変わります。散布図で形を確認してから数字を見る習慣を付けましょう。
  • 直線以外の関係は捉えられない: 山なりの関係などは、直線の当てはまりが低くても関係自体は強いことがあります。

決定係数R²・RSQ関数・CORREL関数のまとめ

R²は「近似直線の当てはまり具合」で、=RSQ(yの範囲,xの範囲)で求めます。相関係数は「同じ向きか逆向きか」で、=CORREL(範囲1,範囲2)で求め、2乗するとR²になります。予測に近似直線を使う前に、R²で当てはまりを確かめる流れで使いましょう。条件で絞り込んだ集計と組み合わせたい場合は、サイトの人気記事エクセル関数で条件付きで中央値(MEDIAN)を計算する方法もあわせてご覧ください。

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