データサイエンス

Data Science

作者
所属

法政大学

公開

2026年9月5日

まえがき

本書は,データサイエンスの基礎を学ぶための入門書である.データの要約と可視化,回帰分析,機械学習といった話題を,数式と Python のコードの両面から扱う.

数式は省略しないが,必要以上に一般化はしない.式が何を計算しているのかがわかること,そしてその式を自分で動かせるようになることを重視している.

想定する読者と前提知識

大学一年生を主な対象としている.

数学は高校で学ぶ範囲を前提とする.そこから先に必要となる集合,関数,確率,線形代数の基礎は,本書の中で説明する.

プログラミングの経験は前提としない.本書で用いる文法とライブラリの使い方は,PythonNumPy の章にまとめてある.ただし,Python を系統的に学ぶことは目的としない.示されたコードを読んで理解し,少し書き換えて試せるようになることを目指す.

コードの実行

本書のコードは,ブラウザだけで実行できる.Google Colab を用いた手順は Python の章に示す.

表記規則

例と練習

「例」は,考え方を具体的な数値で確かめるためのものであり,解答まで含む.読者は読むだけでよい.

例 1 データ 1, 2, 3, 4, 5 の平均は,以下のように求められる.

\frac{1 + 2 + 3 + 4 + 5}{5} = 3

「練習」は,読者が手を動かすためのものである.多くの練習には,直後に解答をつけている.

練習 1 データ 2, 4, 6 の平均を求めよ.

解答 1. (2 + 4 + 6) / 3 = 4 である.

ノートとヒント

ノートノートの例

こちらはノートの例である.補足情報,背景などを提供するために使用される.

ヒントヒントの例

こちらはヒントの例である.役立つヒントやコツを提示するために使用される.

コード

本書では,コードは以下のように表示される.実行結果はコードブロックの下に表示される.

print("Hello, World!")
Hello, World!

また,本文中でコードを示す場合は,print("Hello, World!") のように表示される.

数学記号

本書全体で用いる記号を以下に示す.

記号 意味
x スカラー
\mathbf{x} ベクトル.太字で表す
\bar{x} 平均
\hat{y}, \hat{\beta} 予測値,推定値
\mathbb{R} 実数全体の集合
P(X = x) 確率
\mathbb{E}[X] 期待値

意見・誤りの指摘

本書は執筆途中であり,随時更新される.

内容が分かりにくい,誤りを見つけた,追加してほしいトピックがあるなど,何か意見があれば 劉子昂 まで連絡されたい.