도구스학업·수학

평균으로의 회귀 계산기

첫 측정값과 재검사 상관에서 다시 쟀을 때의 기댓값을 구합니다. 극단 집단을 골라냈을 때 아무것도 하지 않아도 얼마나 좋아 보이는지를 계산해, 전후 비교만으로 효과를 말할 수 없는 이유를 숫자로 보여 줍니다.

시험 점수라면 전체 평균입니다.

같은 대상을 두 번 쟀을 때 두 값 사이의 상관입니다. 1에 가까울수록 되돌아옴이 적습니다.

다시 쟀을 때의 기댓값

55

처음 45에서 올라와 10만큼 평균 쪽으로 되돌아올 것으로 추정됩니다. 무엇을 해서가 아니라 두 번 재면 그렇게 됩니다.

첫 값의 z 점수-2.5
두 번째 z 점수의 기댓값 ρ·z₁-1.5
사라지는 편차의 몫 (1−ρ)40%
조건부 표준편차 σ√(1−ρ²)8
95% 예측구간39.32 ~ 70.68
두 번째가 첫 값보다 평균에 가까울 확률89.4%

극단 집단을 골라내면

%
자르는 지점57.18 (z = -1.282)
그 집단의 첫 측정 평균52.45
다시 쟀을 때의 평균59.47
아무것도 하지 않아도 좋아 보이는 몫7.02 상승

「성적이 나쁜 학생만 모아 보충수업을 했더니 올랐다」가 왜 근거가 되지 않는지가 여기서 나옵니다. 처치의 효과를 말하려면 이 몫을 넘어야 하고, 그러려면 대조군이 필요합니다.

재검사 상관이 달라지면

ρ두 번째 평균되돌아온 폭편차의 몫
07017.55100%
0.266.4914.0480%
0.462.9810.5360%
0.659.477.0240%
0.855.963.5120%
0.954.2051.75510%
152.4500%

ρ = 1이면 되돌아오지 않고 ρ = 0이면 전체 평균까지 갑니다. 측정이 정밀할수록(ρ가 1에 가까울수록) 이 현상이 작아지므로, 되돌아옴이 크다는 것은 측정에 오차가 많다는 뜻이기도 합니다.

효과가 아니라 통계적 현상입니다. 두 측정의 상관이 ρ이면 두 번째 값의 기댓값이 표준화 점수로 ρ·z₁이 되므로, ρ가 1이 아닌 한 되돌아옴은 반드시 일어납니다. 처치를 했든 안 했든 일어나며, 그래서 「전후 비교」만으로는 효과를 말할 수 없습니다. 무작위 배정된 대조군에서 같은 되돌아옴이 얼마나 일어나는지를 빼야 남는 것이 진짜 효과입니다.
왜 일어나나요. 한 번 잰 값에는 참값과 오차가 섞여 있습니다. 아주 높은 값이 나온 대상은 참값도 높았겠지만 그날 운도 좋았을 확률이 높고, 그 운은 다음번에 따라오지 않습니다. ρ는 그 값 가운데 얼마만큼이 되풀이되는 몫인지를 나타냅니다 — ρ가 작다는 것은 오차가 크다는 뜻이고, 그만큼 많이 되돌아옵니다.
극단이 사라지는 것은 아닙니다. 개별 대상은 평균 쪽으로 돌아오지만 전체 분포는 그대로입니다. 두 번째 측정에도 극단값은 같은 비율로 나오며 다만 다른 대상이 그 자리를 채웁니다. 「반복하면 모두가 평균이 된다」고 오해하면 안 됩니다.
현실에서 자주 마주칩니다. 최악의 달에 도입한 개선책, 부진한 지점에 보낸 컨설턴트, 통증이 가장 심할 때 시작한 치료, 사고가 많이 난 교차로에 설치한 단속카메라 — 모두 극단적인 시점에 개입한 뒤 좋아진 사례입니다. 좋아진 것 자체는 사실이지만, 그 가운데 얼마가 개입 덕분인지는 이 계산으로 잰 몫을 빼 봐야 알 수 있습니다.
여기서 쓰는 ρ는 같은 것을 두 번 잰 값 사이의 상관입니다. 서로 다른 두 변수의 상관이 아니라 재검사 신뢰도입니다. 또 이 도구는 두 측정이 같은 평균과 같은 표준편차를 갖는다고 봅니다 — 전체가 실제로 좋아졌거나 문항 난이도가 달라져 평균 자체가 이동했다면 그 몫을 따로 빼고 봐야 합니다.

계산 방법

  1. 1분포의 평균과 표준편차를 넣습니다. 시험 점수라면 전체 평균과 표준편차입니다.
  2. 2같은 대상을 두 번 쟀을 때의 상관(재검사 신뢰도) ρ를 넣습니다.
  3. 3처음 잰 값을 넣으면 다시 쟀을 때의 기댓값과 예측구간이 나옵니다.
  4. 4아래에서 상위·하위 몇 %를 골라낼지 정하면 그 집단이 얼마나 되돌아오는지 계산합니다.
  5. 5ρ를 바꿔 가며 되돌아오는 폭이 어떻게 달라지는지 표에서 확인합니다.

자주 묻는 질문

처음에 극단적인 값을 낸 대상을 다시 재면 평균 쪽으로 돌아오는 현상입니다. 두 측정의 상관이 ρ이면 두 번째 값의 기댓값이 표준화 점수로 ρ·z₁이 되므로, ρ가 1이 아닌 한 반드시 일어납니다.

한 번 잰 값에 참값과 오차가 섞여 있기 때문입니다. 아주 높은 값이 나온 대상은 참값도 높았겠지만 그날 운도 좋았을 확률이 높고, 그 운은 다음번에 따라오지 않습니다. ρ는 그 값 가운데 얼마만큼이 되풀이되는 몫인지를 나타냅니다.

그것만으로는 알 수 없습니다. 하위 집단을 골라내면 처치를 전혀 하지 않아도 (1−ρ)만큼 평균 쪽으로 올라옵니다. 재검사 상관이 0.6이고 하위 10%를 골랐다면 그 집단의 점수는 아무것도 하지 않아도 표준편차의 0.7배쯤 오릅니다. 효과를 말하려면 무작위 배정된 대조군과 비교해야 합니다.

아닙니다. 개별 대상은 평균 쪽으로 돌아오지만 전체 분포는 그대로입니다. 두 번째 측정에도 극단값은 같은 비율로 나오며 다만 다른 대상이 그 자리를 채웁니다. 분포가 좁아진다고 오해하면 안 됩니다.

같은 대상을 두 번 잰 값 사이의 상관, 곧 재검사 신뢰도입니다. 서로 다른 두 변수의 상관이 아닙니다. 표준화 시험은 0.8~0.95, 혈압처럼 변동이 큰 측정은 0.4~0.7 정도가 흔하지만 실제 값은 자료로 구해야 합니다.

되돌아오지 않습니다. 측정에 오차가 없어 두 번째 값이 첫 값과 같아지기 때문입니다. 반대로 ρ가 0이면 두 번째 값이 첫 값과 아무 상관이 없어 전부 전체 평균으로 갑니다. 되돌아옴이 크다는 것은 측정에 오차가 많다는 뜻이기도 합니다.

극단적인 시점에 개입한 뒤 좋아진 모든 사례입니다. 최악의 달에 도입한 개선책, 부진한 지점에 보낸 컨설턴트, 통증이 가장 심할 때 시작한 치료, 사고가 많이 난 교차로에 설치한 단속카메라가 그렇습니다. 좋아진 것 자체는 사실이지만 그 가운데 얼마가 개입 덕분인지는 따로 따져야 합니다.

전송되지 않습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 이루어지고 넣은 값은 이 기기에만 남습니다.

알아두면 좋은 점

  • 두 측정이 같은 평균·같은 표준편차를 갖는 정규분포라고 봅니다. 전체가 실제로 좋아졌거나 난이도가 달라져 평균 자체가 이동했다면 그 몫을 따로 빼고 봐야 합니다.
  • ρ는 재검사 신뢰도입니다. 서로 다른 두 변수의 상관을 넣으면 다른 계산이 됩니다.
  • 되돌아오는 몫을 계산해 줄 뿐 처치의 효과를 추정하지는 않습니다. 효과 추정에는 무작위 배정된 대조군이 필요합니다.
  • 극단 집단 계산은 정규분포를 전제로 한 절단정규분포의 평균을 씁니다. 분포가 크게 치우쳐 있으면 값이 달라집니다.

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마지막 검증: 2026년 9월 2일 · 결과는 참고용 추정치입니다.