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情報理論:情報源の平均情報量(エントロピー)

技術士第一次試験 基礎科目/情報・論理に関するもの/第10問(全15問)問題データ更新 2026-10-19

010五肢択一数値計算情報源の平均情報量(エントロピー)●●●

4 種類の記号 a、b、c、d が互いに独立に、それぞれ確率 1/2、1/4、1/8、1/8 で発生する情報源がある。この情報源の 1 記号当たりの平均情報量(エントロピー)〔ビット〕は、次のうちどれか。

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解答正解 2

確率 p の記号の情報量は log₂(1/p) ビットで、平均情報量はそれを発生確率で重み付けして足した H=Σp・log₂(1/p) である。ここでは 0.5×1+0.25×2+0.125×3+0.125×3=1.75 ビットとなる。ハフマン符号で a、b、c、d に 0、10、110、111 を割り当てると平均符号長もちょうど 1.75 ビットとなり、これ以上は圧縮できない。

選択肢ごとの判定

1確率 1/8 の記号の情報量を 2 ビットとして計算した値(0.5+0.5+0.25+0.25)。log₂8=3 である。
2正しい。(1/2)×1+(1/4)×2+(1/8)×3+(1/8)×3=1.75 ビットである。
34 記号が等確率(各 1/4)の場合の値 log₂4=2。設問の確率は等しくないので平均情報量は小さくなる。
4各記号の情報量(1、2、3、3 ビット)を発生確率で重み付けせず、単純平均した値。
5最も発生確率の低い記号(1/8)の情報量。平均ではなく最大値を答えている。
根拠区分 工学基礎出典 情報理論の基礎(平均情報量)更新 2026-10-19

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