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経済学

所得の差を 1 つの数で表す、費用がいちばん安くなる作り方を探す、データに線を引いて傾向を読む。経済学では、高校の数学 I の「データの分析」や数学 II の「微分」が、社会を測る道具になります。

大学のゼミ室で、方眼紙に対角線と弓なりの曲線を描く学生、お弁当の箱を数える学生、点の並びに線を引く学生と、窓の外の古い望遠鏡

ひとことで言うと

健康診断の数字で、体の調子を知る

体の調子は、感覚だけでは分かりにくいものです。健康診断で数値を測ると、変化や原因の手がかりがつかめます。経済学も、所得の差や費用の動きを数学で測って、社会の調子を調べます。

01

データの分析と積分 → 統計学: 所得の差を 1 つの数で表す

社会の中で、所得の差はどれくらいあるのでしょうか。それを 1 つの数で表すのがジニ係数です。イタリアの統計学者ジニにちなむ名前で、0 から 1 までの値をとります。0 は全員の所得が同じ状態で、1 に近いほど差が大きいことを表します。

求め方には、数学 I の「データの分析」と数学 II の積分の考え方を使います。まず、世帯を所得の低い順に並べます。横軸に世帯数の累積の割合、縦軸に所得の累積の割合をとって点を結ぶと、弓なりの線ができます。これをローレンツ曲線と呼びます。全員が同じ所得なら、線は対角線と重なります。

下の図は 5 世帯の例です。曲線の下の面積を台形の和で求めると 0.30 です。対角線の下の面積 0.5 との差を 0.5 で割ると、ジニ係数は 0.40 になります。線が対角線から離れるほど、差は大きくなります。

厚生労働省は 2025 年 12 月に、令和 5 年所得再分配調査の結果を公表しました。世帯単位のジニ係数は、税や社会保障の前の所得で 0.5855 です。税を納め、年金などの社会保障を受けたあとの所得では、0.3825 まで下がります。こうした数字をもとに税や社会保障のしくみを考えるのが、大学の財政学や労働経済学です。

グラフの面積を比べると、所得の差を 1 つの数で表せます。

図解ジニ係数を求める(5 世帯の例)

  1. 1低い順に並べる所得 100・200・300・400・1,000 万円
  2. 2累積の割合所得の累積は 5・15・30・50・100%
  3. 3曲線の下の面積台形 5 つの和で 0.30
  4. 4ジニ係数(0.5 − 0.30) ÷ 0.5 = 0.40

02

微分 → ミクロ経済学: 平均の費用がいちばん安くなる数

これまでのテストの平均が 60 点の人が、次に 70 点を取ると平均は上がります。50 点なら下がります。次の 1 回が平均より上か下かで、平均の動きが決まります。経済学では、この「次の 1 単位」の考え方を限界と呼びます。

お弁当を 1 日に q 百個作る工場を考えます。作る数によって変わる費用が、C = q³ − 6q² + 15q 万円だとします(説明のための例)。100 個あたりの平均費用は C ÷ q = q² − 6q + 15 万円です。数学 I の平方完成で (q − 3)² + 6 と直すと、300 個のときに最も安く、1 個 600 円になります。

一方、作る数を少し増やしたときの費用の増え方は、数学 II の微分で求めます。C を微分すると 3q² − 12q + 15 で、これを限界費用と呼びます。q = 3 を入れると 6 で、平均費用とぴったり同じです。限界費用が平均より安いうちは作るほど平均が下がり、高くなると平均は上がり始めます。

平均がいちばん安くなる点で、限界と平均は等しくなる。テストの平均点と同じ理屈が、工場の費用にも当てはまります。多くの大学では 1・2 年のミクロ経済学で、こうした関係をグラフと微分で学び、企業がどれだけ作るかを考えます。

平方完成と微分を使うと、平均の費用が最も安くなる数を計算で求められます。

図解作る数と、1 個あたりの費用(例)

1 日 100 個

  • 平均: 1 個 1,000 円
  • あと少し作ると: 1 個 600 円
  • 作るほど平均は下がる

1 日 300 個

  • 平均: 1 個 600 円
  • あと少し作ると: 1 個 600 円
  • 平均がいちばん安い

1 日 400 個

  • 平均: 1 個 700 円
  • あと少し作ると: 1 個 1,500 円
  • 作るほど平均は上がる

03

データの分析 → 計量経済学: 見失われた星と最小二乗法

1801 年 1 月 1 日、イタリアの天文学者ピアッツィが、新しい天体ケレスを見つけました。ところが、軌道のわずか 9 度分を観測したところで、太陽の方向に入って見えなくなります。少ない観測から、再び現れる位置を予想しなければなりませんでした。

24 歳のガウスが出した予想は、ほかの人の予想と大きく違っていました。それでもその年の 12 月、ケレスはガウスの予想とほぼ同じ場所で見つかりました。ガウスは当時、方法を明かしませんでしたが、のちに最小二乗法と呼ばれる方法を使っていました。

最小二乗法は、データに最もよく合う線を選ぶ方法です。線と各点のずれを 2 乗して足し、その合計が最も小さい線を選びます。2 乗するのは、プラスとマイナスのずれが打ち消し合わないようにするためです。下の例では、ずれの合計が二次関数になり、数学 I の平方完成で最小の点が分かります。

経済学では、所得が増えた分のうち、消費に回す割合を限界消費性向と呼びます。こうした関係の大きさを、データから最小二乗法で見積もるのが計量経済学です。実際の分析では、切片のある直線や、たくさんの要因を入れた式に広げて計算します。

ずれの 2 乗の合計を最小にすると、データに最もよく合う線が決まります。

図解アルバイト代と使った額に線を引く(例)

入力3 人のアルバイト代 x と使った額 y(万円): (1, 0.9)・(2, 1.4)・(3, 2.5)
  1. 1直線 y = ax とのずれを 2 乗して足す
  2. 2合計は 14a² − 22.4a + 9.02
  3. 3平方完成して 14(a − 0.8)² + 0.06
結果a = 0.8 のとき最小。収入の約 8 割を使う傾向
黒い宇宙を背景に浮かぶ、クレーターに覆われた灰色の丸い天体
探査機ドーンが 2015 年に撮影したケレス。色は肉眼の見え方に近づけて処理されています。1801 年に見つかったあと、一度見失われかけた天体です。写真: NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / Justin Cowart(Public domain・Wikimedia Commons)

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経済学に進むなら: 高校で選んでおきたい科目

経済学部は文系の学部に置かれることが多いものの、入試で数学を使う大学もあります。例えば東京大学の文科各類の個別試験(2026 年度)では、数学 I・II・A が全範囲から出題されます。数学 B は数列と統計的な推測、数学 C はベクトルが範囲で、数学 III は入っていません。

慶應義塾大学の経済学部は、一般選抜に英語と数学で受ける A 方式と、英語と地理歴史で受ける B 方式を設けています。2027 年度の募集人員は、A 方式が 400 名、B 方式が 200 名です。学部の発表には、データを整理・分析して根拠をもって語るために、数学的素養が以前にも増して必要だと書かれています。

数学 I の「データの分析」と数学 B の「統計的な推測」は、大学の統計学に直結します。数学 II の微分は、ミクロ経済学の土台です。数学 III は、東京大学の文科のように入試の範囲に入らないこともあります。それでも学んでおくと、固定費を含む平均費用のような分数の形の式も微分できるようになります。

経済学の面白さは、身近な値段やお金の動きを、数字で確かめながら説明できることです。ミクロ経済学やマクロ経済学、計量経済学など、大学の経済学の分野は、このサイトの大学の学問「経済学」のページで紹介しています。

数学 I・II・B を土台に、余裕があれば数学 III まで学んでおくと安心です。

クイズ数学と経済学のクイズ

答えを選ぶと、正解と解説が表示されます。

  1. Q1全員の所得がまったく同じ社会。ジニ係数はいくつ?

  2. Q2令和 5 年の調査で、税や社会保障の前のジニ係数は 0.5855。税や社会保障のあとでは?

  3. Q3最小二乗法では、何がいちばん小さくなる線を選ぶ?

0 / 3 問に回答

高校生のうちに試せること

  • 表計算でローレンツ曲線を描く

    自分で決めた 5 つの数(例: 100、200、300、400、1,000)を表計算に入れましょう。小さい順に並べて所得の累積の割合を出し、折れ線グラフにするとローレンツ曲線になります。数を変えると、線の形とジニ係数がどう動くか確かめられます。

  • 最小二乗法を表計算で確かめる

    本文の 3 人のデータで、a を 0.7、0.8、0.9 と変え、ずれの 2 乗の合計を計算しましょう。0.20、0.06、0.20 となり、a = 0.8 で最小になります。散布図に近似直線を引く機能を使うと、y = 0.8x と同じ線が引かれます。

  • 所得再分配調査の表を読む

    厚生労働省の「令和 5 年所得再分配調査報告書」には、平成 8 年からのジニ係数の表があります。税や社会保障の前と後で、数がどう動いてきたかを確かめましょう。

    令和 5 年所得再分配調査報告書

「経済学」に関連するコミュニティ

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よくある質問

文系のコースで、数学 III を選べません。経済学部に進んで困りますか?

入試の範囲は大学によって異なりますが、東京大学の文科各類のように、数学 III を範囲に含めない入試もあります。慶應義塾大学の経済学部は、A 方式と B 方式の入学者で必修科目の構成と難易度を変え、無理なく経済学を学べるようにしていると説明しています。まずは数学 II の微分をしっかり身につけておくことが、いちばんの準備になります。

ジニ係数が大きいのは、悪いことなのですか?

1 つの数だけで、良い悪いは決まりません。厚生労働省は、令和 5 年調査で再分配前のジニ係数が上がった要因として、世帯の高齢化を挙げています。数字が動いた原因をデータで確かめていくのが、経済学の仕事です。

最小二乗法は、経済学のほかにも使われていますか?

最小二乗法は、ケレスのような天体の軌道を求める計算から生まれました。今は、実験のデータに線を引くときなど、理系・文系を問わず多くの分野で使われています。