CFA Level I 계량 분석 및 채권 연습: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 20개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

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1공식과 풀이 방법

화폐의 시간 가치

미래 가치
FV = PV·(1 + i)n
현재 가치
PV = FV/(1 + i)n
연간 여러 기간
i = r/m, N = m·n
연금의 현재 가치
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
연금의 미래 가치
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

방법

  1. 모든 현금흐름과 그 시점을 나타낸 시간선을 그리세요.
  2. 이자율을 기간에 맞추세요: 월 납입에는 월 이자율.
  3. 단일 금액에는 FV = PV·(1 + i)ⁿ을, 균등 납입에는 연금 공식을 쓰세요.
  4. 답의 부호와 크기 수준을 확인하세요.

NPV와 IRR

순현재가치
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
균등 현금 흐름
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
내부수익률
NPV = 0이 되는 r
의사 결정
NPV > 0 (또는 IRR > 요구 수익률)이면 채택

방법

  1. 모든 현금흐름을 연도와 함께 적으세요. 0년 차의 투자액은 음수입니다.
  2. 각 현금흐름을 할인하세요: CFt/(1 + r)t.
  3. 모두 더하면 NPV입니다. 양수이면 프로젝트가 r보다 많이 법니다.
  4. IRR은 NPV를 0으로 만드는 이자율을 시행착오나 보간으로 찾으세요.

채권 가격과 수익률

채권 가격
P = C·(1 − (1 + y)−n)/y + F/(1 + y)n
반기 지급
C/2, y/2, 2n기간
경상 수익률
C/P
가격과 수익률
수익률 상승 → 가격 하락

방법

  1. 기간당 이자와 기간당 수익률을 구하세요.
  2. 가격 = 이자의 현재가치(연금) + 액면가의 현재가치.
  3. 반기 이자이면 이자의 절반, 수익률의 절반, 기간 수의 두 배를 쓰세요.
  4. 확인: 수익률이 표면 이자율보다 높으면 가격은 액면가보다 낮습니다.

CAPM과 WACC

CAPM
re = rf + β·(rm − rf)
WACC
E/V·re + D/V·rd·(1 − T)
기업 가치
V = E + D

기술통계

평균
x̄ = Σx/n
표본 표준편차
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
중앙값
정렬한 데이터의 가운데 값
z 점수
z = (x − μ)/σ
정규분포
±1σ 안에 68%, ±2σ 안에 95%

확률

여사건
P(not A) = 1 − P(A)
덧셈 정리
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
독립 사건
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
조건부 확률
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
이항분포
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

정규분포

z 점수
z = (x − μ)/σ
x 미만
P(X < x) = Φ(z)
x 초과
P(X > x) = 1 − Φ(z)
두 값 사이
Φ(z2) − Φ(z1)
백분위수
x = μ + z·σ

방법

  1. 값을 z 점수로 바꾸세요: z = (x − μ)/σ.
  2. z 왼쪽의 넓이인 Φ(z)를 표에서 찾으세요.
  3. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)를 쓰고, 구간은 두 왼쪽 넓이를 빼세요.
  4. 백분위수는 거꾸로 구하세요: 넓이에 해당하는 z를 찾은 다음 x = μ + z·σ.

신뢰구간

σ를 알 때
x̄ ± z·σ/√n
σ를 모를 때
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
임계 z값
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
표본 크기
n = (z·σ/E)², rounded up

방법

  1. z(모집단 σ를 앎)와 t(표본 s만 알고, 자유도 n − 1) 중에서 고르세요.
  2. 신뢰수준에 해당하는 임곗값을 찾으세요.
  3. 오차 한계: E = 임곗값 × 표준편차/√n.
  4. 구간: x̄ ± E.

가설 검정과 신뢰구간

평균에 대한 z 검정
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
평균에 대한 t 검정
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
유의수준 5% 양측 검정
|z| > 1.96이면 H0 기각
신뢰구간
x̄ ± z·σ/√n

방법

  1. H₀과 H₁을 세우고 단측 검정인지 양측 검정인지 정하세요.
  2. 검정 통계량을 계산하세요: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), 또는 s와 t를 사용.
  3. 임곗값과 비교하거나 p값을 구하세요.
  4. 통계량이 임곗값을 넘으면(p가 α보다 작으면) H₀을 기각하고, 결론을 문장으로 쓰세요.

선형 회귀와 상관

제곱합
Sxx = Σ(x − x̄)² = Σx² − (Σx)²/n, Sxy = Σxy − ΣxΣy/n
기울기
b = Sxy/Sxx
절편
a = ȳ − b·x̄
상관계수
r = Sxy/√(SxxSyy)
잔차
e = y − ŷ

2연습 문제

1.화폐의 시간 가치보통
년012345PV = ?€10 000

5년 후 €10 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 4%, 분기 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €10 0004% / 4n = 5
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…288€500€500€500FV = ?

24년 동안 매달 말에 €500을 저축합니다. 계좌 이율은 연 4.8%, 월 복리입니다. 마지막에 얼마가 모일까요? FV를 구하세요.

A = €5004.8% / 12N = 288
FV = €
3.NPV와 IRR보통
년01234−20 0009 0005 0007 00010 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 4년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €9 000, €5 000, €7 000, €10 000. 자본 비용은 9%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 9%CF0 = −20 000CF1 = 9 000CF2 = 5 000CF3 = 7 000CF4 = 10 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123−40 00020 00020 00023 500

어떤 프로젝트는 €40 000이 들고 1년 차부터 3년 차 말까지 €20 000, €20 000, €23 500을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −40 000CF1 = 20 000CF2 = 20 000CF3 = 23 500
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…12€22.50€22.50€22.50 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 4.5%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 6년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 5%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 4.5%YTM = 5%n = 6
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123456P€50€50€50 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 5%의 이표를 지급하며 6년 후 만기이다. 만기 수익률은 5.5%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 5%n = 6YTM = 5.5%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€4 000 000re​ = 14%부채€5 000 000rd​ = 4%T = 28%

어떤 회사가 €4 000 000의 자기자본과 €5 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 14%, 세전 부채 비용은 4%, 세율은 28%입니다. WACC를 구하세요.

E = €4 000 000D = €5 000 000re = 14%rd = 4%T = 28%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본2 000 000 × €58.50D0​ = €0.70g = 5%부채€35 100 000rd​ = 5%T = 25.8%

한 회사의 주식 2 000 000주가 €58.50에 거래되며, 자기자본의 장부가치는 €70 200 000이다. 방금 주당 €0.70의 배당을 지급했고 배당은 매년 5%씩 성장한다. 부채의 시장가치는 €35 100 000, 세전 비용은 5%이다. 세율은 25.8%이다. 자기자본 비용에 배당 성장 모형을 써서 WACC를 구하시오.

N = 2 000 000P0 = €58.50장부상 자기자본 = €70 200 000D0 = €0.70g = 5%D = €35 100 000rd = 5%T = 25.8%
WACC = %
9.기술통계보통
1015202530354045

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 47, 10, 27, 33, 42.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 70, 표준편차 10인 정규분포를 따릅니다. 55점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 70σ = 10x = 55
z =
11.확률보통
P(적어도 한 번 6) = ??1?2?3?4?5매 던지기에서 P(6) = 1/6

공정한 주사위를 5번 던집니다. 6이 적어도 한 번 나올 확률 P는 얼마일까요?

n = 5
P =
12.확률어려움
€p(x)−50.75150.2450.05

게임 한 판을 하는 데 €5이 듭니다. 확률 0.2로 €20을, 확률 0.05로 €50을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €5€20: p = 0.2€50: p = 0.05
E(G) = €
13.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.1003

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.1003이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.1003
z =
14.정규분포어려움
157164171178185192199cm위 20%

성인 남성의 키은(는) 평균 178 cm, 표준편차 7 cm인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 20%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 178 cmσ = 7 cm20%
x = cm
15.신뢰구간보통
n = 6, s = 20LUx̄ = 23.5E = ?99%

항목 6개의 표본 평균은 23.5, 표준편차는 s = 20입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하세요.

n = 6x̄ = 23.5s = 2099%t(5) = 4.032
E =
16.신뢰구간어려움
n = 30σ = ?Us = 1.295%

기계 가공한 축 30개의 지름의 표본 표준 편차는 1.2 µm이다. 지름이 정규 분포를 따른다고 가정하고, 모집단 표준 편차에 대한 95% 신뢰구간의 하한 σ을(를) 구하시오. df = 29에서 χ² 분포의 2.5%는 16.047 아래에, 2.5%는 45.722 위에 있다.

n = 30s = 1.2 µmχ² = 16.047, 45.722
σ = µm
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.99801.998

학생 64명 표본의 평균 점수는 114.5, 표본 표준편차는 20입니다. H₀: μ = 120에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 120x̄ = 114.5s = 20n = 64
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
−1.961.96z = ?

한 임상 시험에서 치료 A를 받은 환자 300명 중 195명, 치료 B를 받은 환자 200명 중 116명이 회복한다. 합동 비율을 써서 H₀: p₁ = p₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

x₁ = 195n₁ = 300x₂ = 116n₂ = 200
z =
19.선형 회귀와 상관보통
xy127227326421521xy24222426

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 5
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy363466569670775887xy4687080x = 6.5

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 6.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 6x = 6.5
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 8195 €

화폐의 시간 가치: 오늘의 돈은 이자를 벌 수 있으므로 나중의 같은 금액보다 가치가 큽니다. 기간당 이자율 i에서 금액은 FV = PV·(1 + i)n으로 늘어납니다. 같은 금액의 지급이 이어지는 것(연금)은 각 지급액을 모두 더해 평가하며, 여기서 연금 공식이 나옵니다.

이율과 기간 수

i = 0.04/4 = 0.01
N = 4·5 = 20

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 10 000/1.22 = €8 195.44

답

PV = €8 195.44
2.화폐의 시간 가치

답: FV = 269657 €

화폐의 시간 가치: 오늘의 돈은 이자를 벌 수 있으므로 나중의 같은 금액보다 가치가 큽니다. 기간당 이자율 i에서 금액은 FV = PV·(1 + i)n으로 늘어납니다. 같은 금액의 지급이 이어지는 것(연금)은 각 지급액을 모두 더해 평가하며, 여기서 연금 공식이 나옵니다.

월 이율과 적립 횟수

i = 0.048/12 = 0.004
N = 12·24 = 288

적립금의 미래 가치

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 500·(3.157 − 1)/0.004 = €269 656.54

답

FV = €269 656.54

직접 넣은 돈은 €144 000이고 나머지는 이자입니다.

3.NPV와 IRR

답: NPV = 4955 €

순현재가치: 모든 현금흐름을 요구 수익률 r로 오늘까지 할인한 뒤 더합니다: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. NPV > 0인 프로젝트는 r보다 많이 벌어 가치를 더합니다. 내부수익률(IRR)은 NPV = 0이 되는 이율입니다.

각 현금흐름의 현재 가치

CF0 = −20 000
CF1/(1 + 0.09)1 = 9 000/1.09 = 8 256.88
CF2/(1 + 0.09)2 = 5 000/1.188 = 4 208.40
CF3/(1 + 0.09)3 = 7 000/1.295 = 5 405.28
CF4/(1 + 0.09)4 = 10 000/1.412 = 7 084.25

더하기

NPV = €4 954.82

답

NPV = €4 954.82

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 26.36 %

순현재가치: 모든 현금흐름을 요구 수익률 r로 오늘까지 할인한 뒤 더합니다: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. NPV > 0인 프로젝트는 r보다 많이 벌어 가치를 더합니다. 내부수익률(IRR)은 NPV = 0이 되는 이율입니다.

IRR 범위 잡기

이율이 오르면 NPV가 내려가므로 IRR은 NPV가 양수인 이율과 음수인 이율 사이에 있습니다.

NPV(25%) = 832.00
NPV(30%) = −2 084.66

범위 좁히기

선형 보간으로 첫 추정치를 얻고, 이를 반복하면(또는 계산기의 IRR 기능을 쓰면) 정확한 이율을 얻습니다.

IRR ≈ 25 + 5·832.00/(832.00 − (−2 084.66)) = 26.43%
정확한 값: NPV(26.36%) = 0 → IRR = 26.36%

답

IRR = 26.36%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 974.4 €

채권 가격 결정: 채권 가격은 만기 수익률(YTM)로 할인한 현금흐름의 현재 가치입니다. 이자(쿠폰)는 연금을 이루고, 액면가는 만기에 상환됩니다. P = C·(1 − (1 + y)⁻ⁿ)/y + F/(1 + y)ⁿ. 수익률이 표면이자율보다 높으면 채권은 액면가보다 낮게 거래되고, 반대의 경우도 마찬가지입니다.

기간당

C = €22.50, i = 0.025, N = 12

이자의 현재 가치

€22.50·(1 − 0.7436)/0.025 = €230.80

액면가의 현재 가치

€1 000·0.7436 = €743.56

가격

P = €974.36

답

P = €974.36

수익률이 표면이자율보다 높으므로 채권은 할인 발행(액면가 미만)됩니다.

6.채권 가격과 수익률

답: D = 5.32 년

듀레이션: 매콜리 듀레이션은 채권이 현금흐름을 지급하는 시점의 가중 평균 시간이며, 가중치는 현금흐름의 현재 가치입니다: D = Σ t·PVₜ/P. 수정 듀레이션 D/(1 + y)는 수익률의 작은 변화에 대한 가격 변화율을 추정합니다: %ΔP ≈ −Dmod·Δy.

각 현금흐름의 현재 가치

t = 1: 50/1.055 = 47.39, t·PV = 47.39
t = 2: 50/1.113 = 44.92, t·PV = 89.85
t = 3: 50/1.174 = 42.58, t·PV = 127.74
t = 4: 50/1.239 = 40.36, t·PV = 161.44
t = 5: 50/1.307 = 38.26, t·PV = 191.28
t = 6: 1050/1.379 = 761.51, t·PV = 4 569.05

듀레이션

P = 975.02
D = 5 186.76/975.02 = 5.32

답

D = 5.32 년
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 7.822 %

자본 비용: CAPM은 주주가 요구하는 수익률을 줍니다: re = rf + β·(rm − rf). 가중평균자본비용은 자기자본과 부채를 시장가치로 가중합니다: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), V = E + D. 이자 비용은 세금 공제가 되므로 (1 − T)가 붙습니다.

가중치

V = €9 000 000, E/V = 0.4444, D/V = 0.5556

WACC

WACC = 0.4444·14% + 0.5556·4%·(1 − 0.28) = 7.822%

답

WACC = 7.822%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 5.669 %

자본 비용: CAPM은 주주가 요구하는 수익률을 줍니다: re = rf + β·(rm − rf). 가중평균자본비용은 자기자본과 부채를 시장가치로 가중합니다: WACC = E/V·re + D/V·rd·(1 − T), V = E + D. 이자 비용은 세금 공제가 되므로 (1 − T)가 붙습니다.

자기자본 비용

D1 = 0.7·1.05 = €0.73
re = 0.735/58.5 + 0.05 = 6.256%

시장가치

E = 2 000 000·€58.50 = €117 000 000
V = €152 100 000, E/V = 0.7692, D/V = 0.2308

WACC

WACC = 0.7692·6.256% + 0.2308·5%·(1 − 0.258) = 5.669%

답

WACC = 5.669%
9.기술통계

답: s = 14.45

기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.

평균

x̄ = 159/5 = 31.8

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 15.2² + (−21.8)² + (−4.8)² + 1.2² + 10.2² = 834.8

표준편차

s = √(834.8/4) = 14.45

답

s = 14.45
10.기술통계

답: z = −1.5

기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.

표준화하기

z = (55 − 70)/10 = −1.5

답

z = −1.5
11.확률

답: P = 0.5981

확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

여사건

P(6이 안 나옴) = (5/6)5 = 0.4019
P = 1 − 0.4019 = 0.5981

답

P = 0.5981
12.확률

답: E(G) = 1.5 €

이산 확률변수: 확률분포는 변수가 가질 수 있는 모든 값 x와 그 확률 p(x)를 나열합니다. 확률은 0과 1 사이이며 합이 1입니다. 기댓값(평균)은 E(X) = Σx·p(x)로, 장기적인 평균입니다. 분산은 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²이고, 표준편차는 σ = √Var(X)입니다. 일차 변환 Y = aX + b에서는 E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X), σY = |a|·σX입니다. 상수를 더해도 퍼짐은 변하지 않습니다.

순 결과

G: 15 (p = 0.2), 45 (p = 0.05), −5 (p = 0.75)

기댓값

E(G) = 15·0.2 + 45·0.05 − 5·0.75 = 1.5 €

답

E(G) = 1.5 €

양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: z = 1.28

넓이에서 z로 되돌아가기: Φ(z)는 z의 왼쪽 넓이입니다. 왼쪽 꼬리 넓이 A이면 표에서 Φ(z) = A인 z를 찾습니다. 오른쪽 꼬리 넓이 A이면 Φ(z) = 1 − A입니다. −z와 z 사이의 가운데 넓이 A이면 양쪽 꼬리에 (1 − A)/2씩 남으므로 Φ(z) = (1 + A)/2입니다. 값 x에는 x = μ + zσ를 쓰세요.

z의 왼쪽 넓이

Φ(z) = 1 − 0.1003 = 0.8997

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.8997을 찾아 z를 읽으세요.

z = 1.28

답

z = 1.28
14.정규분포

답: x = 183.9 cm

넓이에서 z로 되돌아가기: Φ(z)는 z의 왼쪽 넓이입니다. 왼쪽 꼬리 넓이 A이면 표에서 Φ(z) = A인 z를 찾습니다. 오른쪽 꼬리 넓이 A이면 Φ(z) = 1 − A입니다. −z와 z 사이의 가운데 넓이 A이면 양쪽 꼬리에 (1 − A)/2씩 남으므로 Φ(z) = (1 + A)/2입니다. 값 x에는 x = μ + zσ를 쓰세요.

왼쪽 넓이

Φ(z) = 0.8

표에서 구한 z

z ≈ 0.84

원래 단위로 되돌리기

x = 178 + 0.84·7 = 183.9 cm

답

x = 183.9 cm
15.신뢰구간

답: E = 32.92

평균에 대한 신뢰구간: x̄ ± 오차 한계. 모집단의 σ를 알면 오차 한계는 z·σ/√n이고, 표본 표준편차 s만 있으면 자유도 n − 1인 t를 써서 t·s/√n입니다. 임계값: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). 오차 한계를 E 이하로 하려면 n ≥ (z·σ/E)²이 필요하며, 올림합니다.

임계값

df = n − 1 = 5, t = 4.032

오차 한계

E = 4.032·20/√6 = 32.92

답

E = 32.92
16.신뢰구간

답: σ = 0.9557 µm

분산의 구간: (n − 1)s²/σ²은 자유도 n − 1의 χ² 분포를 따릅니다. σ²의 95% 구간은 (n − 1)s²를 위쪽 χ² 값(그 위에 2.5%)으로 나눈 값에서 아래쪽 χ² 값(그 아래에 2.5%)으로 나눈 값까지이며, σ의 구간은 두 한계의 제곱근입니다. 이 구간은 s를 중심으로 대칭이 아닙니다.

제곱합

(n − 1)s² = 29·1.2² = 41.76

σ²의 한계

41.76/45.722 = 0.9133
41.76/16.047 = 2.602

σ의 한계

σ = √0.9133 = 0.9557 µm

답

σ = 0.9557 µm

σ의 95% 구간: [0.9557, 1.613] µm.

17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −2.2

평균 검정: 검정통계량은 표본평균이 H₀에서 주장하는 값과 표준오차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다: σ를 알면 z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n), 표본에서 추정하면 t = (x̄ − μ₀)/(s/√n). 신뢰구간은 x̄ ± (임계값)·(표준오차)입니다.

표준오차

SE = 20/√64 = 20/8 = 2.5

검정통계량

t = (114.5 − 120)/2.5 = −2.2

답

t = −2.2
t0.025; df = 63 = 1.998

|t| > 1.998이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: z = 1.581

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

표본 비율

p̂₁ = 195/300 = 0.65
p̂₂ = 116/200 = 0.58
p̂ = 311/500 = 0.622

H₀에서의 표준 오차

SE = √(0.622·0.378·(1/300 + 1/200)) = 0.04426

검정통계량

z = (0.65 − 0.58)/0.04426 = 1.581

답

z = 1.581

|z| < 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.

19.선형 회귀와 상관

답: r = −0.9091

최소제곱 회귀: 평균을 x̄, ȳ라 하고 Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)², Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)라 하면, 직선 ŷ = a + b·x의 기울기는 b = Sxy/Sxx, 절편은 a = ȳ − b·x̄이므로 이 직선은 항상 (x̄, ȳ)를 지납니다. 피어슨 상관계수 r = Sxy/√(Sxx·Syy)는 −1과 1 사이에 있으며, r²은 y의 변동 중 직선으로 설명되는 비율입니다.

평균

x̄ = 15/5 = 3
ȳ = 122/5 = 24.4

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −18
Syy = Σ(y − ȳ)² = 39.2

상관계수

r = −18/√(10·39.2) = −0.9091

답

r = −0.9091
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 75.9

최소제곱 회귀: 평균을 x̄, ȳ라 하고 Sxx = Σ(x − x̄)², Syy = Σ(y − ȳ)², Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ)라 하면, 직선 ŷ = a + b·x의 기울기는 b = Sxy/Sxx, 절편은 a = ȳ − b·x̄이므로 이 직선은 항상 (x̄, ȳ)를 지납니다. 피어슨 상관계수 r = Sxy/√(Sxx·Syy)는 −1과 1 사이에 있으며, r²은 y의 변동 중 직선으로 설명되는 비율입니다.

평균

x̄ = 33/6 = 5.5
ȳ = 430/6 = 71.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 74

회귀직선

b = 74/17.5 = 4.229
a = 71.67 − 4.229·5.5 = 48.41
ŷ = 48.41 + 4.229·x

예측

ŷ = 48.41 + 4.229·6.5 = 75.9

답

ŷ = 75.9

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