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
년0123…9€5 000FV = ?

명목 연이율 6%, 월 복리로 €5 000을 투자합니다. 9년 후 투자 가치 FV를 구하세요.

PV = €5 0006% / 12n = 9
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…72€8 000A?AAA

€8 000의 대출을 6년 동안 매달 같은 금액으로 상환합니다. 이율은 연 2.4%, 월 복리입니다. 월 상환액 A를 구하세요.

P = €8 0002.4% / 12N = 72
A = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−20 0007 0009 0007 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €7 000, €9 000, €7 000. 자본 비용은 8%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 8%CF0 = −20 000CF1 = 7 000CF2 = 9 000CF3 = 7 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123−50 00032 00030 00033 000

어떤 프로젝트는 €50 000이 들고 1년 차부터 3년 차 말까지 €32 000, €30 000, €33 000을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −50 000CF1 = 32 000CF2 = 30 000CF3 = 33 000
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년0123…15P€45€45€45 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 4.5%의 이표를 지급하며 15년 후 만기이다. 만기 수익률이 6%에서 6.5%(으)로 바뀐다. 채권 가격은 얼마나 ΔP 변하는가?

F = €1 000표면이자율 = 4.5%n = 15y1 = 6%y2 = 6.5%
ΔP = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년01234€1 151€70€70€70 + €1 070

만기까지 15년 남은 채권(액면가 €1 000, 연 이표 7%)이 €1 151에 팔린다. 발행자는 4년 후 수의 상환 가격 €1 070에 이 채권을 상환할 수 있다. 수의 상환 수익률 YTC을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 7%P = €1 151수의 상환 가격 = €1 070수의 상환까지 4 년
YTC = %
7.CAPM과 WACC보통
βr (%)SMLrf​ = 4%β = 1rm​ = ?β = 1.6re​ = 13.6%

베타가 1.6인 주식의 요구 수익률은 13.6%이다. 무위험 이자율은 4%이다. CAPM이 암시하는 기대 시장 수익률 rm은(는) 얼마인가?

β = 1.6re = 13.6%rf = 4%
rm = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본4 000 000 × €16.50β = 1.2rf​ = 3.5%, rm​ = 10%부채40 000 × €1 000rd​ = 5%T = 25%

어떤 회사가 주당 €16.50인 주식 4 000 000주와 개당 €1 000에 거래되는 채권 40 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 5%, 세율은 25%입니다. 주식의 베타는 1.2, 무위험 이자율은 3.5%, 시장 수익률은 10%입니다. WACC를 구하세요.

β = 1.2rf = 3.5%rm = 10%rd = 5%T = 25%
WACC = %
9.기술통계보통
152025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 22, 14, 55, 34, 35, 43, 53.

n = 7
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 50, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 57.2점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 50σ = 12x = 57.2
z =
11.확률보통
xp(x)10.2520.1530.2540.35μ = 2.7

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.25, 0.15, 0.25, 0.35
σ =
12.확률어려움
€p(x)−10.820.15190.05

게임 한 판을 하는 데 €1이 듭니다. 확률 0.15로 €3을, 확률 0.05로 €20을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €1€3: p = 0.15€20: p = 0.05
E(G) = €
13.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.6406

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.6406이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.6406
z =
14.정규분포어려움
235240245250255260265g아래 75%

봉지 무게은(는) 평균 250 g, 표준편차 5 g인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 하위 75%가 왼쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 250 gσ = 5 g75%
x = g
15.신뢰구간보통
n = 12, sd​ = 4.40LUd̄ = 5.9E = ?95%

환자 12명의 혈압을 치료 전후에 측정한다. 차이 d = 전 − 후(mmHg)의 평균은 5.9, 표준 편차는 4.4이다. 평균 차이에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하시오.

n = 12d̄ = 5.9sd = 4.495%t(11) = 2.201
E = mmHg
16.신뢰구간어려움
σ = 31, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 190%

모표준편차는 31입니다. 평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 1 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 31E = 190%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
1.68p = ?

모집단의 평균은 100이라고 주장되며, 모집단의 표준 편차는 5로 알려져 있다. 관측값 25개의 확률 표본의 평균은 101.68이다. H₀: μ = 100 대 H₁: μ > 100을(를) 검정하시오. p값 p을(를) 구하시오.

μ₀ = 100σ = 5n = 25x̄ = 101.68H₁: μ > μ₀
p =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
z −2.57602.576

측정값 100개의 표본 평균은 97.2입니다. 모표준편차는 10입니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 하한 L를 구하세요.

x̄ = 97.2σ = 10n = 10099%
L =
19.선형 회귀와 상관보통
xy18672175248127943010533117xy20253080100120

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy1458177920912310826124xy152025100x = 24.5

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (24.5, 119)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.

n = 5(24.5, 119)
e =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 8568 €

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 = r/m = 0.06/12 = 0.005
N = m·n = 12·9 = 108

미래 가치

FV = 5 000·(1 + 0.005)108 = 5 000·1.714 = €8 568.50

답

FV = €8 568.50
2.화폐의 시간 가치

답: A = 119.4 €

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 상환 횟수

i = 0.024/12 = 0.002
N = 12·6 = 72

상환액

같은 금액 A를 N번 지급하는 것의 현재 가치는 A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i입니다. 이를 대출금과 같게 놓고 A를 구합니다.

(1 + i)−N = 0.866
A = 8 000·0.002/(1 − 0.866) = €119.41

답

A = €119.41
3.NPV와 IRR

답: NPV = −245.6 €

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 + 0.08)1 = 7 000/1.08 = 6 481.48
CF2/(1 + 0.08)2 = 9 000/1.166 = 7 716.05
CF3/(1 + 0.08)3 = 7 000/1.26 = 5 556.83

더하기

NPV = €−245.64

답

NPV = €−245.64

NPV가 음수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 적게 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 40.3 %

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(40%) = 189.50
NPV(45%) = −2 837.75

범위 좁히기

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

IRR ≈ 40 + 5·189.50/(189.50 − (−2 837.75)) = 40.31%
정확한 값: NPV(40.3%) = 0 → IRR = 40.3%

답

IRR = 40.3%
5.채권 가격과 수익률

답: ΔP = −42.37 €

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.

이전 수익률에서의 가격

C = €45.00, i = 0.06, N = 15
€45.00·(1 − 0.4173)/0.06 + €1 000·0.4173 = €437.05 + €417.27 = €854.32

새 수익률에서의 가격

C = €45.00, i = 0.065, N = 15
€45.00·(1 − 0.3888)/0.065 + €1 000·0.3888 = €423.12 + €388.83 = €811.95

변화

ΔP = 811.95 − 854.32 = −€42.37

답

ΔP = −€42.37
6.채권 가격과 수익률

답: YTC = 4.435 %

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.

수익률 방정식

1151 = 70·(1 − (1 + y)−4)/y + 1070/(1 + y)4

수치적으로 풀기

y = 4%: €1 168.73
y = 5%: €1 128.51
YTC = 4.435%

답

YTC = 4.435%

만기 수익률은 5.496%입니다. 할증 채권의 투자자는 상환될 것으로 예상하므로, 더 낮은 수의 상환 수익률이 더 현실적입니다.

7.CAPM과 WACC

답: rm = 10 %

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.

시장 위험 프리미엄

rm − rf = (13.6% − 4%)/1.6 = 6%

시장 수익률

rm = 4% + 6% = 10%

답

rm = 10%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.451 %

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.

시장가치

E = 4 000 000·€16.50 = €66 000 000
D = 40 000·€1 000 = €40 000 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 3.5% + 1.2·6.5% = 11.3%

가중치

V = €106 000 000, E/V = 0.6226, D/V = 0.3774

WACC

WACC = 0.6226·11.3% + 0.3774·5%·(1 − 0.25) = 8.451%

답

WACC = 8.451%
9.기술통계

답: s = 15.18

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 = 256/7 = 36.57

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−14.57)² + (−22.57)² + 18.43² + (−2.571)² + (−1.571)² + 6.429² + 16.43² = 1382

표준편차

s = √(1382/6) = 15.18

답

s = 15.18
10.기술통계

답: z = 0.6

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 = (57.2 − 50)/12 = 0.6

답

z = 0.6
11.확률

답: σ = 1.187

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.

평균

μ = 1·0.25 + 2·0.15 + 3·0.25 + 4·0.35 = 2.7

제곱의 평균

E(X²) = 1·0.25 + 4·0.15 + 9·0.25 + 16·0.35 = 8.7

분산

Var(X) = 8.7 − 2.7² = 1.41
σ = √1.41 = 1.187

답

σ = 1.187
12.확률

답: E(G) = 0.45 €

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: 2 (p = 0.15), 19 (p = 0.05), −1 (p = 0.8)

기댓값

E(G) = 2·0.15 + 19·0.05 − 1·0.8 = 0.45 €

답

E(G) = 0.45 €

양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: z = −0.36

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 − 0.6406 = 0.3594

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.3594을 찾아 z를 읽으세요.

z = −0.36

답

z = −0.36
14.정규분포

답: x = 253.4 g

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) = 0.75

표에서 구한 z

z ≈ 0.67

원래 단위로 되돌리기

x = 250 + 0.67·5 = 253.4 g

답

x = 253.4 g
15.신뢰구간

답: E = 2.796 mmHg

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

임계값

df = 11, t = 2.201

오차 한계

E = 2.201·4.4/√12 = 2.796

답

E = 2.796 mmHg
16.신뢰구간

답: n = 2601

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.

n에 대해 풀기

n = (1.645·31/1)² = 2600

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 2601

답

n = 2601
17.가설 검정과 신뢰구간

답: p = 0.04648

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.

검정통계량

SE = σ/√n = 5/√25 = 1
z = (101.68 − 100)/1 = 1.68

꼬리 면적

Φ(1.68) = 0.9535
1 − Φ(1.68) = 0.0465

p값

p = 0.04648

답

p = 0.04648

p ≤ 0.05이므로 5% 수준에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: L = 94.62

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.

오차 한계

E = 2.576·10/√100 = 2.576

구간 끝값

L = 97.2 − 2.576 = 94.62

답

L = 94.62
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9931

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 = 153/6 = 25.5
ȳ = 539/6 = 89.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 529.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1805

상관계수

r = 529.5/√(157.5·1805) = 0.9931

답

r = 0.9931
20.선형 회귀와 상관

답: e = 2.85

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 = 100/5 = 20
ȳ = 460/5 = 92

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 483

회귀직선

b = 483/90 = 5.367
a = 92 − 5.367·20 = −15.33
ŷ = −15.33 + 5.367·x

예측값

ŷ = −15.33 + 5.367·24.5 = 116.1

잔차

e = 119 − 116.1 = 2.85

답

e = 2.85

점이 직선 위쪽에 있습니다.

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