시험 점수는 평균 500, 표준편차 25인 정규분포를 따릅니다. 515점의 z점수 z를 구하세요.
μ = 500σ = 25x = 515
z =
11.확률보통
표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.
x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.15, 0.3, 0.25
σ =
12.확률어려움
게임 한 판을 하는 데 €5이 듭니다. 확률 0.15로 €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 = 0.15€50: p = 0.05
E(G) = €
13.정규분포보통
봉지 무게은(는) 평균 250 g, 표준편차 5 g인 정규분포를 따릅니다. 246에서 257.75 g 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 250σ = 5x1 = 246x2 = 257.75
P =
14.정규분포어려움
배터리 수명은(는) 평균 500 h, 표준편차 40 h인 정규분포를 따릅니다. 전체의 95%가 그 아래에 있는 값 x(95 백분위수)을(를) 구하세요.
μ = 500σ = 40P = 95%
x = h
15.신뢰구간보통
환자 13명의 혈압을 치료 전후에 측정한다. 차이 d = 전 − 후(mmHg)의 평균은 −8.9, 표준 편차는 4.7이다. 평균 차이에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하시오.
n = 13d̄ = −8.9sd = 4.795%t(12) = 2.179
E = mmHg
16.신뢰구간어려움
기계 가공한 축 20개의 지름의 표본 표준 편차는 7.4 µm이다. 지름이 정규 분포를 따른다고 가정하고, 모집단 표준 편차에 대한 95% 신뢰구간의 하한 σ을(를) 구하시오. df = 19에서 χ² 분포의 2.5%는 8.907 아래에, 2.5%는 32.852 위에 있다.
n = 20s = 7.4 µmχ² = 8.907, 32.852
σ = µm
17.가설 검정과 신뢰구간보통
학생 25명 표본의 평균 점수는 83.4, 표본 표준편차는 20입니다. H₀: μ = 75에 대한 검정통계량 t를 구하세요.
표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.
n = 5
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (26, 105)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.
n = 6(26, 105)
e =
3용액
1.화폐의 시간 가치
답: PV = 5030 €
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.
연금 현가 계수
(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0.2959)/0.07 = 10.06
현재 가치
PV = 500·10.06 = €5 029.54
답
PV = €5 029.54
2.화폐의 시간 가치
답: FV = 4980 €
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.
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 = €20.00, i = 0.015, N = 24
이자의 현재 가치
€20.00·(1 − 0.6995)/0.015 = €400.61
액면가의 현재 가치
€1 000·0.6995 = €699.54
가격
P = €1 100.15
답
P = €1 100.15
수익률이 표면이자율보다 낮으므로 채권은 할증 발행(액면가 초과)됩니다.
6.채권 가격과 수익률
답: YTM = 2.019 %
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
€1 145 = €40·(1 − (1 + y)⁻⁸)/y + €1 000/(1 + y)⁸
수치적으로 풀기
P(2%) = €1 146.51, P(3%) = €1 070.20
YTM = 2.019%
답
YTM = 2.019%
7.CAPM과 WACC
답: re = 11 %
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 = €10 000 000, E/V = 0.5, D/V = 0.5
WACC의 부채 부분
0.5·6%·(1 − 0.28) = 2.16%
자기자본 비용
re = (7.66% − 2.16%)/0.5 = 11%
답
re = 11%
8.CAPM과 WACC
답: WACC = 12.44 %
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.
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.
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 = (515 − 500)/25 = 0.6
답
z = 0.6
11.확률
답: σ = 1.162
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 = 0·0.3 + 1·0.15 + 2·0.3 + 3·0.25 = 1.5
제곱의 평균
E(X²) = 0·0.3 + 1·0.15 + 4·0.3 + 9·0.25 = 3.6
분산
Var(X) = 3.6 − 1.5² = 1.35
σ = √1.35 = 1.162
답
σ = 1.162
12.확률
답: E(G) = 0.5 €
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 = 0.15), 45 (p = 0.05), −5 (p = 0.8)
기댓값
E(G) = 15·0.15 + 45·0.05 − 5·0.8 = 0.5 €
답
E(G) = 0.5 €
양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.
13.정규분포
답: P = 0.7276
정규분포: 값 x를 z점수 z = (x − μ)/σ로 바꾸면 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지 알 수 있습니다. z표(또는 Φ(z))는 z 왼쪽의 넓이, 즉 P(X < x)를 줍니다. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)이고, 두 값 사이의 넓이는 두 넓이의 차입니다.
z점수
z₁ = (246 − 250)/5 = −0.8
z₂ = (257.75 − 250)/5 = 1.55
사이의 넓이
P = Φ(1.55) − Φ(−0.8) = 0.9394 − 0.2119 = 0.7276
답
P = 0.7276
14.정규분포
답: x = 565.8 h
정규분포: 값 x를 z점수 z = (x − μ)/σ로 바꾸면 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지 알 수 있습니다. z표(또는 Φ(z))는 z 왼쪽의 넓이, 즉 P(X < x)를 줍니다. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)이고, 두 값 사이의 넓이는 두 넓이의 차입니다.
백분위수에 해당하는 z
Φ(z) = 0.95 → z = 1.645
다시 x로
x = 500 + 1.645·40 = 565.8 h
답
x = 565.8 h
15.신뢰구간
답: E = 2.84 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 = 12, t = 2.179
오차 한계
E = 2.179·4.7/√13 = 2.84
답
E = 2.84 mmHg
16.신뢰구간
답: σ = 5.628 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 = 19·7.4² = 1040
σ²의 한계
1040/32.852 = 31.67
1040/8.907 = 116.8
σ의 한계
σ = √31.67 = 5.628 µm
답
σ = 5.628 µm
σ의 95% 구간: [5.628, 10.81] µm.
17.가설 검정과 신뢰구간
답: t = 2.1
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/√25 = 20/5 = 4
검정통계량
t = (83.4 − 75)/4 = 2.1
답
t = 2.1
t0.025; df = 24 = 2.064
|t| > 2.064이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
18.가설 검정과 신뢰구간
답: U = 105.5
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 = 1.645·15/√16 = 6.169
구간 끝값
U = 99.3 + 6.169 = 105.5
답
U = 105.5
19.선형 회귀와 상관
답: r = 0.9856
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 = 105/5 = 21
ȳ = 291/5 = 58.2
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 288
Syy = Σ(y − ȳ)² = 948.8
상관계수
r = 288/√(90·948.8) = 0.9856
답
r = 0.9856
20.선형 회귀와 상관
답: e = −2.371
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 = 132/6 = 22
ȳ = 540/6 = 90
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 304
회귀직선
b = 304/70 = 4.343
a = 90 − 4.343·22 = −5.543
ŷ = −5.543 + 4.343·x
예측값
ŷ = −5.543 + 4.343·26 = 107.4
잔차
e = 105 − 107.4 = −2.371
답
e = −2.371
점이 직선 아래쪽에 있습니다.
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