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
년012PV = ?€5 000

2년 후 €5 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 3.6%, 월 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €5 0003.6% / 12n = 2
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…60€12 000A?AAA

€12 000의 대출을 5년 동안 매달 같은 금액으로 상환합니다. 이율은 연 3%, 월 복리입니다. 월 상환액 A를 구하세요.

P = €12 0003% / 12N = 60
A = €
3.NPV와 IRR보통
년01234−60 00027 00017 00019 00026 000

€60 000을 투자하면 1년 차부터 4년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €27 000, €17 000, €19 000, €26 000. 자본 비용은 9%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 9%CF0 = −60 000CF1 = 27 000CF2 = 17 000CF3 = 19 000CF4 = 26 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년012−20 00012 50010 500

어떤 프로젝트는 €20 000이 들고 1년 차부터 2년 차 말까지 €12 500, €10 500을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −20 000CF1 = 12 500CF2 = 10 500
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통

만기까지 7년 남은 채권(액면가 €1 000, 연 이표 2%)을 만기 수익률이 5.5%일 때 산다. 1년 후 첫 이표를 받은 직후 만기 수익률이 7%일 때 판다. 보유 기간 수익률 HPR을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 2%n = 7y0 = 5.5%y1 = 7%
HPR = %
6.채권 가격과 수익률어려움
반기0123…8€927€10€10€10 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 2%의 이표를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 4년 후 만기이다. 이 채권은 €927에 팔린다. 만기 수익률 YTM을(를) 연율(반기 수익률의 두 배)로, 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 2% (2×)n = 4P = €927
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€5 000 000re​ = 10%부채€6 000 000rd​ = 4.5%T = 25%

어떤 회사가 €5 000 000의 자기자본과 €6 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 10%, 세전 부채 비용은 4.5%, 세율은 25%입니다. WACC를 구하세요.

E = €5 000 000D = €6 000 000re = 10%rd = 4.5%T = 25%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본2 000 000 × €37.00β = 0.9rf​ = 2%, rm​ = 8%부채20 000 × €1 000rd​ = 3.5%T = 25.8%

어떤 회사가 주당 €37.00인 주식 2 000 000주와 개당 €1 000에 거래되는 채권 20 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 3.5%, 세율은 25.8%입니다. 주식의 베타는 0.9, 무위험 이자율은 2%, 시장 수익률은 8%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.9rf = 2%rm = 8%rd = 3.5%T = 25.8%
WACC = %
9.기술통계보통
152025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 56, 47, 56, 26, 57, 12.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 60, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 45.6점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 60σ = 12x = 45.6
z =
11.확률보통
xp(x)00.3510.3520.3μ = 0.95

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2p(x): 0.35, 0.35, 0.3
σ =
12.확률어려움
xp(x)10.2520.2530.1540.250.15μ

X의 분포가 표와 같고 Y = 10X + 1입니다. Y의 표준편차 σY을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.25, 0.25, 0.15, 0.2, 0.15Y = 10X + 1
σY =
13.정규분포보통
200 kg200.7 kgT = X₁ + … + X₈?

시멘트 포대의 질량은 독립이며 평균 25 kg, 표준편차 0.5 kg인 정규분포를 따릅니다. 그중 8개의 총 질량이 200.7 kg을(를) 초과할 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μ = 25 kgσ = 0.5 kgn = 8> 200.7 kg
P =
14.정규분포어려움
380420460500540580620h아래 25%

배터리 수명은(는) 평균 500 h, 표준편차 40 h인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 하위 25%가 왼쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 500 hσ = 40 h25%
x = h
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E95%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 50대, 평균 112 h, 알려진 표준 편차 17 h. 모델 2: 휴대전화 80대, 평균 99 h, 알려진 표준 편차 6 h. μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 50x̄₁ = 112 hσ₁ = 17 hn₂ = 80x̄₂ = 99 hσ₂ = 6 h95%
하한 = h
16.신뢰구간어려움
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0590%

불량품 비율에 대해서는 사전에 알려진 것이 없다. 비율에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 최대 0.05이(가) 되려면 제품을 몇 개 n 검사해야 하는가?

p = 0.5E = 0.0590%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −2.0302.03

학생 36명 표본의 평균 점수는 197.1, 표본 표준편차는 8입니다. H₀: μ = 200에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 200x̄ = 197.1s = 8n = 36
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 80 대 H₁: μ < 80의 단측 z 검정을 표본 크기 25, α = 0.10에서 실시한다. 표준 편차는 15로 알려져 있다. 실제 평균은 76.7이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 80μ = 76.7σ = 15n = 25α = 0.10
1 − β = %
19.선형 회귀와 상관보통
xy264176208291036xy510102030

표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 5
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy146116651877208422101xy15206080100x = 15

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 15일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 5x = 15
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 4653 €

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 = 0.036000000000000004/12 = 0.003
N = 12·2 = 24

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 5 000/1.075 = €4 653.16

답

PV = €4 653.16
2.화폐의 시간 가치

답: A = 215.6 €

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 = 0.03/12 = 0.0025
N = 12·5 = 60

상환액

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

(1 + i)−N = 0.8609
A = 12 000·0.0025/(1 − 0.8609) = €215.62

답

A = €215.62
3.NPV와 IRR

답: NPV = 12170 €

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 = −60 000
CF1/(1 + 0.09)1 = 27 000/1.09 = 24 770.64
CF2/(1 + 0.09)2 = 17 000/1.188 = 14 308.56
CF3/(1 + 0.09)3 = 19 000/1.295 = 14 671.49
CF4/(1 + 0.09)4 = 26 000/1.412 = 18 419.06

더하기

NPV = €12 169.74

답

NPV = €12 169.74

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 10.16 %

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(10%) = 41.32
NPV(15%) = −1 190.93

범위 좁히기

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

IRR ≈ 10 + 5·41.32/(41.32 − (−1 190.93)) = 10.17%
정확한 값: NPV(10.16%) = 0 → IRR = 10.16%

답

IRR = 10.16%
5.채권 가격과 수익률

답: HPR = −2.425 %

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.

매입 가격

C = €20.00, i = 0.055, N = 7
€20.00·(1 − 0.6874)/0.055 + €1 000·0.6874 = €113.66 + €687.44 = €801.10

매도 가격

C = €20.00, i = 0.07, N = 6
€20.00·(1 − 0.6663)/0.07 + €1 000·0.6663 = €95.33 + €666.34 = €761.67

보유 기간 수익률

HPR = (20 + 761.67 − 801.10)/801.10 = −2.425%

답

HPR = −2.425%
6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 3.993 %

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 = €10.00, N = 8

수치적으로 풀기

i = 1.996% 반기당

YTM

YTM = 2·1.996% = 3.993%

답

YTM = 3.993%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.386 %

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 = €11 000 000, E/V = 0.4545, D/V = 0.5455

WACC

WACC = 0.4545·10% + 0.5455·4.5%·(1 − 0.25) = 6.386%

답

WACC = 6.386%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.378 %

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 = 2 000 000·€37.00 = €74 000 000
D = 20 000·€1 000 = €20 000 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 2% + 0.9·6% = 7.4%

가중치

V = €94 000 000, E/V = 0.7872, D/V = 0.2128

WACC

WACC = 0.7872·7.4% + 0.2128·3.5%·(1 − 0.258) = 6.378%

답

WACC = 6.378%
9.기술통계

답: s = 18.96

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 = 254/6 = 42.33

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 13.67² + 4.667² + 13.67² + (−16.33)² + 14.67² + (−30.33)² = 1797

표준편차

s = √(1797/5) = 18.96

답

s = 18.96
10.기술통계

답: z = −1.2

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 = (45.6 − 60)/12 = −1.2

답

z = −1.2
11.확률

답: σ = 0.8047

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 = 0·0.35 + 1·0.35 + 2·0.3 = 0.95

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.35 + 1·0.35 + 4·0.3 = 1.55

분산

Var(X) = 1.55 − 0.95² = 0.6475
σ = √0.6475 = 0.8047

답

σ = 0.8047
12.확률

답: σY = 14.1

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.

X의 퍼짐

μ = 2.75, Var(X) = 1.988, σX = 1.41

일차 변환

σY = |10|·1.41 = 14.1

답

σY = 14.1

평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 10·2.75 + 1 = 28.5.

13.정규분포

답: P = 0.3121

정규 변수의 합과 차: X와 Y가 독립이고 정규분포를 따르면 X + Y와 X − Y도 정규분포를 따릅니다. 평균은 더하거나 뺍니다: E(X ± Y) = μX ± μY. 분산은 차일 때도 항상 더합니다: Var(X ± Y) = σX² + σY²이므로 σ = √(σX² + σY²)입니다. 표준편차를 직접 더해서는 안 됩니다. 같은 분포를 따르는 독립인 n개 항목의 합은 평균 n·μ, 표준편차 σ·√n입니다. 그다음 평소처럼 표준화하여 z = (x − 평균)/σ를 구하고 Φ(z)를 읽습니다.

합계의 분포

μT = 200 kg, σT = 0.5·√8 = 1.414 kg

표준화하기

z = (200.7 − 200)/1.414 = 0.49

확률

P = 1 − Φ(0.49) = 0.3121

답

P = 0.3121
14.정규분포

답: x = 473 h

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) = 0.25

표에서 구한 z

z ≈ −0.67

원래 단위로 되돌리기

x = 500 − 0.67·40 = 473 h

답

x = 473 h
15.신뢰구간

답: 하한 = 8.108 h

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.

점추정값

x̄₁ − x̄₂ = 112 − 99 = 13

표준오차

SE = √(17²/50 + 6²/80) = 2.496

오차 한계

E = 1.96·2.496 = 4.892

구간

13 ± 4.892 → [8.108, 17.89]

답

하한 = 8.108 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: n = 271

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

n에 대해 풀기

n = 1.645²·0.5·0.5/0.05² = 270.6

올림하기

n = 271

답

n = 271
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −2.175

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 = 8/√36 = 8/6 = 1.333

검정통계량

t = (197.1 − 200)/1.333 = −2.175

답

t = −2.175
t0.025; df = 35 = 2.03

|t| > 2.03이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: 1 − β = 42.78 %

검정력: 검정력 = 1 − β는 H₀가 거짓일 때 H₀를 기각할 확률입니다. μ₀와 z_α에서 기준값 x̄c를 구한 다음, 참 평균을 써서 x̄c 너머에 들어갈 확률을 계산합니다: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

임계 표본 평균

SE = 15/√25 = 3
x̄c = 80 − 1.282·3 = 76.15

참 평균에서의 z

z = (76.15 − 76.7)/3 = −0.182

전력

검정력 = P(Z < −0.182) = 42.78%
1 − β = 42.78%

답

1 − β = 42.78%
19.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.9796

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 = 30/5 = 6
ȳ = 108/5 = 21.6

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 144
Syy = Σ(y − ȳ)² = 529.2

결정계수

r² = 144²/(40·529.2) = 0.9796

답

r² = 0.9796

y의 변동 중 약 97.96%가 직선으로 설명됩니다.

20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 62.75

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 = 90/5 = 18
ȳ = 388/5 = 77.6

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 198

회귀직선

b = 198/40 = 4.95
a = 77.6 − 4.95·18 = −11.5
ŷ = −11.5 + 4.95·x

예측

ŷ = −11.5 + 4.95·15 = 62.75

답

ŷ = 62.75

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