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
년0123456€3 000FV = ?

명목 연이율 2%, 월 복리로 €3 000을 투자합니다. 6년 후 투자 가치 FV를 구하세요.

PV = €3 0002% / 12n = 6
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…36A?AA€30 000

3년 후에 €30 000을(를) 모으고 싶다. 연 7.2%, 월 복리 계좌에 매월 말 같은 금액을 저축한다. 월 적립액 A을(를) 구하시오.

FV = €30 0007.2% / 12N = 36
A = €
3.NPV와 IRR보통
년01234−20 0006 0008 0009 0005 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 4년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €6 000, €8 000, €9 000, €5 000. 자본 비용은 10%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 10%CF0 = −20 000CF1 = 6 000CF2 = 8 000CF3 = 9 000CF4 = 5 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년012−25 00017 00018 000

어떤 프로젝트는 €25 000이 들고 1년 차부터 2년 차 말까지 €17 000, €18 000을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −25 000CF1 = 17 000CF2 = 18 000
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년012345€860C = ?C = ?C = ? + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 5년 후 만기이며 연 이표를 지급한다. 만기 수익률이 8%일 때 €860에 팔린다. 이표율 c을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000n = 5P = €860YTM = 8%
c = %
6.채권 가격과 수익률어려움
년01234€930€50€50 + €1 000

액면가 €1 000, 연 이자율 5%인 채권이 4년 후 만기이며 €930에 거래됩니다. 만기 수익률 YTM을(를) 퍼센트로 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 5%n = 4P = €930
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€2 000 000re​ = 12%부채€2 000 000rd​ = 6%T = 21%

어떤 회사가 €2 000 000의 자기자본과 €2 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 12%, 세전 부채 비용은 6%, 세율은 21%입니다. WACC를 구하세요.

E = €2 000 000D = €2 000 000re = 12%rd = 6%T = 21%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본1 000 000 × €18.50β = 0.6rf​ = 1.5%, rm​ = 8%부채20 000 × €1 050rd​ = 4.5%T = 28%

어떤 회사가 주당 €18.50인 주식 1 000 000주와 개당 €1 050에 거래되는 채권 20 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 4.5%, 세율은 28%입니다. 주식의 베타는 0.6, 무위험 이자율은 1.5%, 시장 수익률은 8%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.6rf = 1.5%rm = 8%rd = 4.5%T = 28%
WACC = %
9.기술통계보통
1015202530

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 27, 15, 31, 12, 10, 18, 22.

n = 7
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 70, 표준편차 5인 정규분포를 따릅니다. 64점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 70σ = 5x = 64
z =
11.확률보통
xp(x)00.2510.3520.3530.05μ = 1.2

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.25, 0.35, 0.35, 0.05
σ =
12.확률어려움
€p(x)−10.6820.3190.02

게임 한 판을 하는 데 €1이 듭니다. 확률 0.3로 €3을, 확률 0.02로 €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 = 0.3€20: p = 0.02
E(G) = €
13.정규분포보통
108 kg105.6 kgT = X₁ + … + X₉?

상자의 질량은 독립이며 평균 12 kg, 표준편차 0.8 kg인 정규분포를 따릅니다. 그중 9개의 총 질량이 105.6 kg을(를) 초과할 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μ = 12 kgσ = 0.8 kgn = 9> 105.6 kg
P =
14.정규분포어려움
0.04 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.04 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 축 지름 d는 독립이며 평균 25 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 무작위로 고른 축은 D − d > 0일 때 끼워집니다. 끼워질 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

구멍: μ = 25.04 mm, σ = 0.02 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
15.신뢰구간보통
n = 13, s = 16.5LUx̄ = 44E = ?90%

항목 13개의 표본 평균은 44, 표준편차는 s = 16.5입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하세요.

n = 13x̄ = 44s = 16.590%t(12) = 1.782
E =
16.신뢰구간어려움
σ = 32, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 599%

모표준편차는 32입니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 32E = 599%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.9901.99

학생 81명 표본의 평균 점수는 201.5, 표본 표준편차는 8입니다. H₀: μ = 200에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 200x̄ = 201.5s = 8n = 81
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 200 대 H₁: μ < 200의 단측 z 검정을 표본 크기 25, α = 0.05에서 실시한다. 표준 편차는 15로 알려져 있다. 실제 평균은 192.5이다. 제2종 오류의 확률 β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 200μ = 192.5σ = 15n = 25α = 0.05
β = %
19.선형 회귀와 상관보통
xy1243405487519681174xy51020406080

표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 6
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy123220320415511xy241520ŷ = 16

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 16을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?

n = 5ŷ = 16
x =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 3382 €

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 = 0.02/12 = 0.001667
N = m·n = 12·6 = 72

미래 가치

FV = 3 000·(1 + 0.001667)72 = 3 000·1.127 = €3 382.15

답

FV = €3 382.15
2.화폐의 시간 가치

답: A = 749.1 €

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 = 0.07200000000000001/12 = 0.006
N = 12·3 = 36

적립액

A = FV·i/((1 + i)N − 1) = 30 000·0.006/(1.24 − 1) = €749.06

답

A = €749.06
3.NPV와 IRR

답: NPV = 2243 €

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 + 0.1)1 = 6 000/1.1 = 5 454.55
CF2/(1 + 0.1)2 = 8 000/1.21 = 6 611.57
CF3/(1 + 0.1)3 = 9 000/1.331 = 6 761.83
CF4/(1 + 0.1)4 = 5 000/1.464 = 3 415.07

더하기

NPV = €2 243.02

답

NPV = €2 243.02

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 25.41 %

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%) = 120.00
NPV(30%) = −1 272.19

범위 좁히기

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

IRR ≈ 25 + 5·120.00/(120.00 − (−1 272.19)) = 25.43%
정확한 값: NPV(25.41%) = 0 → IRR = 25.41%

답

IRR = 25.41%
5.채권 가격과 수익률

답: c = 4.494 %

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.

액면가의 현재 가치

1000·(1 + 0.08)−5 = €680.58

이표

C = (860 − 680.58)/3.993 = €44.94

표면 이자율

c = 44.94/1000 = 4.494%

답

c = 4.494%
6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 7.07 %

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

€930 = €50·(1 − (1 + y)⁻⁴)/y + €1 000/(1 + y)⁴

수치적으로 풀기

P(7%) = €932.26, P(8%) = €900.64
YTM = 7.07%

답

YTM = 7.07%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.37 %

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 = €4 000 000, E/V = 0.5, D/V = 0.5

WACC

WACC = 0.5·12% + 0.5·6%·(1 − 0.21) = 8.37%

답

WACC = 8.37%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 4.252 %

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 = 1 000 000·€18.50 = €18 500 000
D = 20 000·€1 050 = €21 000 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 1.5% + 0.6·6.5% = 5.4%

가중치

V = €39 500 000, E/V = 0.4684, D/V = 0.5316

WACC

WACC = 0.4684·5.4% + 0.5316·4.5%·(1 − 0.28) = 4.252%

답

WACC = 4.252%
9.기술통계

답: s = 7.783

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 = 135/7 = 19.29

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 7.714² + (−4.286)² + 11.71² + (−7.286)² + (−9.286)² + (−1.286)² + 2.714² = 363.4

표준편차

s = √(363.4/6) = 7.783

답

s = 7.783
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 = (64 − 70)/5 = −1.2

답

z = −1.2
11.확률

답: σ = 0.8718

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 = 0·0.25 + 1·0.35 + 2·0.35 + 3·0.05 = 1.2

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.25 + 1·0.35 + 4·0.35 + 9·0.05 = 2.2

분산

Var(X) = 2.2 − 1.2² = 0.76
σ = √0.76 = 0.8718

답

σ = 0.8718
12.확률

답: E(G) = 0.3 €

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 = 0.3), 19 (p = 0.02), −1 (p = 0.68)

기댓값

E(G) = 2·0.3 + 19·0.02 − 1·0.68 = 0.3 €

답

E(G) = 0.3 €

양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: P = 0.8413

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 = 108 kg, σT = 0.8·√9 = 2.4 kg

표준화하기

z = (105.6 − 108)/2.4 = −1

확률

P = 1 − Φ(−1) = 0.8413

답

P = 0.8413
14.정규분포

답: P = 0.9207

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.

차의 분포

μ = 25.04 − 25 = 0.04 mm, σ = 0.02828 mm

표준화하기

z = (0 − 0.04)/0.02828 = −1.41

확률

P = 1 − Φ(−1.41) = 0.9207

답

P = 0.9207
15.신뢰구간

답: E = 8.155

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 = 12, t = 1.782

오차 한계

E = 1.782·16.5/√13 = 8.155

답

E = 8.155
16.신뢰구간

답: n = 272

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 = (2.576·32/5)² = 271.8

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 272

답

n = 272
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = 1.688

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/√81 = 8/9 = 0.8889

검정통계량

t = (201.5 − 200)/0.8889 = 1.688

답

t = 1.688
t0.025; df = 80 = 1.99

|t| < 1.99이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: β = 19.63 %

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 = 200 − 1.645·3 = 195.1

참 평균에서의 z

z = (195.1 − 192.5)/3 = 0.855

제2종 오류

검정력 = P(Z < 0.855) = 80.37%
β = 100% − 80.37% = 19.63%

답

β = 19.63%
19.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.9675

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 = 36/6 = 6
ȳ = 305/6 = 50.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 337
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1677

결정계수

r² = 337²/(70·1677) = 0.9675

답

r² = 0.9675

y의 변동 중 약 96.75%가 직선으로 설명됩니다.

20.선형 회귀와 상관

답: x = 3.621

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 = 89/5 = 17.8

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −29

회귀직선

b = −29/10 = −2.9
a = 17.8 − (−2.9)·3 = 26.5
ŷ = 26.5 − 2.9·x

x 구하기

x = (16 − 26.5)/(−2.9) = 3.621

답

x = 3.621

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