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
기간0123411 + EAR = ?24% / 4

신용카드의 명목 이자율은 연 24%, 분기 복리이다. 실효 연이율 EAR을(를) 퍼센트로 구하시오.

r = 24%m = 4
EAR = %
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…60€25 000A?AAA

€25 000의 대출을 5년 동안 매달 같은 금액으로 상환합니다. 이율은 연 4.8%, 월 복리입니다. 월 상환액 A를 구하세요.

P = €25 0004.8% / 12N = 60
A = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−75 00018 00033 00031 000

€75 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €18 000, €33 000, €31 000. 자본 비용은 7.000000000000001%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 7.000000000000001%CF0 = −75 000CF1 = 18 000CF2 = 33 000CF3 = 31 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년01234−10 0004 5005 5004 5005 000

한 프로젝트는 €10 000이(가) 들고 1년 차부터 4년 차까지 매년 말 €4 500, €5 500, €4 500, €5 000을(를) 돌려준다. 현금흐름은 자본 비용 6%로 재투자할 수 있다. 수정 내부 수익률 MIRR을(를) 퍼센트로 구하시오.

r = 6%CF0 = −10 000CF1 = 4 500CF2 = 5 500CF3 = 4 500CF4 = 5 000
MIRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년0123…15€1 288C = ?C = ?C = ? + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 15년 후 만기이며 연 이표를 지급한다. 만기 수익률이 3.5%일 때 €1 288에 팔린다. 이표율 c을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000n = 15P = €1 288YTM = 3.5%
c = %
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123P€40€40€40 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 4%의 이표를 지급하며 3년 후 만기이다. 만기 수익률은 2.5%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 4%n = 3YTM = 2.5%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = 8.78%자기자본€3 000 000re​ = ?부채€3 000 000rd​ = 4.5%T = 21%

한 회사의 자기자본은 €3 000 000, 부채는 €3 000 000이다. WACC는 8.78%, 세전 부채 비용은 4.5%, 세율은 21%이다. 자기자본 비용 re을(를) 구하시오.

E = €3 000 000D = €3 000 000WACC = 8.78%rd = 4.5%T = 21%
re = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본2 500 000 × €48.50β = 0.8rf​ = 3%, rm​ = 9%부채10 000 × €960rd​ = 6%T = 25%

어떤 회사가 주당 €48.50인 주식 2 500 000주와 개당 €960에 거래되는 채권 10 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 6%, 세율은 25%입니다. 주식의 베타는 0.8, 무위험 이자율은 3%, 시장 수익률은 9%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.8rf = 3%rm = 9%rd = 6%T = 25%
WACC = %
9.기술통계보통
1520253035

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 12, 24, 38, 14, 34.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 170, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 158점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 170σ = 12x = 158
z =
11.확률보통
n = 7k = 4N = ?

7명 중에서 4명으로 된 위원회를 뽑는 방법 N은 몇 가지일까요? 순서는 상관없습니다.

n = 7k = 4
N =
12.확률어려움
€p(x)−20.7560.2380.05

게임 한 판을 하는 데 €2이 듭니다. 확률 0.2로 €8을, 확률 0.05로 €40을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €2€8: p = 0.2€40: p = 0.05
E(G) = €
13.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.9177

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.9177이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.9177
z =
14.정규분포어려움
235240245250255260265g아래 5%

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

μ = 250 gσ = 5 g5%
x = g
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 30대, 평균 60.5 h, 알려진 표준 편차 4 h. 모델 2: 휴대전화 40대, 평균 47.5 h, 알려진 표준 편차 5 h. μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 30x̄₁ = 60.5 hσ₁ = 4 hn₂ = 40x̄₂ = 47.5 hσ₂ = 5 h90%
하한 = h
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(19) = 2.8610LU = ?x̄₁ − x̄₂E99%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 12개 구획, 평균 수확량 98 kg, 표준 편차 4.5 kg. 구획 집단 2: 9개 구획, 평균 101.5 kg, 표준 편차 8.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 12x̄₁ = 98s₁ = 4.5n₂ = 9x̄₂ = 101.5s₂ = 8.599%t(19) = 2.861
상한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.99801.998

학생 64명 표본의 평균 점수는 51.5, 표본 표준편차는 5입니다. H₀: μ = 50에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 50x̄ = 51.5s = 5n = 64
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
−1.961.96z = ?

한 임상 시험에서 치료 A를 받은 환자 200명 중 70명, 치료 B를 받은 환자 150명 중 71명이 회복한다. 합동 비율을 써서 H₀: p₁ = p₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

x₁ = 70n₁ = 200x₂ = 71n₂ = 150
z =
19.선형 회귀와 상관보통
xy129222321421517614xy24615202530

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 6
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy274136218301037xy51010203040x = 7

표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 7일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 5x = 7
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: EAR = 26.25 %

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.

기간당 이자율

r/m = 0.24/4 = 0.06

1년간 복리 계산

EAR = (1 + 0.06)4 − 1 = 1.262 − 1 = 26.25%

답

EAR = 26.25%

이자가 1년에 두 번 이상 복리로 붙으면 EAR은 항상 명목 이자율보다 높습니다.

2.화폐의 시간 가치

답: A = 469.5 €

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 = 0.048/12 = 0.004
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 = 0.787
A = 25 000·0.004/(1 − 0.787) = €469.49

답

A = €469.49
3.NPV와 IRR

답: NPV = −4049 €

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 = −75 000
CF1/(1 + 0.07)1 = 18 000/1.07 = 16 822.43
CF2/(1 + 0.07)2 = 33 000/1.145 = 28 823.48
CF3/(1 + 0.07)3 = 31 000/1.225 = 25 305.23

더하기

NPV = €−4 048.86

답

NPV = €−4 048.86

NPV가 음수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 적게 법니다.

4.NPV와 IRR

답: MIRR = 20.82 %

수정 IRR: 모든 유입액을 재투자 수익률(보통 자본 비용)로 프로젝트 종료 시점까지 복리 계산해 최종 가치 TV를 구합니다. MIRR은 초기 투자액을 TV로 만드는 수익률입니다: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.

유입액의 최종 가치

4 500·1.063 = 5 359.57
5 500·1.062 = 6 179.80
4 500·1.061 = 4 770.00
5 000·1.060 = 5 000.00
TV = 21 309.37

MIRR

MIRR = (21 309.37/10 000)1/4 − 1 = 20.82%

답

MIRR = 20.82%
5.채권 가격과 수익률

답: c = 6.001 %

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 + 0.035)−15 = €596.89

이표

C = (1288 − 596.89)/11.52 = €60.01

표면 이자율

c = 60.01/1000 = 6.001%

답

c = 6.001%
6.채권 가격과 수익률

답: D = 2.889 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: 40/1.025 = 39.02, t·PV = 39.02
t = 2: 40/1.051 = 38.07, t·PV = 76.15
t = 3: 1040/1.077 = 965.74, t·PV = 2 897.23

듀레이션

P = 1 042.84
D = 3 012.40/1 042.84 = 2.889

답

D = 2.889 년
7.CAPM과 WACC

답: re = 14 %

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 = €6 000 000, E/V = 0.5, D/V = 0.5

WACC의 부채 부분

0.5·4.5%·(1 − 0.21) = 1.778%

자기자본 비용

re = (8.78% − 1.778%)/0.5 = 14%

답

re = 14%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 7.558 %

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 = 2 500 000·€48.50 = €121 250 000
D = 10 000·€960 = €9 600 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 3% + 0.8·6% = 7.8%

가중치

V = €130 850 000, E/V = 0.9266, D/V = 0.07337

WACC

WACC = 0.9266·7.8% + 0.07337·6%·(1 − 0.25) = 7.558%

답

WACC = 7.558%
9.기술통계

답: s = 11.61

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 = 122/5 = 24.4

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−12.4)² + (−0.4)² + 13.6² + (−10.4)² + 9.6² = 539.2

표준편차

s = √(539.2/4) = 11.61

답

s = 11.61
10.기술통계

답: z = −1

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 = (158 − 170)/12 = −1

답

z = −1
11.확률

답: N = 35

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.

조합

C(7, 4) = (7·6·5·4)/(4·3·2·1) = 35

답

N = 35
12.확률

답: E(G) = 1.6 €

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: 6 (p = 0.2), 38 (p = 0.05), −2 (p = 0.75)

기댓값

E(G) = 6·0.2 + 38·0.05 − 2·0.75 = 1.6 €

답

E(G) = 1.6 €

양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: z = −1.39

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 − 0.9177 = 0.0823

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.0823을 찾아 z를 읽으세요.

z = −1.39

답

z = −1.39
14.정규분포

답: x = 241.8 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) = 0.05

표에서 구한 z

z ≈ −1.64

원래 단위로 되돌리기

x = 250 − 1.64·5 = 241.8 g

답

x = 241.8 g
15.신뢰구간

답: 하한 = 11.23 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 = 60.5 − 47.5 = 13

표준오차

SE = √(4²/30 + 5²/40) = 1.076

오차 한계

E = 1.645·1.076 = 1.77

구간

13 ± 1.77 → [11.23, 14.77]

답

하한 = 11.23 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: 상한 = 4.69 kg

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.

합동 표준 편차

sp² = (11·4.5² + 8·8.5²)/19 = 42.14
sp = 6.492

오차 한계

E = 2.861·6.492·√(1/12 + 1/9) = 8.19

구간

−3.5 ± 8.19 → [−11.69, 4.69]

답

상한 = 4.69 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = 2.4

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 = 5/√64 = 5/8 = 0.625

검정통계량

t = (51.5 − 50)/0.625 = 2.4

답

t = 2.4
t0.025; df = 63 = 1.998

|t| > 1.998이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −2.328

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 = 70/200 = 0.35
p̂₂ = 71/150 = 0.4733
p̂ = 141/350 = 0.4029

H₀에서의 표준 오차

SE = √(0.4029·0.5971·(1/200 + 1/150)) = 0.05298

검정통계량

z = (0.35 − 0.4733)/0.05298 = −2.328

답

z = −2.328

|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

19.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.8947

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 = 21/6 = 3.5
ȳ = 124/6 = 20.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −45
Syy = Σ(y − ȳ)² = 129.3

결정계수

r² = −45²/(17.5·129.3) = 0.8947

답

r² = 0.8947

y의 변동 중 약 89.47%가 직선으로 설명됩니다.

20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 25.45

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) = 154

회귀직선

b = 154/40 = 3.85
a = 21.6 − 3.85·6 = −1.5
ŷ = −1.5 + 3.85·x

예측

ŷ = −1.5 + 3.85·7 = 25.45

답

ŷ = 25.45

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