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…8PV = ?€40 000

8년 후 €40 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 5%, 분기 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €40 0005% / 4n = 8
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…48€15 000A?AAA

€15 000의 대출을 4년 동안 매달 같은 금액으로 상환합니다. 이율은 연 7.2%, 월 복리입니다. 월 상환액 A를 구하세요.

P = €15 0007.2% / 12N = 48
A = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−20 00010 0005 0008 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €10 000, €5 000, €8 000. 자본 비용은 7.000000000000001%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 7.000000000000001%CF0 = −20 000CF1 = 10 000CF2 = 5 000CF3 = 8 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
r (%)NPVABr* = ?0

프로젝트 A는 €10 000이(가) 들고 1~3년 차 말에 €6 000, €4 000, €2 000을(를) 돌려준다. 프로젝트 B는 €15 000이(가) 들고 €4 500, €6 000, €8 000을(를) 돌려준다. 두 프로젝트의 NPV가 같아지는 교차 수익률 r*을(를) 퍼센트로 구하시오.

A: −10 000, 6 000, 4 000, 2 000B: −15 000, 4 500, 6 000, 8 000
r* = %
5.채권 가격과 수익률보통

만기까지 12년 남은 채권(액면가 €1 000, 연 이표 4%)을 만기 수익률이 3%일 때 산다. 1년 후 첫 이표를 받은 직후 만기 수익률이 2%일 때 판다. 보유 기간 수익률 HPR을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 4%n = 12y0 = 3%y1 = 2%
HPR = %
6.채권 가격과 수익률어려움
년01234P€50€50€50 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 5%의 이표를 지급하며 4년 후 만기이다. 만기 수익률은 3%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 5%n = 4YTM = 3%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = 6.57%자기자본€3 000 000re​ = ?부채€4 000 000rd​ = 6%T = 21%

한 회사의 자기자본은 €3 000 000, 부채는 €4 000 000이다. WACC는 6.57%, 세전 부채 비용은 6%, 세율은 21%이다. 자기자본 비용 re을(를) 구하시오.

E = €3 000 000D = €4 000 000WACC = 6.57%rd = 6%T = 21%
re = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본2 000 000 × €48.50β = 0.8rf​ = 2%, rm​ = 9%부채20 000 × €960rd​ = 7%T = 30%

어떤 회사가 주당 €48.50인 주식 2 000 000주와 개당 €960에 거래되는 채권 20 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 7%, 세율은 30%입니다. 주식의 베타는 0.8, 무위험 이자율은 2%, 시장 수익률은 9%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.8rf = 2%rm = 9%rd = 7%T = 30%
WACC = %
9.기술통계보통
2025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 27, 43, 17, 56, 30.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 100, 표준편차 15인 정규분포를 따릅니다. 115점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 100σ = 15x = 115
z =
11.확률보통
xp(x)00.310.320.130.3μ = 1.4

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.3, 0.1, 0.3
σ =
12.확률어려움
n = 5, p = 0.4: P(X = 4) = ?k012345

어떤 시험에 객관식 문제가 5개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.4로 맞힙니다. 정확히 4개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?

n = 5p = 0.4k = 4
P =
13.정규분포보통
5585P = ?

시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 55에서 85 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.

μ = 65σ = 10x1 = 55x2 = 85
P =
14.정규분포어려움
μ = 250x = ?5%

봉지 무게은(는) 평균 250 g, 표준편차 5 g인 정규분포를 따릅니다. 전체의 5%가 그 아래에 있는 값 x(5 백분위수)을(를) 구하세요.

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

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 50대, 평균 63 h, 알려진 표준 편차 11 h. 모델 2: 휴대전화 80대, 평균 53 h, 알려진 표준 편차 20 h. μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 50x̄₁ = 63 hσ₁ = 11 hn₂ = 80x̄₂ = 53 hσ₂ = 20 h90%
하한 = h
16.신뢰구간어려움
n = 30σ = ?Us = 3.595%

기계 가공한 축 30개의 지름의 표본 표준 편차는 3.5 µm이다. 지름이 정규 분포를 따른다고 가정하고, 모집단 표준 편차에 대한 95% 신뢰구간의 하한 σ을(를) 구하시오. df = 29에서 χ² 분포의 2.5%는 16.047 아래에, 2.5%는 45.722 위에 있다.

n = 30s = 3.5 µmχ² = 16.047, 45.722
σ = µm
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.98401.984

학생 100명 표본의 평균 점수는 95.35, 표본 표준편차는 15입니다. H₀: μ = 100에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 100x̄ = 95.35s = 15n = 100
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
σ = 20, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 395%

평균에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계가 3 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 20입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.

σ = 20E = 395%
n =
19.선형 회귀와 상관보통
xy123218319417515xy241520

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 그 합들이 주어져 있습니다. 이 합들로 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 5Σx = 15Σy = 92Σx² = 55Σy² = 1728Σxy = 259
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy152259365471578694xy2466080x = 4.5

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 4.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 6x = 4.5
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 26879 €

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 = 0.05/4 = 0.0125
N = 4·8 = 32

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 40 000/1.488 = €26 879.36

답

PV = €26 879.36
2.화폐의 시간 가치

답: A = 360.6 €

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 = 0.07200000000000001/12 = 0.006
N = 12·4 = 48

상환액

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

(1 + i)−N = 0.7504
A = 15 000·0.006/(1 − 0.7504) = €360.59

답

A = €360.59
3.NPV와 IRR

답: NPV = 243.4 €

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 + 0.07)1 = 10 000/1.07 = 9 345.79
CF2/(1 + 0.07)2 = 5 000/1.145 = 4 367.19
CF3/(1 + 0.07)3 = 8 000/1.225 = 6 530.38

더하기

NPV = €243.37

답

NPV = €243.37

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: r* = 8.594 %

교차 수익률: 두 프로젝트의 NPV가 같아지는 할인율입니다. 이는 두 현금흐름의 차이(B − A)의 IRR입니다. 그보다 낮으면 현금흐름이 늦고 큰 프로젝트의 NPV가 더 크고, 그보다 높으면 다른 프로젝트가 낫습니다.

현금흐름의 차이

ΔCF0 = −15 000 − (−10 000) = −5 000
ΔCF1 = 4 500 − 6 000 = −1 500
ΔCF2 = 6 000 − 4 000 = 2 000
ΔCF3 = 8 000 − 2 000 = 6 000

차이의 IRR

NPVΔ(8%) = 88.78
NPVΔ(9%) = −59.69
r* = 8.594%

답

r* = 8.594%

검산: 8.594%에서 두 NPV는 모두 €478.93입니다.

5.채권 가격과 수익률

답: HPR = 12.39 %

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 = €40.00, i = 0.03, N = 12
€40.00·(1 − 0.7014)/0.03 + €1 000·0.7014 = €398.16 + €701.38 = €1 099.54

매도 가격

C = €40.00, i = 0.02, N = 11
€40.00·(1 − 0.8043)/0.02 + €1 000·0.8043 = €391.47 + €804.26 = €1 195.74

보유 기간 수익률

HPR = (40 + 1 195.74 − 1 099.54)/1 099.54 = 12.39%

답

HPR = 12.39%
6.채권 가격과 수익률

답: D = 3.734 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: 50/1.03 = 48.54, t·PV = 48.54
t = 2: 50/1.061 = 47.13, t·PV = 94.26
t = 3: 50/1.093 = 45.76, t·PV = 137.27
t = 4: 1050/1.126 = 932.91, t·PV = 3 731.65

듀레이션

P = 1 074.34
D = 4 011.72/1 074.34 = 3.734

답

D = 3.734 년
7.CAPM과 WACC

답: re = 9.01 %

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 = €7 000 000, E/V = 0.4286, D/V = 0.5714

WACC의 부채 부분

0.5714·6%·(1 − 0.21) = 2.709%

자기자본 비용

re = (6.57% − 2.709%)/0.4286 = 9.01%

답

re = 9.01%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 7.154 %

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·€48.50 = €97 000 000
D = 20 000·€960 = €19 200 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 2% + 0.8·7% = 7.6%

가중치

V = €116 200 000, E/V = 0.8348, D/V = 0.1652

WACC

WACC = 0.8348·7.6% + 0.1652·7%·(1 − 0.3) = 7.154%

답

WACC = 7.154%
9.기술통계

답: s = 15.14

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 = 173/5 = 34.6

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−7.6)² + 8.4² + (−17.6)² + 21.4² + (−4.6)² = 917.2

표준편차

s = √(917.2/4) = 15.14

답

s = 15.14
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 = (115 − 100)/15 = 1

답

z = 1
11.확률

답: σ = 1.2

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 + 1·0.3 + 2·0.1 + 3·0.3 = 1.4

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.3 + 4·0.1 + 9·0.3 = 3.4

분산

Var(X) = 3.4 − 1.4² = 1.44
σ = √1.44 = 1.2

답

σ = 1.2
12.확률

답: P = 0.0768

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.

이항분포 공식

P(X = 4) = 5·0.44·0.61 = 5·0.0256·0.6 = 0.0768

답

P = 0.0768
13.정규분포

답: P = 0.8186

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 = (55 − 65)/10 = −1
z₂ = (85 − 65)/10 = 2

사이의 넓이

P = Φ(2) − Φ(−1) = 0.9772 − 0.1587 = 0.8186

답

P = 0.8186
14.정규분포

답: x = 241.8 g

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) = 0.05 → z = −1.645

다시 x로

x = 250 + −1.645·5 = 241.78 g

답

x = 241.78 g
15.신뢰구간

답: 하한 = 5.519 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 = 63 − 53 = 10

표준오차

SE = √(11²/50 + 20²/80) = 2.724

오차 한계

E = 1.645·2.724 = 4.481

구간

10 ± 4.481 → [5.519, 14.48]

답

하한 = 5.519 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: σ = 2.787 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 = 29·3.5² = 355.3

σ²의 한계

355.3/45.722 = 7.77
355.3/16.047 = 22.14

σ의 한계

σ = √7.77 = 2.787 µm

답

σ = 2.787 µm

σ의 95% 구간: [2.787, 4.705] µm.

17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −3.1

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 = 15/√100 = 15/10 = 1.5

검정통계량

t = (95.35 − 100)/1.5 = −3.1

답

t = −3.1
t0.025; df = 99 = 1.984

|t| > 1.984이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 171

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.

n에 대해 풀기

n = (1.96·20/3)² = 170.7

올림하기

n = 171

답

n = 171
19.선형 회귀와 상관

답: r = −0.9061

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.

중심화한 합

Sxy = 259 − 15·92/5 = −17
Sxx = 55 − 15²/5 = 10
Syy = 1728 − 92²/5 = 35.2

상관계수

r = −17/√(10·35.2) = −0.9061

답

r = −0.9061
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 77.63

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 = 419/6 = 69.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 136.5

회귀직선

b = 136.5/17.5 = 7.8
a = 69.83 − 7.8·3.5 = 42.53
ŷ = 42.53 + 7.8·x

예측

ŷ = 42.53 + 7.8·4.5 = 77.63

답

ŷ = 77.63

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