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…18€1 000FV = ?

€1 000을(를) 연 3%의 연속 복리로 투자한다. 18년 후의 가치 FV을(를) 구하시오.

PV = €1 000r = 3%t = 18
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월01…240…300€150 000AB = ?A2.4% / 12

€150 000의 주택 담보 대출을 연 2.4%, 월 복리로 25년 동안 매월 같은 금액으로 상환한다. 20년 차 말의 상환 직후 남은 금액은 얼마인가? 대출 잔액 B을(를) 구하시오.

P = €150 0002.4% / 12N = 300k = 240
B = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−30 00013 0007 0006 000

€30 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €13 000, €7 000, €6 000. 자본 비용은 6%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 6%CF0 = −30 000CF1 = 13 000CF2 = 7 000CF3 = 6 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123…9−20 0004 0004 0004 0004 000

€20 000의 투자가 9년 동안 매년 말 €4 000을(를) 돌려준다. 내부 수익률 IRR을(를) 퍼센트로 구하시오.

C0 = €20 000CF = €4 000n = 9
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…14€20€20€20 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 4%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 7년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 6%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 4%YTM = 6%n = 7
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년012345P€30€30€30 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 3%의 이표를 지급하며 5년 후 만기이다. 만기 수익률은 3.5%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 3%n = 5YTM = 3.5%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?보통주€5 000 000re​ = 12%우선주€1 000 000rp​ = 6.5%부채€5 000 000rd​ = 6%T = 28%

한 회사는 €5 000 000 상당의 보통주, €1 000 000 상당의 우선주, €5 000 000 상당의 부채로 자금을 조달한다. 자기자본 비용은 12%, 우선주 비용은 6.5%, 세전 부채 비용은 6%이다. 세율은 28%이다. WACC를 구하시오.

E = €5 000 000Ps = €1 000 000D = €5 000 000re = 12%rp = 6.5%rd = 6%T = 28%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
rf​ = 1%, rm​ − rf​ = 5.5%부채 없음자기자본βU​ = 1.2D/E = 0.5자기자본re​ = ?부채T = 28%

한 회사 사업의 무부채(자산) 베타는 1.2이다. 회사는 부채비율 D/E를 0.5(으)로 계획한다. 세율은 28%, 무위험 이자율은 1%, 시장 위험 프리미엄은 5.5%이다. 새 자본 구조에서의 자기자본 비용 re을(를) 구하시오.

βU = 1.2D/E = 0.5T = 28%rf = 1%rm − rf = 5.5%
re = %
9.기술통계보통
303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 28, 58, 35, 43, 49.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 60, 표준편차 8인 정규분포를 따릅니다. 50.4보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 60σ = 8x = 50.4
P =
11.확률보통
xp(x)10.3520.2530.340.1μ = 2.15

표의 분포에 대해 X의 분산 Var(X)을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.35, 0.25, 0.3, 0.1
Var(X) =
12.확률어려움
xp(x)10.2520.230.1540.1550.25μ

X의 분포가 표와 같고 Y = 5X + 5입니다. Y의 표준편차 σY을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.25, 0.2, 0.15, 0.15, 0.25Y = 5X + 5
σY =
13.정규분포보통
174.85185P = ?

성인 남성의 키은(는) 평균 178 cm, 표준편차 7 cm인 정규분포를 따릅니다. 174.85에서 185 cm 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.

μ = 178σ = 7x1 = 174.85x2 = 185
P =
14.정규분포어려움
35455565758595점위 25%

시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 25%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 65 점σ = 10 점25%
x = 점
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E95%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 40대, 평균 98.5 h, 알려진 표준 편차 6 h. 모델 2: 휴대전화 100대, 평균 105 h, 알려진 표준 편차 11 h. μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 40x̄₁ = 98.5 hσ₁ = 6 hn₂ = 100x̄₂ = 105 hσ₂ = 11 h95%
하한 = h
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(24) = 1.7110LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 21개 구획, 평균 수확량 25.5 kg, 표준 편차 5.5 kg. 구획 집단 2: 5개 구획, 평균 19.5 kg, 표준 편차 9.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 21x̄₁ = 25.5s₁ = 5.5n₂ = 5x̄₂ = 19.5s₂ = 9.590%t(24) = 1.711
상한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.9901.99

학생 81명 표본의 평균 점수는 68.11, 표본 표준편차는 20입니다. H₀: μ = 75에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 75x̄ = 68.11s = 20n = 81
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
σ = 20, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 399%

평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 3 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 20입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.

σ = 20E = 399%
n =
19.선형 회귀와 상관보통
xy235335441538646747xy246354045

표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 그 합들이 주어져 있습니다. 이 합들로 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6Σx = 27Σy = 242Σx² = 139Σy² = 9900Σxy = 1134
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy1758207023712691299632116xy2025306080100120ŷ = 95

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 95을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?

n = 6ŷ = 95
x =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 1716 €

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.

지수

r·t = 0.03·18 = 0.54
e0.54 = 1.716

미래 가치

FV = 1 000·1.716 = €1 716.01

답

FV = €1 716.01
2.화폐의 시간 가치

답: B = 37586 €

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 상환액

i = 0.002, N = 300
A = 150 000·0.002/(1 − (1 + 0.002)−300) = €665.40

남은 상환액의 현재 가치

아직 남은 부채는 남은 상환액으로 정확히 갚아야 합니다.

N − k = 300 − 240 = 60
B = 665.4·(1 − (1 + 0.002)−60)/0.002 = €37 585.97

답

B = €37 585.97
3.NPV와 IRR

답: NPV = −6468 €

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 = −30 000
CF1/(1 + 0.06)1 = 13 000/1.06 = 12 264.15
CF2/(1 + 0.06)2 = 7 000/1.124 = 6 229.98
CF3/(1 + 0.06)3 = 6 000/1.191 = 5 037.72

더하기

NPV = €−6 468.16

답

NPV = €−6 468.16

NPV가 음수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 적게 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 13.7 %

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.

필요한 연금 계수

(1 − (1 + i)−9)/i = 20 000/4 000 = 5

이자율 구하기

연금 계수는 이자율이 오르면 줄어듭니다. 이자율의 범위를 잡고 좁혀 가세요.

i = 13%: 5.132
i = 14%: 4.946
IRR = 13.7%

답

IRR = 13.7%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 887 €

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 = 0.03, N = 14

이자의 현재 가치

€20.00·(1 − 0.6611)/0.03 = €225.92

액면가의 현재 가치

€1 000·0.6611 = €661.12

가격

P = €887.04

답

P = €887.04

수익률이 표면이자율보다 높으므로 채권은 할인 발행(액면가 미만)됩니다.

6.채권 가격과 수익률

답: D = 4.713 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: 30/1.035 = 28.99, t·PV = 28.99
t = 2: 30/1.071 = 28.01, t·PV = 56.01
t = 3: 30/1.109 = 27.06, t·PV = 81.17
t = 4: 30/1.148 = 26.14, t·PV = 104.57
t = 5: 1030/1.188 = 867.23, t·PV = 4 336.16

듀레이션

P = 977.42
D = 4 606.91/977.42 = 4.713

답

D = 4.713 년
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.009 %

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 = 5 000 000 + 1 000 000 + 5 000 000 = €11 000 000
E/V = 0.4545, Ps/V = 0.09091, D/V = 0.4545

WACC

WACC = 0.4545·12% + 0.09091·6.5% + 0.4545·6%·(1 − 0.28) = 8.009%

답

WACC = 8.009%
8.CAPM과 WACC

답: re = 9.976 %

레버리지 베타(하마다): 부채는 자기자본의 위험을 키웁니다. βL = βU·(1 + (1 − T)·D/E)이며, βU는 부채가 없는 사업의 베타입니다. 베타를 다른 자본 구조로 옮기려면 먼저 언레버한 다음 새 D/E로 다시 레버하세요.

레버리지 베타

βL = 1.2·(1 + 0.72·0.5) = 1.632

자기자본 비용 (CAPM)

re = 1% + 1.632·5.5% = 9.976%

답

re = 9.976%
9.기술통계

답: s = 11.72

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 = 213/5 = 42.6

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−14.6)² + 15.4² + (−7.6)² + 0.4² + 6.4² = 549.2

표준편차

s = √(549.2/4) = 11.72

답

s = 11.72
10.기술통계

답: P = 0.8849

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 = −1.2

표준정규분포표

Φ(−1.2) = 0.1151
P = 1 − 0.1151 = 0.8849

답

P = 0.8849
11.확률

답: Var(X) = 1.028

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 = 1·0.35 + 2·0.25 + 3·0.3 + 4·0.1 = 2.15

제곱의 평균

E(X²) = 1·0.35 + 4·0.25 + 9·0.3 + 16·0.1 = 5.65

분산

Var(X) = 5.65 − 2.15² = 1.028

답

Var(X) = 1.028
12.확률

답: σY = 7.661

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 = 2.95, Var(X) = 2.348, σX = 1.532

일차 변환

σY = |5|·1.532 = 7.661

답

σY = 7.661

평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 5·2.95 + 5 = 19.75.

13.정규분포

답: P = 0.515

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 = (174.85 − 178)/7 = −0.45
z₂ = (185 − 178)/7 = 1

사이의 넓이

P = Φ(1) − Φ(−0.45) = 0.8413 − 0.3264 = 0.515

답

P = 0.515
14.정규분포

답: x = 71.7 점

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) = 0.75

표에서 구한 z

z ≈ 0.67

원래 단위로 되돌리기

x = 65 + 0.67·10 = 71.7 점

답

x = 71.7 점
15.신뢰구간

답: 하한 = −9.347 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 = 98.5 − 105 = −6.5

표준오차

SE = √(6²/40 + 11²/100) = 1.453

오차 한계

E = 1.96·1.453 = 2.847

구간

−6.5 ± 2.847 → [−9.347, −3.653]

답

하한 = −9.347 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: 상한 = 11.4 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 = (20·5.5² + 4·9.5²)/24 = 40.25
sp = 6.344

오차 한계

E = 1.711·6.344·√(1/21 + 1/5) = 5.402

구간

6 ± 5.402 → [0.5984, 11.4]

답

상한 = 11.4 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −3.101

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/√81 = 20/9 = 2.222

검정통계량

t = (68.11 − 75)/2.222 = −3.101

답

t = −3.101
t0.025; df = 80 = 1.99

|t| > 1.99이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 295

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 = (2.576·20/3)² = 294.9

올림하기

n = 295

답

n = 295
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9113

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 = 1134 − 27·242/6 = 45
Sxx = 139 − 27²/6 = 17.5
Syy = 9900 − 242²/6 = 139.3

상관계수

r = 45/√(17.5·139.3) = 0.9113

답

r = 0.9113
20.선형 회귀와 상관

답: x = 27.57

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 = 147/6 = 24.5
ȳ = 502/6 = 83.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 582

회귀직선

b = 582/157.5 = 3.695
a = 83.67 − 3.695·24.5 = −6.867
ŷ = −6.867 + 3.695·x

x 구하기

x = (95 − (−6.867))/3.695 = 27.57

답

x = 27.57

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