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.
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
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
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
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.
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.
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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