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
년012345€3 000FV = ?

명목 연이율 4.8%, 월 복리로 €3 000을 투자합니다. 5년 후 투자 가치 FV를 구하세요.

PV = €3 0004.8% / 12n = 5
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…276€100€100€100FV = ?

23년 동안 매달 말에 €100을 저축합니다. 계좌 이율은 연 5.4%, 월 복리입니다. 마지막에 얼마가 모일까요? FV를 구하세요.

A = €1005.4% / 12N = 276
FV = €
3.NPV와 IRR보통
년012345−40 00010 50011 00013 5008 00013 500

한 프로젝트는 오늘 €40 000이(가) 들고 1년 차부터 5년 차까지 매년 말 €10 500, €11 000, €13 500, €8 000, €13 500을(를) 돌려준다. 자본 비용은 8%이다. 현금흐름은 각 연도 동안 균등하게 들어온다고 가정한다. 할인 회수 기간 DPB을(를) 연 단위로 구하시오.

r = 8%CF0 = −40 000CF1 = 10 500CF2 = 11 000CF3 = 13 500CF4 = 8 000CF5 = 13 500
DPB = 년
4.NPV와 IRR어려움
r (%)NPVABr* = ?0

프로젝트 A는 €40 000이(가) 들고 1~3년 차 말에 €21 500, €16 000, €8 500을(를) 돌려준다. 프로젝트 B는 €42 000이(가) 들고 €10 500, €17 000, €22 000을(를) 돌려준다. 두 프로젝트의 NPV가 같아지는 교차 수익률 r*을(를) 퍼센트로 구하시오.

A: −40 000, 21 500, 16 000, 8 500B: −42 000, 10 500, 17 000, 22 000
r* = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…18€25€25€25 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 5%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 9년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 8%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 5%YTM = 8%n = 9
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123456€1 110€50€50 + €1 000

액면가 €1 000, 연 이자율 5%인 채권이 6년 후 만기이며 €1 110에 거래됩니다. 만기 수익률 YTM을(를) 퍼센트로 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 5%n = 6P = €1 110
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본Ere​ = 12%부채D = 1.5·Erd​ = 3%T = 20%

한 회사의 부채비율(시장가치 기준 D/E)은 1.5이다. 자기자본 비용은 12%, 세전 부채 비용은 3%, 세율은 20%이다. WACC를 구하시오.

D/E = 1.5re = 12%rd = 3%T = 20%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본4 000 000 × €55.00D0​ = €1.20g = 5%부채€176 000 000rd​ = 6%T = 28%

한 회사의 주식 4 000 000주가 €55.00에 거래되며, 자기자본의 장부가치는 €88 000 000이다. 방금 주당 €1.20의 배당을 지급했고 배당은 매년 5%씩 성장한다. 부채의 시장가치는 €176 000 000, 세전 비용은 6%이다. 세율은 28%이다. 자기자본 비용에 배당 성장 모형을 써서 WACC를 구하시오.

N = 4 000 000P0 = €55.00장부상 자기자본 = €88 000 000D0 = €1.20g = 5%D = €176 000 000rd = 6%T = 28%
WACC = %
9.기술통계보통
253035404550

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 53, 48, 49, 24, 34, 39.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 170, 표준편차 20인 정규분포를 따릅니다. 190점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 170σ = 20x = 190
z =
11.확률보통
xp(x)00.310.3520.35μ = 1.05

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
σ =
12.확률어려움
n = 5, p = 0.6: P(X ≤ 1) = ?k012345

부품 5개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.6로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?

n = 5p = 0.6
P =
13.정규분포보통
−3−2−10123z−z와 z 사이의 색칠한 넓이 = 0.8611

표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.8611이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.8611
z =
14.정규분포어려움
0.03 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.03 mm, 표준편차 0.015 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 = 25.03 mm, σ = 0.015 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
15.신뢰구간보통
n = 6, s = 20LU = ?x̄ = 31.5E90%

항목 6개의 표본 평균은 31.5, 표준편차는 s = 20입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 90% 신뢰구간의 상한을 구하세요.

n = 6x̄ = 31.5s = 2090%t(5) = 2.015
상한 =
16.신뢰구간어려움
σ = 34, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2.590%

모표준편차는 34입니다. 평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 2.5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 34E = 2.590%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.9901.99

학생 81명 표본의 평균 점수는 197.2, 표본 표준편차는 8입니다. H₀: μ = 200에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 200x̄ = 197.2s = 8n = 81
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 3α = 0.05βσ = 23, 검정력 95%, n = ?

α = 0.05의 단측 z 검정이 평균의 3단위 이동을 검정력 95%로 검출해야 한다. 표준 편차는 23이다. 최소 표본 크기 n을(를) 구하시오.

α = 0.05검정력 = 95%δ = 3σ = 23zα = 1.645zβ = 1.645
n =
19.선형 회귀와 상관보통
xy150249353464572672xy246506070

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 6
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy15271736194621542353xy1520304050x = 20

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (20, 49)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.

n = 5(20, 49)
e =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 3812 €

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 = 0.048/12 = 0.004
N = m·n = 12·5 = 60

미래 가치

FV = 3 000·(1 + 0.004)60 = 3 000·1.271 = €3 811.92

답

FV = €3 811.92
2.화폐의 시간 가치

답: FV = 54509 €

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 = 0.054000000000000006/12 = 0.0045
N = 12·23 = 276

적립금의 미래 가치

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 100·(3.453 − 1)/0.0045 = €54 508.84

답

FV = €54 508.84

직접 넣은 돈은 €27 600이고 나머지는 이자입니다.

3.NPV와 IRR

답: DPB = 4.463 년

회수 기간: 누적 현금흐름이 초기 투자액을 회수할 때까지의 시간입니다. 현금은 각 연도 동안 균등하게 들어온다고 가정하므로 마지막 부분은 1년의 일부가 됩니다. 단순 회수 기간은 화폐의 시간 가치를 무시하며, 할인 회수 기간은 대신 할인된 현금흐름을 씁니다.

할인 현금흐름과 누적 현금흐름

연도 1: 10 500/1.08 = 9 722.22 → Σ = 9 722.22
연도 2: 11 000/1.166 = 9 430.73 → Σ = 19 152.95
연도 3: 13 500/1.26 = 10 716.74 → Σ = 29 869.68
연도 4: 8 000/1.36 = 5 880.24 → Σ = 35 749.92
연도 5: 13 500/1.469 = 9 187.87 → Σ = 44 937.80

마지막 해의 분율

DPB = 4 + 4 250.08/9 187.87 = 4.463

답

DPB = 4.463 년

할인 회수 기간은 항상 단순 회수 기간(3.625년)보다 깁니다.

4.NPV와 IRR

답: r* = 5.373 %

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 = −42 000 − (−40 000) = −2 000
ΔCF1 = 10 500 − 21 500 = −11 000
ΔCF2 = 17 000 − 16 000 = 1 000
ΔCF3 = 22 000 − 8 500 = 13 500

차이의 IRR

NPVΔ(5%) = 92.65
NPVΔ(6%) = −152.50
r* = 5.373%

답

r* = 5.373%

검산: 5.373%에서 두 NPV는 모두 €2 078.77입니다.

5.채권 가격과 수익률

답: P = 810.1 €

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 = €25.00, i = 0.04, N = 18

이자의 현재 가치

€25.00·(1 − 0.4936)/0.04 = €316.48

액면가의 현재 가치

€1 000·0.4936 = €493.63

가격

P = €810.11

답

P = €810.11

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

6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 2.971 %

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

€1 110 = €50·(1 − (1 + y)⁻⁶)/y + €1 000/(1 + y)⁶

수치적으로 풀기

P(2%) = €1 168.04, P(3%) = €1 108.34
YTM = 2.971%

답

YTM = 2.971%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.24 %

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.

D/E에서 구한 가중치

E/V = 1/(1 + 1.5) = 0.4
D/V = 1.5/(1 + 1.5) = 0.6

WACC

WACC = 0.4·12% + 0.6·3%·(1 − 0.2) = 6.24%

답

WACC = 6.24%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 5.971 %

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.

자기자본 비용

D1 = 1.2·1.05 = €1.26
re = 1.26/55 + 0.05 = 7.291%

시장가치

E = 4 000 000·€55.00 = €220 000 000
V = €396 000 000, E/V = 0.5556, D/V = 0.4444

WACC

WACC = 0.5556·7.291% + 0.4444·6%·(1 − 0.28) = 5.971%

답

WACC = 5.971%
9.기술통계

답: s = 10.94

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 = 247/6 = 41.17

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 11.83² + 6.833² + 7.833² + (−17.17)² + (−7.167)² + (−2.167)² = 598.8

표준편차

s = √(598.8/5) = 10.94

답

s = 10.94
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 = (190 − 170)/20 = 1

답

z = 1
11.확률

답: σ = 0.8047

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 + 1·0.35 + 2·0.35 = 1.05

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.35 + 4·0.35 = 1.75

분산

Var(X) = 1.75 − 1.05² = 0.6475
σ = √0.6475 = 0.8047

답

σ = 0.8047
12.확률

답: P = 0.08704

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.

고장 0개와 1개

P(X = 0) = 0.45 = 0.01024
P(X = 1) = 5·0.6·0.44 = 0.0768

더하기

P = 0.01024 + 0.0768 = 0.08704

답

P = 0.08704
13.정규분포

답: z = 1.48

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 + 0.8611)/2 = 0.9306

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.9306을 찾아 z를 읽으세요.

z = 1.48

답

z = 1.48
14.정규분포

답: P = 0.8849

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 = 25.03 − 25 = 0.03 mm, σ = 0.025 mm

표준화하기

z = (0 − 0.03)/0.025 = −1.2

확률

P = 1 − Φ(−1.2) = 0.8849

답

P = 0.8849
15.신뢰구간

답: 상한 = 47.95

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 = 5, t = 2.015

오차 한계

E = 2.015·20/√6 = 16.45

구간

31.5 ± 16.45 → [15.05, 47.95]

답

상한 = 47.95
16.신뢰구간

답: n = 501

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 = (1.645·34/2.5)² = 500.5

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 501

답

n = 501
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −3.15

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 = (197.2 − 200)/0.8889 = −3.15

답

t = −3.15
t0.025; df = 80 = 1.99

|t| > 1.99이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 637

검정의 표본 크기: 수준 α의 단측 z 검정에서 참 이동 δ를 검정력 1 − β로 검출하려면 표준 오차가 δ = (z_α + z_β)·σ/√n을 만족해야 하므로 n = ((z_α + z_β)·σ/δ)²이고, 올림합니다.

n에 대해 풀기

n = ((1.645 + 1.645)·23/3)² = 636.2

올림하기

n = 637

답

n = 637
19.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.8985

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 = 360/6 = 60

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 95
Syy = Σ(y − ȳ)² = 574

결정계수

r² = 95²/(17.5·574) = 0.8985

답

r² = 0.8985

y의 변동 중 약 89.85%가 직선으로 설명됩니다.

20.선형 회귀와 상관

답: e = 2.3

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 = 95/5 = 19
ȳ = 216/5 = 43.2

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 140

회귀직선

b = 140/40 = 3.5
a = 43.2 − 3.5·19 = −23.3
ŷ = −23.3 + 3.5·x

예측값

ŷ = −23.3 + 3.5·20 = 46.7

잔차

e = 49 − 46.7 = 2.3

답

e = 2.3

점이 직선 위쪽에 있습니다.

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