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
년01234€3 000FV = ?

명목 연이율 5%, 분기 복리로 €3 000을 투자합니다. 4년 후 투자 가치 FV를 구하세요.

PV = €3 0005% / 4n = 4
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…N = ?€25 000€500€500€500€5007.2% / 12

€25 000을(를) 연 7.2%, 월 복리로 빌리고 매월 말 €500을(를) 상환한다. 대출을 다 갚는 데 몇 개월이 걸리는가(마지막 상환액은 더 적을 수 있음)? 상환 횟수 N을(를) 구하시오.

P = €25 000A = €5007.2% / 12
N = 회 상환
3.NPV와 IRR보통
년0123−20 0005 0008 0009 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €5 000, €8 000, €9 000. 자본 비용은 6%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 6%CF0 = −20 000CF1 = 5 000CF2 = 8 000CF3 = 9 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년01234−40 00013 00013 00013 00013 000

€40 000의 투자가 4년 동안 매년 말 €13 000을(를) 돌려준다. 내부 수익률 IRR을(를) 퍼센트로 구하시오.

C0 = €40 000CF = €13 000n = 4
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년0123…12€785C = ?C = ?C = ? + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 12년 후 만기이며 연 이표를 지급한다. 만기 수익률이 9%일 때 €785에 팔린다. 이표율 c을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000n = 12P = €785YTM = 9%
c = %
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123€945€30€30 + €1 000

액면가 €1 000, 연 이자율 3%인 채권이 3년 후 만기이며 €945에 거래됩니다. 만기 수익률 YTM을(를) 퍼센트로 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 3%n = 3P = €945
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본Ere​ = 10%부채D = 1·Erd​ = 3%T = 25%

한 회사의 부채비율(시장가치 기준 D/E)은 1이다. 자기자본 비용은 10%, 세전 부채 비용은 3%, 세율은 25%이다. WACC를 구하시오.

D/E = 1re = 10%rd = 3%T = 25%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본1 000 000 × €10.50β = 0.8rf​ = 2.5%, rm​ = 9.5%부채5 000 × €1 000rd​ = 7%T = 30%

어떤 회사가 주당 €10.50인 주식 1 000 000주와 개당 €1 000에 거래되는 채권 5 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 7%, 세율은 30%입니다. 주식의 베타는 0.8, 무위험 이자율은 2.5%, 시장 수익률은 9.5%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.8rf = 2.5%rm = 9.5%rd = 7%T = 30%
WACC = %
9.기술통계보통
253035404550

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 37, 45, 50, 22, 48.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 100, 표준편차 5인 정규분포를 따릅니다. 110점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 100σ = 5x = 110
z =
11.확률보통
xp(x)00.2520.240.3560.2μ = 3

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.25, 0.2, 0.35, 0.2
σ =
12.확률어려움
€p(x)−20.7440.25180.01

게임 한 판을 하는 데 €2이 듭니다. 확률 0.25로 €6을, 확률 0.01로 €20을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €2€6: p = 0.25€20: p = 0.01
E(G) = €
13.정규분포보통
164186.4P = ?

성인 남성의 키은(는) 평균 178 cm, 표준편차 7 cm인 정규분포를 따릅니다. 164에서 186.4 cm 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.

μ = 178σ = 7x1 = 164x2 = 186.4
P =
14.정규분포어려움
380420460500540580620h위 15%

배터리 수명은(는) 평균 500 h, 표준편차 40 h인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 15%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 500 hσ = 40 h15%
x = h
15.신뢰구간보통
n = 15, s = 5LUx̄ = 57E = ?90%

항목 15개의 표본 평균은 57, 표준편차는 s = 5입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하세요.

n = 15x̄ = 57s = 590%t(14) = 1.761
E =
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(15) = 1.7530L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 5개 구획, 평균 수확량 10.5 kg, 표준 편차 3.5 kg. 구획 집단 2: 12개 구획, 평균 3.5 kg, 표준 편차 9.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 5x̄₁ = 10.5s₁ = 3.5n₂ = 12x̄₂ = 3.5s₂ = 9.590%t(15) = 1.753
하한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.961.96z = ?

두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 30개 표본의 평균 길이는 150 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 8 mm이다. 라인 2: 부품 40개 표본의 평균은 151.5 mm, 알려진 표준 편차는 8 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

n₁ = 30x̄₁ = 150 mmσ₁ = 8 mmn₂ = 40x̄₂ = 151.5 mmσ₂ = 8 mm
z =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
σ = 10, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 290%

평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 2 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 10입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.

σ = 10E = 290%
n =
19.선형 회귀와 상관보통
xy3335387449451150xy5104050

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

n = 5Σx = 35Σy = 210Σx² = 285Σy² = 8994Σxy = 1552
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy124220318415516612xy246152025x = 1.5

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 1.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 6x = 1.5
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 3660 €

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 = 0.05/4 = 0.0125
N = m·n = 4·4 = 16

미래 가치

FV = 3 000·(1 + 0.0125)16 = 3 000·1.22 = €3 659.67

답

FV = €3 659.67
2.화폐의 시간 가치

답: N = 60 회 상환

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.

연금 공식 정리

i = 0.006
(1 + i)−N = 1 − 25 000·0.006/500 = 0.7

로그로 풀기

N = −ln(0.7)/ln(1.006) = 59.62

정수 횟수로 올림

전액 상환 59회 후 작은 잔액이 남고, 마지막의 더 적은 상환으로 이를 갚습니다.

N = 60

답

N = 60 회 상환
3.NPV와 IRR

답: NPV = −606.5 €

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 + 0.06)1 = 5 000/1.06 = 4 716.98
CF2/(1 + 0.06)2 = 8 000/1.124 = 7 119.97
CF3/(1 + 0.06)3 = 9 000/1.191 = 7 556.57

더하기

NPV = €−606.47

답

NPV = €−606.47

NPV가 음수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 적게 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 11.39 %

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)−4)/i = 40 000/13 000 = 3.077

이자율 구하기

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

i = 11%: 3.102
i = 12%: 3.037
IRR = 11.39%

답

IRR = 11.39%
5.채권 가격과 수익률

답: c = 5.998 %

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 + 0.09)−12 = €355.53

이표

C = (785 − 355.53)/7.161 = €59.98

표면 이자율

c = 59.98/1000 = 5.998%

답

c = 5.998%
6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 5.02 %

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

€945 = €30·(1 − (1 + y)⁻³)/y + €1 000/(1 + y)³

수치적으로 풀기

P(5%) = €945.54, P(6%) = €919.81
YTM = 5.02%

답

YTM = 5.02%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.125 %

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) = 0.5
D/V = 1/(1 + 1) = 0.5

WACC

WACC = 0.5·10% + 0.5·3%·(1 − 0.25) = 6.125%

답

WACC = 6.125%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 7.068 %

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 = 1 000 000·€10.50 = €10 500 000
D = 5 000·€1 000 = €5 000 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 2.5% + 0.8·7% = 8.1%

가중치

V = €15 500 000, E/V = 0.6774, D/V = 0.3226

WACC

WACC = 0.6774·8.1% + 0.3226·7%·(1 − 0.3) = 7.068%

답

WACC = 7.068%
9.기술통계

답: s = 11.41

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 = 202/5 = 40.4

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−3.4)² + 4.6² + 9.6² + (−18.4)² + 7.6² = 521.2

표준편차

s = √(521.2/4) = 11.41

답

s = 11.41
10.기술통계

답: z = 2

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 = (110 − 100)/5 = 2

답

z = 2
11.확률

답: σ = 2.145

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 = 0·0.25 + 2·0.2 + 4·0.35 + 6·0.2 = 3

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.25 + 4·0.2 + 16·0.35 + 36·0.2 = 13.6

분산

Var(X) = 13.6 − 3² = 4.6
σ = √4.6 = 2.145

답

σ = 2.145
12.확률

답: E(G) = −0.3 €

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: 4 (p = 0.25), 18 (p = 0.01), −2 (p = 0.74)

기댓값

E(G) = 4·0.25 + 18·0.01 − 2·0.74 = −0.3 €

답

E(G) = −0.3 €

음수는 평균적으로 돈을 잃는다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: P = 0.8622

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 = (164 − 178)/7 = −2
z₂ = (186.4 − 178)/7 = 1.2

사이의 넓이

P = Φ(1.2) − Φ(−2) = 0.8849 − 0.02275 = 0.8622

답

P = 0.8622
14.정규분포

답: x = 542 h

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) = 0.85

표에서 구한 z

z ≈ 1.04

원래 단위로 되돌리기

x = 500 + 1.04·40 = 542 h

답

x = 542 h
15.신뢰구간

답: E = 2.273

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 = 14, t = 1.761

오차 한계

E = 1.761·5/√15 = 2.273

답

E = 2.273
16.신뢰구간

답: 하한 = −0.7762 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 = (4·3.5² + 11·9.5²)/15 = 69.45
sp = 8.334

오차 한계

E = 1.753·8.334·√(1/5 + 1/12) = 7.776

구간

7 ± 7.776 → [−0.7762, 14.78]

답

하한 = −0.7762 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −0.7763

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.

차의 표준 오차

SE = √(8²/30 + 8²/40) = √3.733 = 1.932

검정통계량

z = (150 − 151.5)/1.932 = −0.7763

답

z = −0.7763

|z| < 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 68

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 = (1.645·10/2)² = 67.65

올림하기

n = 68

답

n = 68
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9829

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 = 1552 − 35·210/5 = 82
Sxx = 285 − 35²/5 = 40
Syy = 8994 − 210²/5 = 174

상관계수

r = 82/√(40·174) = 0.9829

답

r = 0.9829
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 21.79

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 = 105/6 = 17.5

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −37.5

회귀직선

b = −37.5/17.5 = −2.143
a = 17.5 − (−2.143)·3.5 = 25
ŷ = 25 − 2.143·x

예측

ŷ = 25 + (−2.143)·1.5 = 21.79

답

ŷ = 21.79

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