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 = ?€15 000

8년 후 €15 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 4.8%, 분기 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €15 0004.8% / 4n = 8
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…60€10 000AAAA5.4% / 12, I = ?

€10 000의 대출을 연 5.4%, 월 복리로 5년 동안 매월 같은 금액으로 상환한다. 대출 기간 전체에 걸쳐 지급하는 총이자 I은(는) 얼마인가?

P = €10 0005.4% / 12N = 60
I = €
3.NPV와 IRR보통
년0123…10€50 000€1 500€1 500€1 500€1 500r = 12%, EAC = ?

한 기계는 오늘 €50 000이(가) 들고, 10년 동안 쓸 수 있으며, 매년 €1 500의 운영비(매년 말 지급)가 든다. 자본 비용은 12%이다. 연간 등가 비용 EAC을(를) 구하시오.

C0 = €50 000M = €1 500n = 10r = 12%
EAC = €
4.NPV와 IRR어려움
년012−40 00019 50025 000

어떤 프로젝트는 €40 000이 들고 1년 차부터 2년 차 말까지 €19 500, €25 000을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −40 000CF1 = 19 500CF2 = 25 000
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…12€25€25€25 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 5%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 6년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 3.5%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 5%YTM = 3.5%n = 6
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년01234P€45€45€45 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 4.5%의 이표를 지급하며 4년 후 만기이다. 만기 수익률은 5%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 4.5%n = 4YTM = 5%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€8 000 000re​ = 14%부채€5 000 000rd​ = 3%T = 25.8%

어떤 회사가 €8 000 000의 자기자본과 €5 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 14%, 세전 부채 비용은 3%, 세율은 25.8%입니다. WACC를 구하세요.

E = €8 000 000D = €5 000 000re = 14%rd = 3%T = 25.8%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본4 000 000 × €28.50β = 1.1rf​ = 2%, rm​ = 6.5%부채10 000 × €1 000rd​ = 5%T = 28%

어떤 회사가 주당 €28.50인 주식 4 000 000주와 개당 €1 000에 거래되는 채권 10 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 5%, 세율은 28%입니다. 주식의 베타는 1.1, 무위험 이자율은 2%, 시장 수익률은 6.5%입니다. WACC를 구하세요.

β = 1.1rf = 2%rm = 6.5%rd = 5%T = 28%
WACC = %
9.기술통계보통
303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 26, 54, 53, 58, 42, 30.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 170, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 155.6점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 170σ = 12x = 155.6
z =
11.확률보통
xp(x)100.15200.2300.3400.35μ = 28.5

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.15, 0.2, 0.3, 0.35
σ =
12.확률어려움
n = 6, p = 0.2: P(X = 3) = ?k0123456

어떤 시험에 객관식 문제가 6개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.2로 맞힙니다. 정확히 3개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?

n = 6p = 0.2k = 3
P =
13.정규분포보통
750 g757.9 gX + Y?

X는 평균 250 g, 표준편차 4 g인 정규분포를 따르고, Y는 독립이며 평균 500 g, 표준편차 9 g인 정규분포를 따릅니다. X + Y가 757.9 g보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 757.9 g
P =
14.정규분포어려움
235240245250255260265g위 70%

봉지 무게은(는) 평균 250 g, 표준편차 5 g인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 70%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.

μ = 250 gσ = 5 g70%
x = g
15.신뢰구간보통
n = 11, s = 8.5L = ?Ux̄ = 22.5E99%

항목 11개의 표본 평균은 22.5, 표준편차는 s = 8.5입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 하한을 구하세요.

n = 11x̄ = 22.5s = 8.599%t(10) = 3.169
하한 =
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(20) = 2.0860LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 8개 구획, 평균 수확량 12 kg, 표준 편차 3 kg. 구획 집단 2: 14개 구획, 평균 1 kg, 표준 편차 8 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 8x̄₁ = 12s₁ = 3n₂ = 14x̄₂ = 1s₂ = 895%t(20) = 2.086
상한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −1.98401.984

학생 100명 표본의 평균 점수는 99.1, 표본 표준편차는 5입니다. H₀: μ = 100에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 100x̄ = 99.1s = 5n = 100
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 100 대 H₁: μ < 100의 단측 z 검정을 표본 크기 36, α = 0.10에서 실시한다. 표준 편차는 6로 알려져 있다. 실제 평균은 98.7이다. 제2종 오류의 확률 β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 100μ = 98.7σ = 6n = 36α = 0.10
β = %
19.선형 회귀와 상관보통
xy181022111024134271513015833178xy202530100150

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 그 합들이 주어져 있습니다. 이 합들로 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6Σx = 153Σy = 833Σx² = 4059Σy² = 119909Σxy = 22053
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy1574177619882110323109xy152080100x = 16

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 16일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 5x = 16
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 10240 €

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 = 0.048/4 = 0.012
N = 4·8 = 32

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 15 000/1.465 = €10 240.35

답

PV = €10 240.35
2.화폐의 시간 가치

답: I = 1433 €

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 = 0.0045, N = 60
A = 10 000·0.0045/(1 − (1 + 0.0045)−60) = €190.55

총 이자

I = N·A − P = 60·190.6 − 10 000 = €1 433.02

답

I = €1 433.02
3.NPV와 IRR

답: EAC = 10349 €

연간 등가 비용: 모든 비용의 현재 가치를 수명 동안의 같은 연간 금액(연금)으로 나눕니다: EAC = PV·r/(1 − (1 + r)⁻ⁿ). 수명이 다른 기계를 비교할 수 있습니다.

연금 현가 계수

(1 − 1.12−10)/0.12 = 5.65

연간화한 구입 가격

50 000/5.65 = 8 849.21

EAC

EAC = 8 849.21 + 1 500 = €10 349.21

답

EAC = €10 349.21
4.NPV와 IRR

답: IRR = 7.104 %

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.

IRR 범위 잡기

이율이 오르면 NPV가 내려가므로 IRR은 NPV가 양수인 이율과 음수인 이율 사이에 있습니다.

NPV(5%) = 1 247.17
NPV(10%) = −1 611.57

범위 좁히기

선형 보간으로 첫 추정치를 얻고, 이를 반복하면(또는 계산기의 IRR 기능을 쓰면) 정확한 이율을 얻습니다.

IRR ≈ 5 + 5·1 247.17/(1 247.17 − (−1 611.57)) = 7.181%
정확한 값: NPV(7.104%) = 0 → IRR = 7.104%

답

IRR = 7.104%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 1081 €

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 = 0.0175, N = 12

이자의 현재 가치

€25.00·(1 − 0.8121)/0.0175 = €268.49

액면가의 현재 가치

€1 000·0.8121 = €812.06

가격

P = €1 080.55

답

P = €1 080.55

수익률이 표면이자율보다 낮으므로 채권은 할증 발행(액면가 초과)됩니다.

6.채권 가격과 수익률

답: D = 3.746 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: 45/1.05 = 42.86, t·PV = 42.86
t = 2: 45/1.103 = 40.82, t·PV = 81.63
t = 3: 45/1.158 = 38.87, t·PV = 116.62
t = 4: 1045/1.216 = 859.72, t·PV = 3 438.90

듀레이션

P = 982.27
D = 3 680.00/982.27 = 3.746

답

D = 3.746 년
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 9.472 %

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 = €13 000 000, E/V = 0.6154, D/V = 0.3846

WACC

WACC = 0.6154·14% + 0.3846·3%·(1 − 0.258) = 9.472%

답

WACC = 9.472%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.68 %

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 = 4 000 000·€28.50 = €114 000 000
D = 10 000·€1 000 = €10 000 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 2% + 1.1·4.5% = 6.95%

가중치

V = €124 000 000, E/V = 0.9194, D/V = 0.08065

WACC

WACC = 0.9194·6.95% + 0.08065·5%·(1 − 0.28) = 6.68%

답

WACC = 6.68%
9.기술통계

답: s = 13.42

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 = 263/6 = 43.83

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−17.83)² + 10.17² + 9.167² + 14.17² + (−1.833)² + (−13.83)² = 900.8

표준편차

s = √(900.8/5) = 13.42

답

s = 13.42
10.기술통계

답: z = −1.2

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 = (155.6 − 170)/12 = −1.2

답

z = −1.2
11.확률

답: σ = 10.62

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 = 10·0.15 + 20·0.2 + 30·0.3 + 40·0.35 = 28.5

제곱의 평균

E(X²) = 100·0.15 + 400·0.2 + 900·0.3 + 1600·0.35 = 925

분산

Var(X) = 925 − 28.5² = 112.8
σ = √112.8 = 10.62

답

σ = 10.62
12.확률

답: P = 0.08192

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 = 3) = 20·0.23·0.83 = 20·0.008·0.512 = 0.08192

답

P = 0.08192
13.정규분포

답: P = 0.2119

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.

합의 분포

μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9.849 g

표준화하기

z = (757.9 − 750)/9.849 = 0.8

위쪽 꼬리

P = 1 − Φ(0.8) = 1 − 0.7881 = 0.2119

답

P = 0.2119
14.정규분포

답: x = 247.4 g

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) = 0.3

표에서 구한 z

z ≈ −0.52

원래 단위로 되돌리기

x = 250 − 0.52·5 = 247.4 g

답

x = 247.4 g
15.신뢰구간

답: 하한 = 14.38

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 = 10, t = 3.169

오차 한계

E = 3.169·8.5/√11 = 8.122

구간

22.5 ± 8.122 → [14.38, 30.62]

답

하한 = 14.38
16.신뢰구간

답: 상한 = 17.18 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 = (7·3² + 13·8²)/20 = 44.75
sp = 6.69

오차 한계

E = 2.086·6.69·√(1/8 + 1/14) = 6.185

구간

11 ± 6.185 → [4.815, 17.18]

답

상한 = 17.18 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −1.8

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 = 5/√100 = 5/10 = 0.5

검정통계량

t = (99.1 − 100)/0.5 = −1.8

답

t = −1.8
t0.025; df = 99 = 1.984

|t| < 1.984이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: β = 49.28 %

검정력: 검정력 = 1 − β는 H₀가 거짓일 때 H₀를 기각할 확률입니다. μ₀와 z_α에서 기준값 x̄c를 구한 다음, 참 평균을 써서 x̄c 너머에 들어갈 확률을 계산합니다: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

임계 표본 평균

SE = 6/√36 = 1
x̄c = 100 − 1.282·1 = 98.72

참 평균에서의 z

z = (98.72 − 98.7)/1 = 0.018

제2종 오류

검정력 = P(Z < 0.018) = 50.72%
β = 100% − 50.72% = 49.28%

답

β = 49.28%
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9906

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 = 22053 − 153·833/6 = 811.5
Sxx = 4059 − 153²/6 = 157.5
Syy = 119909 − 833²/6 = 4261

상관계수

r = 811.5/√(157.5·4261) = 0.9906

답

r = 0.9906
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 75.45

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 = 450/5 = 90

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 194

회귀직선

b = 194/40 = 4.85
a = 90 − 4.85·19 = −2.15
ŷ = −2.15 + 4.85·x

예측

ŷ = −2.15 + 4.85·16 = 75.45

답

ŷ = 75.45

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