모표준편차는 27입니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 1.5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?
σ = 27E = 1.599%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 30개 표본의 평균 길이는 94.5 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 12 mm이다. 라인 2: 부품 80개 표본의 평균은 98.2 mm, 알려진 표준 편차는 6 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.
한 임상 시험에서 치료 A를 받은 환자 300명 중 150명, 치료 B를 받은 환자 150명 중 93명이 회복한다. 합동 비율을 써서 H₀: p₁ = p₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.
x₁ = 150n₁ = 300x₂ = 93n₂ = 150
z =
19.선형 회귀와 상관보통
표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.
n = 5
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 2.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.
n = 5x = 2.5
ŷ =
3용액
1.화폐의 시간 가치
답: PV = 18149 €
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 현가 계수
(1 − (1 + i)−n)/i = (1 − 0.8548)/0.04 = 3.63
현재 가치
PV = 5 000·3.63 = €18 149.48
답
PV = €18 149.48
2.화폐의 시간 가치
답: B = 119931 €
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 = 360
A = 150 000·0.0045/(1 − (1 + 0.0045)−360) = €842.30
남은 상환액의 현재 가치
아직 남은 부채는 남은 상환액으로 정확히 갚아야 합니다.
N − k = 360 − 132 = 228
B = 842.3·(1 − (1 + 0.0045)−228)/0.0045 = €119 931.04
답
B = €119 931.04
3.NPV와 IRR
답: DPB = 3.163 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: 7 000/1.05 = 6 666.67 → Σ = 6 666.67
연도 2: 7 000/1.103 = 6 349.21 → Σ = 13 015.87
연도 3: 7 000/1.158 = 6 046.86 → Σ = 19 062.74
연도 4: 7 000/1.216 = 5 758.92 → Σ = 24 821.65
마지막 해의 분율
DPB = 3 + 937.26/5 758.92 = 3.163
답
DPB = 3.163 년
할인 회수 기간은 항상 단순 회수 기간(2.857년)보다 깁니다.
4.NPV와 IRR
답: NPV = −61752 €
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.
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: 80/1.05 = 76.19, t·PV = 76.19
t = 2: 80/1.103 = 72.56, t·PV = 145.12
t = 3: 1080/1.158 = 932.94, t·PV = 2 798.83
듀레이션
P = 1 081.70
D = 3 020.15/1 081.70 = 2.792
답
D = 2.792 년
7.CAPM과 WACC
답: re = 8 %
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 = €6 000 000, E/V = 0.5, D/V = 0.5
WACC의 부채 부분
0.5·4.5%·(1 − 0.28) = 1.62%
자기자본 비용
re = (5.62% − 1.62%)/0.5 = 8%
답
re = 8%
8.CAPM과 WACC
답: re = 9.284 %
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·(1 + 0.79·0.25) = 1.198
자기자본 비용 (CAPM)
re = 1.5% + 1.198·6.5% = 9.284%
답
re = 9.284%
9.기술통계
답: s = 17.8
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 = −0.5
표준정규분포표
Φ(−0.5) = 0.3085
P = 0.3085
답
P = 0.3085
11.확률
답: P = 0.5177
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.
여사건
P(6이 안 나옴) = (5/6)4 = 0.4823
P = 1 − 0.4823 = 0.5177
답
P = 0.5177
12.확률
답: E(G) = −0.4 €
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: 1 (p = 0.2), 19 (p = 0.01), −1 (p = 0.79)
기댓값
E(G) = 1·0.2 + 19·0.01 − 1·0.79 = −0.4 €
답
E(G) = −0.4 €
음수는 평균적으로 돈을 잃는다는 뜻입니다.
13.정규분포
답: P = 0.06681
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.
합계의 분포
μT = 400 kg, σT = 0.5·√16 = 2 kg
표준화하기
z = (403 − 400)/2 = 1.5
확률
P = 1 − Φ(1.5) = 0.06681
답
P = 0.06681
14.정규분포
답: x = 71.75 점
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.
백분위수에 해당하는 z
Φ(z) = 0.75 → z = 0.6745
다시 x로
x = 65 + 0.6745·10 = 71.75 점
답
x = 71.75 점
15.신뢰구간
답: 상한 = 6.817 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 = 110.5 − 108.5 = 2
표준오차
SE = √(8²/100 + 18²/60) = 2.458
오차 한계
E = 1.96·2.458 = 4.817
구간
2 ± 4.817 → [−2.817, 6.817]
답
상한 = 6.817 h
구간이 0을 포함하므로 자료는 유의한 차이를 보여 주지 않습니다.
16.신뢰구간
답: n = 2150
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 = (2.576·27/1.5)² = 2150
올림하기
표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.
n = 2150
답
n = 2150
17.가설 검정과 신뢰구간
답: z = −1.615
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 = √(12²/30 + 6²/80) = √5.25 = 2.291
검정통계량
z = (94.5 − 98.2)/2.291 = −1.615
답
z = −1.615
|z| < 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.
18.가설 검정과 신뢰구간
답: z = −2.408
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.
표본 비율
p̂₁ = 150/300 = 0.5
p̂₂ = 93/150 = 0.62
p̂ = 243/450 = 0.54
H₀에서의 표준 오차
SE = √(0.54·0.46·(1/300 + 1/150)) = 0.04984
검정통계량
z = (0.5 − 0.62)/0.04984 = −2.408
답
z = −2.408
|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
19.선형 회귀와 상관
답: r² = 0.9428
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 = 35/5 = 7
ȳ = 279/5 = 55.8
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 104
Syy = Σ(y − ȳ)² = 286.8
결정계수
r² = 104²/(40·286.8) = 0.9428
답
r² = 0.9428
y의 변동 중 약 94.28%가 직선으로 설명됩니다.
20.선형 회귀와 상관
답: ŷ = 21.75
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 = 15/5 = 3
ȳ = 101/5 = 20.2
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −31
회귀직선
b = −31/10 = −3.1
a = 20.2 − (−3.1)·3 = 29.5
ŷ = 29.5 − 3.1·x
예측
ŷ = 29.5 + (−3.1)·2.5 = 21.75
답
ŷ = 21.75
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