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…10PV = ?€50 000

10년 후 €50 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 3%, 월 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €50 0003% / 12n = 10
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…120€50€50€50FV = ?

10년 동안 매달 말에 €50을 저축합니다. 계좌 이율은 연 3.6%, 월 복리입니다. 마지막에 얼마가 모일까요? FV를 구하세요.

A = €503.6% / 12N = 120
FV = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−75 00017 00034 00035 000

€75 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €17 000, €34 000, €35 000. 자본 비용은 5%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 5%CF0 = −75 000CF1 = 17 000CF2 = 34 000CF3 = 35 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123−50 00029 50033 00027 000

어떤 프로젝트는 €50 000이 들고 1년 차부터 3년 차 말까지 €29 500, €33 000, €27 000을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −50 000CF1 = 29 500CF2 = 33 000CF3 = 27 000
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…8€22.50€22.50€22.50 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 4.5%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 4년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 8%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 4.5%YTM = 8%n = 4
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년01234€1 108€70€70€70 + €1 070

만기까지 18년 남은 채권(액면가 €1 000, 연 이표 7%)이 €1 108에 팔린다. 발행자는 4년 후 수의 상환 가격 €1 070에 이 채권을 상환할 수 있다. 수의 상환 수익률 YTC을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 7%P = €1 108수의 상환 가격 = €1 070수의 상환까지 4 년
YTC = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?보통주€12 000 000re​ = 12%우선주€2 000 000rp​ = 8%부채€2 000 000rd​ = 4.5%T = 30%

한 회사는 €12 000 000 상당의 보통주, €2 000 000 상당의 우선주, €2 000 000 상당의 부채로 자금을 조달한다. 자기자본 비용은 12%, 우선주 비용은 8%, 세전 부채 비용은 4.5%이다. 세율은 30%이다. WACC를 구하시오.

E = €12 000 000Ps = €2 000 000D = €2 000 000re = 12%rp = 8%rd = 4.5%T = 30%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본€6 000 000re​ = 12%채권5 000 × €958표면이자율 5%, n = 5T = 21%

한 회사의 자기자본 시장가치는 €6 000 000, 자기자본 비용은 12%이다. 부채는 채권 5 000개(액면가 €1 000, 연 이표 5%, 만기까지 5년)로 이루어지며 각각 €958에 거래된다. 세율은 21%이다. 채권의 만기 수익률을 세전 부채 비용으로 하여 WACC를 구하시오.

E = €6 000 000re = 12%채권: 5 000 × €958표면이자율 = 5%n = 5T = 21%
WACC = %
9.기술통계보통
2025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 18, 44, 59, 21, 18, 21.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 60, 표준편차 8인 정규분포를 따릅니다. 70점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 60σ = 8x = 70
z =
11.확률보통
xp(x)10.2520.1530.140.250.3μ = 3.15

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.25, 0.15, 0.1, 0.2, 0.3
σ =
12.확률어려움
€p(x)−30.830.151470.05

게임 한 판을 하는 데 €3이 듭니다. 확률 0.15로 €6을, 확률 0.05로 €150을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €3€6: p = 0.15€150: p = 0.05
E(G) = €
13.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.2358

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.2358이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.2358
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 = 15, s = 19.5LUx̄ = 40.5E = ?99%

항목 15개의 표본 평균은 40.5, 표준편차는 s = 19.5입니다. 모집단은 대략 정규분포를 따릅니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하세요.

n = 15x̄ = 40.5s = 19.599%t(14) = 2.977
E =
16.신뢰구간어려움
σ = 34, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 395%

모표준편차는 34입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계가 3 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 34E = 395%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.961.96z = ?

두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 80개 표본의 평균 길이는 150 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 4 mm이다. 라인 2: 부품 50개 표본의 평균은 153.2 mm, 알려진 표준 편차는 11 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

n₁ = 80x̄₁ = 150 mmσ₁ = 4 mmn₂ = 50x̄₂ = 153.2 mmσ₂ = 11 mm
z =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
z −1.9601.96

측정값 64개의 표본 평균은 122.8입니다. 모표준편차는 12입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 상한 U를 구하세요.

x̄ = 122.8σ = 12n = 6495%
U =
19.선형 회귀와 상관보통
xy185421622481279930106xy2025306080100

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 5
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy354461558665773xy466070x = 4.5

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 4.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 5x = 4.5
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 37055 €

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 = 0.03/12 = 0.0025
N = 12·10 = 120

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 50 000/1.349 = €37 054.78

답

PV = €37 054.78
2.화폐의 시간 가치

답: FV = 7209 €

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 = 0.036000000000000004/12 = 0.003
N = 12·10 = 120

적립금의 미래 가치

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 50·(1.433 − 1)/0.003 = €7 209.29

답

FV = €7 209.29

직접 넣은 돈은 €6 000이고 나머지는 이자입니다.

3.NPV와 IRR

답: NPV = 2264 €

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 = −75 000
CF1/(1 + 0.05)1 = 17 000/1.05 = 16 190.48
CF2/(1 + 0.05)2 = 34 000/1.103 = 30 839.00
CF3/(1 + 0.05)3 = 35 000/1.158 = 30 234.32

더하기

NPV = €2 263.79

답

NPV = €2 263.79

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 36.41 %

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(35%) = 932.78
NPV(40%) = −2 252.19

범위 좁히기

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

IRR ≈ 35 + 5·932.78/(932.78 − (−2 252.19)) = 36.46%
정확한 값: NPV(36.41%) = 0 → IRR = 36.41%

답

IRR = 36.41%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 882.2 €

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 = €22.50, i = 0.04, N = 8

이자의 현재 가치

€22.50·(1 − 0.7307)/0.04 = €151.49

액면가의 현재 가치

€1 000·0.7307 = €730.69

가격

P = €882.18

답

P = €882.18

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

6.채권 가격과 수익률

답: YTC = 5.528 %

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

1108 = 70·(1 − (1 + y)−4)/y + 1070/(1 + y)4

수치적으로 풀기

y = 5%: €1 128.51
y = 6%: €1 090.10
YTC = 5.528%

답

YTC = 5.528%

만기 수익률은 6.002%입니다. 할증 채권의 투자자는 상환될 것으로 예상하므로, 더 낮은 수의 상환 수익률이 더 현실적입니다.

7.CAPM과 WACC

답: WACC = 10.39 %

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 = 12 000 000 + 2 000 000 + 2 000 000 = €16 000 000
E/V = 0.75, Ps/V = 0.125, D/V = 0.125

WACC

WACC = 0.75·12% + 0.125·8% + 0.125·4.5%·(1 − 0.3) = 10.39%

답

WACC = 10.39%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.776 %

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.

부채 비용(YTM)

958 = 50·(1 − (1 + y)−5)/y + 1000/(1 + y)5
y = 5.997%

시장가치

D = 5 000·€958 = €4 790 000
V = €10 790 000, E/V = 0.5561, D/V = 0.4439

WACC

WACC = 0.5561·12% + 0.4439·5.997%·(1 − 0.21) = 8.776%

답

WACC = 8.776%
9.기술통계

답: s = 17.24

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 = 181/6 = 30.17

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−12.17)² + 13.83² + 28.83² + (−9.167)² + (−12.17)² + (−9.167)² = 1487

표준편차

s = √(1487/5) = 17.24

답

s = 17.24
10.기술통계

답: z = 1.25

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 = (70 − 60)/8 = 1.25

답

z = 1.25
11.확률

답: σ = 1.59

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 = 1·0.25 + 2·0.15 + 3·0.1 + 4·0.2 + 5·0.3 = 3.15

제곱의 평균

E(X²) = 1·0.25 + 4·0.15 + 9·0.1 + 16·0.2 + 25·0.3 = 12.45

분산

Var(X) = 12.45 − 3.15² = 2.527
σ = √2.527 = 1.59

답

σ = 1.59
12.확률

답: E(G) = 5.4 €

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: 3 (p = 0.15), 147 (p = 0.05), −3 (p = 0.8)

기댓값

E(G) = 3·0.15 + 147·0.05 − 3·0.8 = 5.4 €

답

E(G) = 5.4 €

양수는 평균적으로 돈을 딴다는 뜻입니다.

13.정규분포

답: z = 0.72

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 − 0.2358 = 0.7642

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.7642을 찾아 z를 읽으세요.

z = 0.72

답

z = 0.72
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: E = 14.99

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 = 2.977

오차 한계

E = 2.977·19.5/√15 = 14.99

답

E = 14.99
16.신뢰구간

답: n = 494

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 = (1.96·34/3)² = 493.4

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 494

답

n = 494
17.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −1.977

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 = √(4²/80 + 11²/50) = √2.62 = 1.619

검정통계량

z = (150 − 153.2)/1.619 = −1.977

답

z = −1.977

|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: U = 125.7

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.

오차 한계

E = 1.96·12/√64 = 2.94

구간 끝값

U = 122.8 + 2.94 = 125.7

답

U = 125.7
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9879

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 = 120/5 = 24
ȳ = 402/5 = 80.4

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 423
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2037

상관계수

r = 423/√(90·2037) = 0.9879

답

r = 0.9879
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 60.1

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 = 25/5 = 5
ȳ = 311/5 = 62.2

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 10
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 42

회귀직선

b = 42/10 = 4.2
a = 62.2 − 4.2·5 = 41.2
ŷ = 41.2 + 4.2·x

예측

ŷ = 41.2 + 4.2·4.5 = 60.1

답

ŷ = 60.1

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