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…9PV = ?€5 000+1.5%+1.5%…r = 6.5%

한 부동산은 내년에 순임대료 €5 000을(를) 벌 것으로 예상된다. 임대료는 매년 1.5%씩 영구히 증가할 것으로 예상된다. 요구 수익률은 연 6.5%이다. 이 부동산의 오늘 가치 PV을(를) 구하시오.

C1 = €5 000g = 1.5%r = 6.5%
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…84€200€200€200FV = ?

7년 동안 매달 말에 €200을 저축합니다. 계좌 이율은 연 4.8%, 월 복리입니다. 마지막에 얼마가 모일까요? FV를 구하세요.

A = €2004.8% / 12N = 84
FV = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−75 00032 00035 00035 000

€75 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €32 000, €35 000, €35 000. 자본 비용은 8%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 8%CF0 = −75 000CF1 = 32 000CF2 = 35 000CF3 = 35 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
r (%)NPVABr* = ?0

프로젝트 A는 €10 000이(가) 들고 1~3년 차 말에 €6 000, €4 000, €2 000을(를) 돌려준다. 프로젝트 B는 €15 000이(가) 들고 €5 000, €6 000, €7 500을(를) 돌려준다. 두 프로젝트의 NPV가 같아지는 교차 수익률 r*을(를) 퍼센트로 구하시오.

A: −10 000, 6 000, 4 000, 2 000B: −15 000, 5 000, 6 000, 7 500
r* = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123456€35€35€35 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 7%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 3년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 8%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 7%YTM = 8%n = 3
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
반기0123…14€736€15€15€15 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 3%의 이표를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 7년 후 만기이다. 이 채권은 €736에 팔린다. 만기 수익률 YTM을(를) 연율(반기 수익률의 두 배)로, 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 3% (2×)n = 7P = €736
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = 6.36%자기자본€5 000 000re​ = ?부채€2 000 000rd​ = 3%T = 25%

한 회사의 자기자본은 €5 000 000, 부채는 €2 000 000이다. WACC는 6.36%, 세전 부채 비용은 3%, 세율은 25%이다. 자기자본 비용 re을(를) 구하시오.

E = €5 000 000D = €2 000 000WACC = 6.36%rd = 3%T = 25%
re = %
8.CAPM과 WACC어려움
rf​ = 2.5%, rm​ − rf​ = 5.5%부채 없음자기자본βU​ = 0.6D/E = 1.5자기자본re​ = ?부채T = 20%

한 회사 사업의 무부채(자산) 베타는 0.6이다. 회사는 부채비율 D/E를 1.5(으)로 계획한다. 세율은 20%, 무위험 이자율은 2.5%, 시장 위험 프리미엄은 5.5%이다. 새 자본 구조에서의 자기자본 비용 re을(를) 구하시오.

βU = 0.6D/E = 1.5T = 20%rf = 2.5%rm − rf = 5.5%
re = %
9.기술통계보통
15202530354045

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 35, 46, 42, 34, 15.

n = 5
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 170, 표준편차 5인 정규분포를 따릅니다. 167.5보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 170σ = 5x = 167.5
P =
11.확률보통
xp(x)00.110.3520.230.240.15μ = 1.95

표의 분포에 대해 X의 분산 Var(X)을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0.1, 0.35, 0.2, 0.2, 0.15
Var(X) =
12.확률어려움
n = 5, p = 0.25: P(X = 1) = ?k012345

어떤 시험에 객관식 문제가 5개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.25로 맞힙니다. 정확히 1개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?

n = 5p = 0.25k = 1
P =
13.정규분포보통
750 g754.9 gX + Y?

X는 평균 250 g, 표준편차 4 g인 정규분포를 따르고, Y는 독립이며 평균 500 g, 표준편차 9 g인 정규분포를 따릅니다. X + Y가 754.9 g보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 754.9 g
P =
14.정규분포어려움
380420460500540580620h아래 15%

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

μ = 500 hσ = 40 h15%
x = h
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 80대, 평균 51 h, 알려진 표준 편차 15 h. 모델 2: 휴대전화 50대, 평균 37 h, 알려진 표준 편차 8 h. μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 80x̄₁ = 51 hσ₁ = 15 hn₂ = 50x̄₂ = 37 hσ₂ = 8 h90%
상한 = h
16.신뢰구간어려움
σ = 7, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 1.599%

모표준편차는 7입니다. 평균에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계가 1.5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 7E = 1.599%
n =
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.961.96z = ?

두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 60개 표본의 평균 길이는 131.5 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 11 mm이다. 라인 2: 부품 30개 표본의 평균은 134.1 mm, 알려진 표준 편차는 12 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

n₁ = 60x̄₁ = 131.5 mmσ₁ = 11 mmn₂ = 30x̄₂ = 134.1 mmσ₂ = 12 mm
z =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
σ = 4, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 2.590%

평균에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계가 2.5 이하가 되려면 표본이 얼마나 커야 할까요? 표준편차는 4입니다. 최소 표본 크기 n를 구하세요.

σ = 4E = 2.590%
n =
19.선형 회귀와 상관보통
xy184121632473278030923394xy202530406080100

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

n = 6
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy3465517639701176xy510506070x = 8

표에는 x = 공부 시간, y = 시험 점수의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 8일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 5x = 8
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 100000 €

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.

성장형 영구 연금

PV = C1/(r − g) = 5 000/(0.065 − 0.015) = 5 000/0.05 = €100 000.00

답

PV = €100 000.00
2.화폐의 시간 가치

답: FV = 19920 €

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 = 0.048/12 = 0.004
N = 12·7 = 84

적립금의 미래 가치

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 200·(1.398 − 1)/0.004 = €19 920.07

답

FV = €19 920.07

직접 넣은 돈은 €16 800이고 나머지는 이자입니다.

3.NPV와 IRR

답: NPV = 12421 €

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 + 0.08)1 = 32 000/1.08 = 29 629.63
CF2/(1 + 0.08)2 = 35 000/1.166 = 30 006.86
CF3/(1 + 0.08)3 = 35 000/1.26 = 27 784.13

더하기

NPV = €12 420.62

답

NPV = €12 420.62

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: r* = 9.093 %

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 = −15 000 − (−10 000) = −5 000
ΔCF1 = 5 000 − 6 000 = −1 000
ΔCF2 = 6 000 − 4 000 = 2 000
ΔCF3 = 7 500 − 2 000 = 5 500

차이의 IRR

NPVΔ(9%) = 12.94
NPVΔ(10%) = −123.97
r* = 9.093%

답

r* = 9.093%

검산: 9.093%에서 두 NPV는 모두 €401.30입니다.

5.채권 가격과 수익률

답: P = 973.8 €

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 = €35.00, i = 0.04, N = 6

이자의 현재 가치

€35.00·(1 − 0.7903)/0.04 = €183.47

액면가의 현재 가치

€1 000·0.7903 = €790.31

가격

P = €973.79

답

P = €973.79

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

6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 7.998 %

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.

기간당

C = €15.00, N = 14

수치적으로 풀기

i = 3.999% 반기당

YTM

YTM = 2·3.999% = 7.998%

답

YTM = 7.998%
7.CAPM과 WACC

답: re = 8.004 %

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 = €7 000 000, E/V = 0.7143, D/V = 0.2857

WACC의 부채 부분

0.2857·3%·(1 − 0.25) = 0.6429%

자기자본 비용

re = (6.36% − 0.6429%)/0.7143 = 8.004%

답

re = 8.004%
8.CAPM과 WACC

답: re = 9.76 %

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 = 0.6·(1 + 0.8·1.5) = 1.32

자기자본 비용 (CAPM)

re = 2.5% + 1.32·5.5% = 9.76%

답

re = 9.76%
9.기술통계

답: s = 11.93

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 = 172/5 = 34.4

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 0.6² + 11.6² + 7.6² + (−0.4)² + (−19.4)² = 569.2

표준편차

s = √(569.2/4) = 11.93

답

s = 11.93
10.기술통계

답: P = 0.6915

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 = 1 − 0.3085 = 0.6915

답

P = 0.6915
11.확률

답: Var(X) = 1.547

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 = 0·0.1 + 1·0.35 + 2·0.2 + 3·0.2 + 4·0.15 = 1.95

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.1 + 1·0.35 + 4·0.2 + 9·0.2 + 16·0.15 = 5.35

분산

Var(X) = 5.35 − 1.95² = 1.547

답

Var(X) = 1.547
12.확률

답: P = 0.3955

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 = 1) = 5·0.251·0.754 = 5·0.25·0.3164 = 0.3955

답

P = 0.3955
13.정규분포

답: P = 0.3085

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 = (754.9 − 750)/9.849 = 0.5

위쪽 꼬리

P = 1 − Φ(0.5) = 1 − 0.6915 = 0.3085

답

P = 0.3085
14.정규분포

답: x = 458 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) = 0.15

표에서 구한 z

z ≈ −1.04

원래 단위로 되돌리기

x = 500 − 1.04·40 = 458 h

답

x = 458 h
15.신뢰구간

답: 상한 = 17.33 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 = 51 − 37 = 14

표준오차

SE = √(15²/80 + 8²/50) = 2.023

오차 한계

E = 1.645·2.023 = 3.328

구간

14 ± 3.328 → [10.67, 17.33]

답

상한 = 17.33 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: n = 145

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 = (2.576·7/1.5)² = 144.5

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 145

답

n = 145
17.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −0.9958

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 = √(11²/60 + 12²/30) = √6.817 = 2.611

검정통계량

z = (131.5 − 134.1)/2.611 = −0.9958

답

z = −0.9958

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

18.가설 검정과 신뢰구간

답: n = 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.

n에 대해 풀기

n = (1.645·4/2.5)² = 6.927

올림하기

n = 7

답

n = 7
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9665

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 = 153/6 = 25.5
ȳ = 443/6 = 73.83

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 538.5
Syy = Σ(y − ȳ)² = 1971

상관계수

r = 538.5/√(157.5·1971) = 0.9665

답

r = 0.9665
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 65.15

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 = 306/5 = 61.2

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 158

회귀직선

b = 158/40 = 3.95
a = 61.2 − 3.95·7 = 33.55
ŷ = 33.55 + 3.95·x

예측

ŷ = 33.55 + 3.95·8 = 65.15

답

ŷ = 65.15

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