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…20€20 000FV = ?

€20 000을(를) 연 8%의 연속 복리로 투자한다. 20년 후의 가치 FV을(를) 구하시오.

PV = €20 000r = 8%t = 20
FV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월0123…156€50€50€50FV = ?

13년 동안 매달 말에 €50을 저축합니다. 계좌 이율은 연 7.2%, 월 복리입니다. 마지막에 얼마가 모일까요? FV를 구하세요.

A = €507.2% / 12N = 156
FV = €
3.NPV와 IRR보통
년01234−20 0009 00010 0006 0006 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 4년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €9 000, €10 000, €6 000, €6 000. 자본 비용은 7.000000000000001%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 7.000000000000001%CF0 = −20 000CF1 = 9 000CF2 = 10 000CF3 = 6 000CF4 = 6 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123−40 00023 00025 00015 500

어떤 프로젝트는 €40 000이 들고 1년 차부터 3년 차 말까지 €23 000, €25 000, €15 500을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −40 000CF1 = 23 000CF2 = 25 000CF3 = 15 500
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…24€35€35€35 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 7%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 12년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 6%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 7%YTM = 6%n = 12
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년012345€1 090€60€60 + €1 000

액면가 €1 000, 연 이자율 6%인 채권이 5년 후 만기이며 €1 090에 거래됩니다. 만기 수익률 YTM을(를) 퍼센트로 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 6%n = 5P = €1 090
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€8 000 000re​ = 9%부채€6 000 000rd​ = 3.5%T = 21%

어떤 회사가 €8 000 000의 자기자본과 €6 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 9%, 세전 부채 비용은 3.5%, 세율은 21%입니다. WACC를 구하세요.

E = €8 000 000D = €6 000 000re = 9%rd = 3.5%T = 21%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본1 000 000 × €29.50β = 1.1rf​ = 1.5%, rm​ = 6.5%부채20 000 × €1 020rd​ = 4.5%T = 25%

어떤 회사가 주당 €29.50인 주식 1 000 000주와 개당 €1 020에 거래되는 채권 20 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 4.5%, 세율은 25%입니다. 주식의 베타는 1.1, 무위험 이자율은 1.5%, 시장 수익률은 6.5%입니다. WACC를 구하세요.

β = 1.1rf = 1.5%rm = 6.5%rd = 4.5%T = 25%
WACC = %
9.기술통계보통
1520253035404550

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 44, 23, 15, 54, 45, 34, 37.

n = 7
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 100, 표준편차 10인 정규분포를 따릅니다. 110점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 100σ = 10x = 110
z =
11.확률보통
xp(x)00.3510.320.35μ = 1

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2p(x): 0.35, 0.3, 0.35
σ =
12.확률어려움
xp(x)10.2520.130.0540.2550.35μ

X의 분포가 표와 같고 Y = 0.5X + 5입니다. Y의 표준편차 σY을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.25, 0.1, 0.05, 0.25, 0.35Y = 0.5X + 5
σY =
13.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.2206

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.2206이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.2206
z =
14.정규분포어려움
10 g0X − Y?

1번 라인 제품의 질량 X와 2번 라인 제품의 질량 Y은(는) 독립이며 정규분포를 따릅니다. X는 평균 500 g, 표준편차 8 g이고 Y는 평균 490 g, 표준편차 6 g입니다. X가 Y보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
15.신뢰구간보통
n = 20, sd​ = 6.90LUd̄ = 8.1E = ?99%

환자 20명의 혈압을 치료 전후에 측정한다. 차이 d = 전 − 후(mmHg)의 평균은 8.1, 표준 편차는 6.9이다. 평균 차이에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하시오.

n = 20d̄ = 8.1sd = 6.999%t(19) = 2.861
E = mmHg
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(15) = 2.1310L = ?Ux̄₁ − x̄₂E95%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 12개 구획, 평균 수확량 40 kg, 표준 편차 1 kg. 구획 집단 2: 5개 구획, 평균 32.5 kg, 표준 편차 1.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 12x̄₁ = 40s₁ = 1n₂ = 5x̄₂ = 32.5s₂ = 1.595%t(15) = 2.131
하한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−2.1312.131t = ?df = 15

두 교수법을 비교한다. 집단 1: 학생 9명, 평균 점수 45, 표준 편차 7.5. 집단 2: 학생 8명, 평균 점수 39.3, 표준 편차 12. 모집단 분산이 같다고 가정하고 합동 이표본 t 검정을 쓴다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(집단 1 빼기 집단 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 t을(를) 구하시오.

n₁ = 9x̄₁ = 45s₁ = 7.5n₂ = 8x̄₂ = 39.3s₂ = 12
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
z −1.9601.96

측정값 64개의 표본 평균은 496.6입니다. 모표준편차는 12입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 상한 U를 구하세요.

x̄ = 496.6σ = 12n = 6495%
U =
19.선형 회귀와 상관보통
xy17542055237126722991xy2025306080

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 5
r² =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy120221319416513613xy2461520x = 2.5

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (2.5, 22)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.

n = 6(2.5, 22)
e =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: FV = 99061 €

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.

지수

r·t = 0.08·20 = 1.6
e1.6 = 4.953

미래 가치

FV = 20 000·4.953 = €99 060.65

답

FV = €99 060.65
2.화폐의 시간 가치

답: FV = 12855 €

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 = 0.07200000000000001/12 = 0.006
N = 12·13 = 156

적립금의 미래 가치

FV = A·((1 + i)N − 1)/i = 50·(2.543 − 1)/0.006 = €12 855.34

답

FV = €12 855.34

직접 넣은 돈은 €7 800이고 나머지는 이자입니다.

3.NPV와 IRR

답: NPV = 6621 €

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 + 0.07)1 = 9 000/1.07 = 8 411.21
CF2/(1 + 0.07)2 = 10 000/1.145 = 8 734.39
CF3/(1 + 0.07)3 = 6 000/1.225 = 4 897.79
CF4/(1 + 0.07)4 = 6 000/1.311 = 4 577.37

더하기

NPV = €6 620.76

답

NPV = €6 620.76

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 29.14 %

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(25%) = 2 336.00
NPV(30%) = −459.72

범위 좁히기

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

IRR ≈ 25 + 5·2 336.00/(2 336.00 − (−459.72)) = 29.18%
정확한 값: NPV(29.14%) = 0 → IRR = 29.14%

답

IRR = 29.14%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 1085 €

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 = 0.03, N = 24

이자의 현재 가치

€35.00·(1 − 0.4919)/0.03 = €592.74

액면가의 현재 가치

€1 000·0.4919 = €491.93

가격

P = €1 084.68

답

P = €1 084.68

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

6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 3.98 %

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

€1 090 = €60·(1 − (1 + y)⁻⁵)/y + €1 000/(1 + y)⁵

수치적으로 풀기

P(3%) = €1 137.39, P(4%) = €1 089.04
YTM = 3.98%

답

YTM = 3.98%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.328 %

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 = €14 000 000, E/V = 0.5714, D/V = 0.4286

WACC

WACC = 0.5714·9% + 0.4286·3.5%·(1 − 0.21) = 6.328%

답

WACC = 6.328%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 5.518 %

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·€29.50 = €29 500 000
D = 20 000·€1 020 = €20 400 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 1.5% + 1.1·5% = 7%

가중치

V = €49 900 000, E/V = 0.5912, D/V = 0.4088

WACC

WACC = 0.5912·7% + 0.4088·4.5%·(1 − 0.25) = 5.518%

답

WACC = 5.518%
9.기술통계

답: s = 13.44

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 = 252/7 = 36

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 8² + (−13)² + (−21)² + 18² + 9² + (−2)² + 1² = 1084

표준편차

s = √(1084/6) = 13.44

답

s = 13.44
10.기술통계

답: z = 1

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)/10 = 1

답

z = 1
11.확률

답: σ = 0.8367

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 = 0·0.35 + 1·0.3 + 2·0.35 = 1

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.35 + 1·0.3 + 4·0.35 = 1.7

분산

Var(X) = 1.7 − 1² = 0.7
σ = √0.7 = 0.8367

답

σ = 0.8367
12.확률

답: σY = 0.8105

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.

X의 퍼짐

μ = 3.35, Var(X) = 2.627, σX = 1.621

일차 변환

σY = |0.5|·1.621 = 0.8105

답

σY = 0.8105

평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 0.5·3.35 + 5 = 6.675.

13.정규분포

답: z = 0.77

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 − 0.2206 = 0.7794

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.7794을 찾아 z를 읽으세요.

z = 0.77

답

z = 0.77
14.정규분포

답: P = 0.8413

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 = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

표준화하기

z = (0 − 10)/10 = −1

확률

P = 1 − Φ(−1) = 0.8413

답

P = 0.8413
15.신뢰구간

답: E = 4.414 mmHg

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.

임계값

df = 19, t = 2.861

오차 한계

E = 2.861·6.9/√20 = 4.414

답

E = 4.414 mmHg
16.신뢰구간

답: 하한 = 6.19 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 = (11·1² + 4·1.5²)/15 = 1.333
sp = 1.155

오차 한계

E = 2.131·1.155·√(1/12 + 1/5) = 1.31

구간

7.5 ± 1.31 → [6.19, 8.81]

답

하한 = 6.19 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = 1.19

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.

합동 분산

sp² = (8·7.5² + 7·12²)/15 = 97.2
sp = 9.859

표준오차

SE = 9.859·√(1/9 + 1/8) = 4.791

검정통계량

t = (45 − 39.3)/4.791 = 1.19

답

t = 1.19

df = 15에서 양측 5% 임곗값은 2.131입니다. |t|가 더 작으므로 H₀를 기각하지 않습니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: U = 499.5

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 = 496.6 + 2.94 = 499.5

답

U = 499.5
19.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.9029

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 = 115/5 = 23
ȳ = 343/5 = 68.6

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 273
Syy = Σ(y − ȳ)² = 917.2

결정계수

r² = 273²/(90·917.2) = 0.9029

답

r² = 0.9029

y의 변동 중 약 90.29%가 직선으로 설명됩니다.

20.선형 회귀와 상관

답: e = 3.229

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 = 102/6 = 17

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −31

회귀직선

b = −31/17.5 = −1.771
a = 17 − (−1.771)·3.5 = 23.2
ŷ = 23.2 − 1.771·x

예측값

ŷ = 23.2 + (−1.771)·2.5 = 18.77

잔차

e = 22 − 18.77 = 3.229

답

e = 3.229

점이 직선 위쪽에 있습니다.

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