시험 점수는 평균 100, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 115점의 z점수 z를 구하세요.
μ = 100σ = 12x = 115
z =
11.확률보통
주머니에 빨간 공 7개와 파란 공 8개가 있습니다. 첫 공을 다시 넣지 않고 두 개를 꺼냅니다. 두 공이 모두 빨간 공일 확률 P는 얼마일까요?
7 / 8
P =
12.확률어려움
부품 5개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.3로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?
n = 5p = 0.3
P =
13.정규분포보통
표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.8165이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.
A = 0.8165
z =
14.정규분포어려움
구멍 지름 D는 평균 25.02 mm, 표준편차 0.01 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 = 25.02 mm, σ = 0.01 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
15.신뢰구간보통
두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 30대, 평균 135 h, 알려진 표준 편차 8 h. 모델 2: 휴대전화 100대, 평균 129.5 h, 알려진 표준 편차 18 h. μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 상한을 구하시오.
두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 7개 구획, 평균 수확량 47.5 kg, 표준 편차 6.5 kg. 구획 집단 2: 24개 구획, 평균 49.5 kg, 표준 편차 3.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 하한을 구하시오.
학생 16명 표본의 평균 점수는 97.4, 표본 표준편차는 4입니다. H₀: μ = 100에 대한 검정통계량 t를 구하세요.
μ₀ = 100x̄ = 97.4s = 4n = 16
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
H₀: μ = 200 대 H₁: μ < 200의 단측 z 검정을 표본 크기 25, α = 0.05에서 실시한다. 표준 편차는 10로 알려져 있다. 실제 평균은 193이다. 제2종 오류의 확률 β을(를) 퍼센트로 구하시오.
μ₀ = 200μ = 193σ = 10n = 25α = 0.05
β = %
19.선형 회귀와 상관보통
표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.
n = 6
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 21을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?
n = 6ŷ = 21
x =
3용액
1.화폐의 시간 가치
답: FV = 4045 €
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.
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 상환 횟수
i = 0.03/12 = 0.0025
N = 12·5 = 60
상환액
같은 금액 A를 N번 지급하는 것의 현재 가치는 A·(1 − (1 + i)⁻ᴺ)/i입니다. 이를 대출금과 같게 놓고 A를 구합니다.
(1 + i)−N = 0.8609
A = 12 000·0.0025/(1 − 0.8609) = €215.62
답
A = €215.62
3.NPV와 IRR
답: EAC = 13024 €
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 − 1.08−7)/0.08 = 5.206
연간화한 구입 가격
60 000/5.206 = 11 524.34
EAC
EAC = 11 524.34 + 1 500 = €13 024.34
답
EAC = €13 024.34
4.NPV와 IRR
답: IRR = 31.23 %
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(30%) = 166.14
NPV(35%) = −480.62
범위 좁히기
선형 보간으로 첫 추정치를 얻고, 이를 반복하면(또는 계산기의 IRR 기능을 쓰면) 정확한 이율을 얻습니다.
IRR ≈ 30 + 5·166.14/(166.14 − (−480.62)) = 31.28%
정확한 값: NPV(31.23%) = 0 → IRR = 31.23%
답
IRR = 31.23%
5.채권 가격과 수익률
답: c = 7.009 %
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.
액면가의 현재 가치
1000·(1 + 0.03)−4 = €888.49
이표
C = (1149 − 888.49)/3.717 = €70.09
표면 이자율
c = 70.09/1000 = 7.009%
답
c = 7.009%
6.채권 가격과 수익률
답: P = 1070 €
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.
수정 듀레이션
Dmod = 5.1/1.05 = 4.857
추정 가격 변화
%ΔP ≈ −4.857·(−0.01) = 4.857%
P ≈ 1020·(1 + 0.04857) = €1 069.54
답
P = €1 069.54
듀레이션은 선형 추정입니다. 수익률 변화가 크면 볼록성 때문에 실제 가격이 조금 더 높습니다.
7.CAPM과 WACC
답: rm = 7 %
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.
시장 위험 프리미엄
rm − rf = (5.8% − 1%)/0.8 = 6%
시장 수익률
rm = 1% + 6% = 7%
답
rm = 7%
8.CAPM과 WACC
답: WACC = 10.07 %
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.
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 = (115 − 100)/12 = 1.25
답
z = 1.25
11.확률
답: P = 0.2
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.
첫 번째와 두 번째 꺼내기
P = 7/15 · 6/14 = 42/210 = 0.2
답
P = 0.2
12.확률
답: P = 0.5282
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.
고장 0개와 1개
P(X = 0) = 0.75 = 0.1681
P(X = 1) = 5·0.3·0.74 = 0.3601
더하기
P = 0.1681 + 0.3601 = 0.5282
답
P = 0.5282
13.정규분포
답: z = 1.33
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 + 0.8165)/2 = 0.9082
z-표를 거꾸로 읽기
표 안에서 0.9082을 찾아 z를 읽으세요.
z = 1.33
답
z = 1.33
14.정규분포
답: P = 0.8133
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 = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.02236 mm
표준화하기
z = (0 − 0.02)/0.02236 = −0.89
확률
P = 1 − Φ(−0.89) = 0.8133
답
P = 0.8133
15.신뢰구간
답: 상한 = 9.313 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 = 135 − 129.5 = 5.5
표준오차
SE = √(8²/30 + 18²/100) = 2.318
오차 한계
E = 1.645·2.318 = 3.813
구간
5.5 ± 3.813 → [1.687, 9.313]
답
상한 = 9.313 h
구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.
16.신뢰구간
답: 하한 = −7.086 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 = (6·6.5² + 23·3.5²)/29 = 18.46
sp = 4.296
오차 한계
E = 2.756·4.296·√(1/7 + 1/24) = 5.086
구간
−2 ± 5.086 → [−7.086, 3.086]
답
하한 = −7.086 kg
17.가설 검정과 신뢰구간
답: t = −2.6
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 = 4/√16 = 4/4 = 1
검정통계량
t = (97.4 − 100)/1 = −2.6
답
t = −2.6
t0.025; df = 15 = 2.131
|t| > 2.131이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.
18.가설 검정과 신뢰구간
답: β = 3.18 %
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 = 10/√25 = 2
x̄c = 200 − 1.645·2 = 196.7
참 평균에서의 z
z = (196.7 − 193)/2 = 1.855
제2종 오류
검정력 = P(Z < 1.855) = 96.82%
β = 100% − 96.82% = 3.18%
답
β = 3.18%
19.선형 회귀와 상관
답: r = 0.983
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 = 42/6 = 7
ȳ = 67/6 = 11.17
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 103
Syy = Σ(y − ȳ)² = 156.8
상관계수
r = 103/√(70·156.8) = 0.983
답
r = 0.983
20.선형 회귀와 상관
답: x = 1.526
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 = 82/6 = 13.67
제곱합과 곱의 합
Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −65
회귀직선
b = −65/17.5 = −3.714
a = 13.67 − (−3.714)·3.5 = 26.67
ŷ = 26.67 − 3.714·x
x 구하기
x = (21 − 26.67)/(−3.714) = 1.526
답
x = 1.526
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