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
기간0123…1211 + EAR = ?21% / 12

신용카드의 명목 이자율은 연 21%, 월 복리이다. 실효 연이율 EAR을(를) 퍼센트로 구하시오.

r = 21%m = 12
EAR = %
2.화폐의 시간 가치어려움
개월01…168…240€300 000AB = ?A4.2% / 12

€300 000의 주택 담보 대출을 연 4.2%, 월 복리로 20년 동안 매월 같은 금액으로 상환한다. 14년 차 말의 상환 직후 남은 금액은 얼마인가? 대출 잔액 B을(를) 구하시오.

P = €300 0004.2% / 12N = 240k = 168
B = €
3.NPV와 IRR보통
년01234−20 0005 0006 0007 0009 000

€20 000을 투자하면 1년 차부터 4년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €5 000, €6 000, €7 000, €9 000. 자본 비용은 8%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 8%CF0 = −20 000CF1 = 5 000CF2 = 6 000CF3 = 7 000CF4 = 9 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년012−50 00033 50028 500

어떤 프로젝트는 €50 000이 들고 1년 차부터 2년 차 말까지 €33 500, €28 500을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −50 000CF1 = 33 500CF2 = 28 500
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년0123…11€1 166C = ?C = ?C = ? + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 11년 후 만기이며 연 이표를 지급한다. 만기 수익률이 5%일 때 €1 166에 팔린다. 이표율 c을(를) 퍼센트로 구하시오.

F = €1 000n = 11P = €1 166YTM = 5%
c = %
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123…9€910€80€80 + €1 000

액면가 €1 000, 연 이자율 8%인 채권이 9년 후 만기이며 €910에 거래됩니다. 만기 수익률 YTM을(를) 퍼센트로 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 8%n = 9P = €910
YTM = %
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?자기자본€6 000 000re​ = 11%부채€3 000 000rd​ = 3%T = 30%

어떤 회사가 €6 000 000의 자기자본과 €3 000 000의 부채을(를) 가지고 있습니다. 자기자본 비용은 11%, 세전 부채 비용은 3%, 세율은 30%입니다. WACC를 구하세요.

E = €6 000 000D = €3 000 000re = 11%rd = 3%T = 30%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본4 000 000 × €46.50β = 0.6rf​ = 1%, rm​ = 5.5%부채20 000 × €980rd​ = 7%T = 30%

어떤 회사가 주당 €46.50인 주식 4 000 000주와 개당 €980에 거래되는 채권 20 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 7%, 세율은 30%입니다. 주식의 베타는 0.6, 무위험 이자율은 1%, 시장 수익률은 5.5%입니다. WACC를 구하세요.

β = 0.6rf = 1%rm = 5.5%rd = 7%T = 30%
WACC = %
9.기술통계보통
152025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 56, 53, 54, 19, 53, 12.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 170, 표준편차 8인 정규분포를 따릅니다. 162보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 170σ = 8x = 162
P =
11.확률보통
n = 11k = 3N = ?

11명 중에서 3명으로 된 위원회를 뽑는 방법 N은 몇 가지일까요? 순서는 상관없습니다.

n = 11k = 3
N =
12.확률어려움
n = 6, p = 0.6: P(X ≤ 1) = ?k0123456

부품 6개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.6로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?

n = 6p = 0.6
P =
13.정규분포보통
−3−2−10123z−z와 z 사이의 색칠한 넓이 = 0.4713

표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.4713이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.4713
z =
14.정규분포어려움
0.04 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.04 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 축 지름 d는 독립이며 평균 25 mm, 표준편차 0.015 mm인 정규분포를 따릅니다. 무작위로 고른 축은 D − d > 0일 때 끼워집니다. 끼워질 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

구멍: μ = 25.04 mm, σ = 0.02 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0LUx̄₁ − x̄₂E = ?99%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 30대, 평균 130 h, 알려진 표준 편차 4 h. 모델 2: 휴대전화 50대, 평균 141 h, 알려진 표준 편차 4 h. μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하시오.

n₁ = 30x̄₁ = 130 hσ₁ = 4 hn₂ = 50x̄₂ = 141 hσ₂ = 4 h99%
E = h
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(24) = 1.7110LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 21개 구획, 평균 수확량 14.5 kg, 표준 편차 2.5 kg. 구획 집단 2: 5개 구획, 평균 25.5 kg, 표준 편차 2.5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 21x̄₁ = 14.5s₁ = 2.5n₂ = 5x̄₂ = 25.5s₂ = 2.590%t(24) = 1.711
상한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
t −2.06402.064

학생 25명 표본의 평균 점수는 196.6, 표본 표준편차는 12입니다. H₀: μ = 200에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 200x̄ = 196.6s = 12n = 25
t =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 50 대 H₁: μ < 50의 단측 z 검정을 표본 크기 64, α = 0.05에서 실시한다. 표준 편차는 16로 알려져 있다. 실제 평균은 47이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 50μ = 47σ = 16n = 64α = 0.05
1 − β = %
19.선형 회귀와 상관보통
xy18502152246527743085xy2025306080

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

n = 5
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy127222324421522620xy2462025x = 2.5

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. x = 2.5일 때 ŷ을(를) 예측하세요.

n = 6x = 2.5
ŷ =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: EAR = 23.14 %

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.

기간당 이자율

r/m = 0.21/12 = 0.0175

1년간 복리 계산

EAR = (1 + 0.0175)12 − 1 = 1.231 − 1 = 23.14%

답

EAR = 23.14%

이자가 1년에 두 번 이상 복리로 붙으면 EAR은 항상 명목 이자율보다 높습니다.

2.화폐의 시간 가치

답: B = 117543 €

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 = 0.0035, N = 240
A = 300 000·0.0035/(1 − (1 + 0.0035)−240) = €1 849.71

남은 상환액의 현재 가치

아직 남은 부채는 남은 상환액으로 정확히 갚아야 합니다.

N − k = 240 − 168 = 72
B = 1850·(1 − (1 + 0.0035)−72)/0.0035 = €117 542.98

답

B = €117 542.98
3.NPV와 IRR

답: NPV = 1946 €

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 + 0.08)1 = 5 000/1.08 = 4 629.63
CF2/(1 + 0.08)2 = 6 000/1.166 = 5 144.03
CF3/(1 + 0.08)3 = 7 000/1.26 = 5 556.83
CF4/(1 + 0.08)4 = 9 000/1.36 = 6 615.27

더하기

NPV = €1 945.76

답

NPV = €1 945.76

NPV가 양수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 많이 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 16.1 %

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(15%) = 680.53
NPV(20%) = −2 291.67

범위 좁히기

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

IRR ≈ 15 + 5·680.53/(680.53 − (−2 291.67)) = 16.14%
정확한 값: NPV(16.1%) = 0 → IRR = 16.1%

답

IRR = 16.1%
5.채권 가격과 수익률

답: c = 6.998 %

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.

액면가의 현재 가치

1000·(1 + 0.05)−11 = €584.68

이표

C = (1166 − 584.68)/8.306 = €69.98

표면 이자율

c = 69.98/1000 = 6.998%

답

c = 6.998%
6.채권 가격과 수익률

답: YTM = 9.534 %

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

€910 = €80·(1 − (1 + y)⁻⁹)/y + €1 000/(1 + y)⁹

수치적으로 풀기

P(9%) = €940.05, P(10%) = €884.82
YTM = 9.534%

답

YTM = 9.534%
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.033 %

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 = €9 000 000, E/V = 0.6667, D/V = 0.3333

WACC

WACC = 0.6667·11% + 0.3333·3%·(1 − 0.3) = 8.033%

답

WACC = 8.033%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 3.814 %

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 = 4 000 000·€46.50 = €186 000 000
D = 20 000·€980 = €19 600 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 1% + 0.6·4.5% = 3.7%

가중치

V = €205 600 000, E/V = 0.9047, D/V = 0.09533

WACC

WACC = 0.9047·3.7% + 0.09533·7%·(1 − 0.3) = 3.814%

답

WACC = 3.814%
9.기술통계

답: s = 20.03

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 = 247/6 = 41.17

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 14.83² + 11.83² + 12.83² + (−22.17)² + 11.83² + (−29.17)² = 2007

표준편차

s = √(2007/5) = 20.03

답

s = 20.03
10.기술통계

답: P = 0.8413

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 = −1

표준정규분포표

Φ(−1) = 0.1587
P = 1 − 0.1587 = 0.8413

답

P = 0.8413
11.확률

답: N = 165

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.

조합

C(11, 3) = (11·10·9)/(3·2·1) = 165

답

N = 165
12.확률

답: P = 0.04096

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) = 0.46 = 0.004096
P(X = 1) = 6·0.6·0.45 = 0.03686

더하기

P = 0.004096 + 0.03686 = 0.04096

답

P = 0.04096
13.정규분포

답: z = 0.63

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 + 0.4713)/2 = 0.7357

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.7357을 찾아 z를 읽으세요.

z = 0.63

답

z = 0.63
14.정규분포

답: P = 0.9452

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 = 25.04 − 25 = 0.04 mm, σ = 0.025 mm

표준화하기

z = (0 − 0.04)/0.025 = −1.6

확률

P = 1 − Φ(−1.6) = 0.9452

답

P = 0.9452
15.신뢰구간

답: E = 2.38 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 = 130 − 141 = −11

표준오차

SE = √(4²/30 + 4²/50) = 0.9238

오차 한계

E = 2.576·0.9238 = 2.38

답

E = 2.38 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: 상한 = −8.871 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 = (20·2.5² + 4·2.5²)/24 = 6.25
sp = 2.5

오차 한계

E = 1.711·2.5·√(1/21 + 1/5) = 2.129

구간

−11 ± 2.129 → [−13.13, −8.871]

답

상한 = −8.871 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: t = −1.417

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 = 12/√25 = 12/5 = 2.4

검정통계량

t = (196.6 − 200)/2.4 = −1.417

답

t = −1.417
t0.025; df = 24 = 2.064

|t| < 2.064이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각하지 않습니다.

18.가설 검정과 신뢰구간

답: 1 − β = 44.24 %

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 = 16/√64 = 2
x̄c = 50 − 1.645·2 = 46.71

참 평균에서의 z

z = (46.71 − 47)/2 = −0.145

전력

검정력 = P(Z < −0.145) = 44.24%
1 − β = 44.24%

답

1 − β = 44.24%
19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9836

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 = 326/5 = 65.2

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 90
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 276
Syy = Σ(y − ȳ)² = 874.8

상관계수

r = 276/√(90·874.8) = 0.9836

답

r = 0.9836
20.선형 회귀와 상관

답: ŷ = 23.75

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 = 21/6 = 3.5
ȳ = 136/6 = 22.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −19

회귀직선

b = −19/17.5 = −1.086
a = 22.67 − (−1.086)·3.5 = 26.47
ŷ = 26.47 − 1.086·x

예측

ŷ = 26.47 + (−1.086)·2.5 = 23.75

답

ŷ = 23.75

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