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 = ?€10 000+1%+1%…r = 4%

한 부동산은 내년에 순임대료 €10 000을(를) 벌 것으로 예상된다. 임대료는 매년 1%씩 영구히 증가할 것으로 예상된다. 요구 수익률은 연 4%이다. 이 부동산의 오늘 가치 PV을(를) 구하시오.

C1 = €10 000g = 1%r = 4%
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월01…120…360€200 000AB = ?A3.6% / 12

€200 000의 주택 담보 대출을 연 3.6%, 월 복리로 30년 동안 매월 같은 금액으로 상환한다. 10년 차 말의 상환 직후 남은 금액은 얼마인가? 대출 잔액 B을(를) 구하시오.

P = €200 0003.6% / 12N = 360k = 120
B = €
3.NPV와 IRR보통
년0123−30 00010 00011 00010 000

€30 000을 투자하면 1년 차부터 3년 차 말까지 다음 현금흐름이 생깁니다: €10 000, €11 000, €10 000. 자본 비용은 5%입니다. 순현재가치 NPV를 구하세요.

r = 5%CF0 = −30 000CF1 = 10 000CF2 = 11 000CF3 = 10 000
NPV = €
4.NPV와 IRR어려움
년0123−50 00036 00032 50037 500

어떤 프로젝트는 €50 000이 들고 1년 차부터 3년 차 말까지 €36 000, €32 500, €37 500을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −50 000CF1 = 36 000CF2 = 32 500CF3 = 37 500
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
반기0123…16€25€25€25 + €1 000P = ?

액면가 €1 000인 채권이 연 5%의 이자를 반년마다 두 번에 나누어 지급하며 8년 후 만기입니다. 만기 수익률은 연 7%입니다. 채권 가격 P을(를) 구하세요.

F = €1 000표면이자율 = 5%YTM = 7%n = 8
P = €
6.채권 가격과 수익률어려움

채권이 만기 수익률 7%(연 복리), 매콜리 듀레이션 5.7년으로 €915에 거래된다. 수익률이 150bp 내릴 때의 새 가격 P을(를) 수정 듀레이션으로 추정하시오.

P0 = €915y = 7%D = 5.7Δy = −150 bp
P = €
7.CAPM과 WACC보통
βr (%)SMLrf​ = 3%β = 1rm​ = ?β = 1.25re​ = 10.5%

베타가 1.25인 주식의 요구 수익률은 10.5%이다. 무위험 이자율은 3%이다. CAPM이 암시하는 기대 시장 수익률 rm은(는) 얼마인가?

β = 1.25re = 10.5%rf = 3%
rm = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본€12 000 000re​ = 9%채권8 000 × €1 085표면이자율 7%, n = 7T = 28%

한 회사의 자기자본 시장가치는 €12 000 000, 자기자본 비용은 9%이다. 부채는 채권 8 000개(액면가 €1 000, 연 이표 7%, 만기까지 7년)로 이루어지며 각각 €1 085에 거래된다. 세율은 28%이다. 채권의 만기 수익률을 세전 부채 비용으로 하여 WACC를 구하시오.

E = €12 000 000re = 9%채권: 8 000 × €1 085표면이자율 = 7%n = 7T = 28%
WACC = %
9.기술통계보통
15202530354045

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 33, 49, 22, 48, 25, 13.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 70, 표준편차 5인 정규분포를 따릅니다. 77.5보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 70σ = 5x = 77.5
P =
11.확률보통
n = 13k = 4N = ?

13명 중에서 4명으로 된 위원회를 뽑는 방법 N은 몇 가지일까요? 순서는 상관없습니다.

n = 13k = 4
N =
12.확률어려움
xp(x)00.310.3520.35μ

X의 분포가 표와 같고 Y = 3X + 4입니다. Y의 표준편차 σY을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35Y = 3X + 4
σY =
13.정규분포보통
96 kg97.1 kgT = X₁ + … + X₈?

상자의 질량은 독립이며 평균 12 kg, 표준편차 0.8 kg인 정규분포를 따릅니다. 그중 8개의 총 질량이 97.1 kg 미만일 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

μ = 12 kgσ = 0.8 kgn = 8< 97.1 kg
P =
14.정규분포어려움
μ = 178x = ?20%

성인 남성의 키은(는) 평균 178 cm, 표준편차 7 cm인 정규분포를 따릅니다. 전체의 20%가 그 아래에 있는 값 x(20 백분위수)을(를) 구하세요.

μ = 178σ = 7P = 20%
x = cm
15.신뢰구간보통
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E95%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 50대, 평균 56 h, 알려진 표준 편차 13 h. 모델 2: 휴대전화 50대, 평균 48 h, 알려진 표준 편차 11 h. μ₁ − μ₂에 대한 95% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 50x̄₁ = 56 hσ₁ = 13 hn₂ = 50x̄₂ = 48 hσ₂ = 11 h95%
상한 = h
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(24) = 2.7970L = ?Ux̄₁ − x̄₂E99%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 13개 구획, 평균 수확량 69.5 kg, 표준 편차 3 kg. 구획 집단 2: 13개 구획, 평균 76 kg, 표준 편차 5 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 하한을 구하시오.

n₁ = 13x̄₁ = 69.5s₁ = 3n₂ = 13x̄₂ = 76s₂ = 599%t(24) = 2.797
하한 = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.961.96z = ?

두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 40개 표본의 평균 길이는 61 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 12 mm이다. 라인 2: 부품 60개 표본의 평균은 66.3 mm, 알려진 표준 편차는 16 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

n₁ = 40x̄₁ = 61 mmσ₁ = 12 mmn₂ = 60x̄₂ = 66.3 mmσ₂ = 16 mm
z =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
−1.961.96z = ?

한 임상 시험에서 치료 A를 받은 환자 120명 중 18명, 치료 B를 받은 환자 300명 중 81명이 회복한다. 합동 비율을 써서 H₀: p₁ = p₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

x₁ = 18n₁ = 120x₂ = 81n₂ = 300
z =
19.선형 회귀와 상관보통
xy14034756077899011103xy510406080100

표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy127229326426523621xy24625ŷ = 24

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 직선이 ŷ = 24을(를) 예측하는 값 x은(는) 얼마인가요?

n = 6ŷ = 24
x =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 333333 €

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) = 10 000/(0.04 − 0.01) = 10 000/0.03 = €333 333.33

답

PV = €333 333.33
2.화폐의 시간 가치

답: B = 155405 €

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 = 0.003, N = 360
A = 200 000·0.003/(1 − (1 + 0.003)−360) = €909.29

남은 상환액의 현재 가치

아직 남은 부채는 남은 상환액으로 정확히 갚아야 합니다.

N − k = 360 − 120 = 240
B = 909.3·(1 − (1 + 0.003)−240)/0.003 = €155 404.70

답

B = €155 404.70
3.NPV와 IRR

답: NPV = −1860 €

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 = −30 000
CF1/(1 + 0.05)1 = 10 000/1.05 = 9 523.81
CF2/(1 + 0.05)2 = 11 000/1.103 = 9 977.32
CF3/(1 + 0.05)3 = 10 000/1.158 = 8 638.38

더하기

NPV = €−1 860.49

답

NPV = €−1 860.49

NPV가 음수이므로 이 프로젝트는 요구 수익률보다 적게 법니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 49.23 %

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(45%) = 2 586.00
NPV(50%) = −444.44

범위 좁히기

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

IRR ≈ 45 + 5·2 586.00/(2 586.00 − (−444.44)) = 49.27%
정확한 값: NPV(49.23%) = 0 → IRR = 49.23%

답

IRR = 49.23%
5.채권 가격과 수익률

답: P = 879.1 €

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 = €25.00, i = 0.035, N = 16

이자의 현재 가치

€25.00·(1 − 0.5767)/0.035 = €302.35

액면가의 현재 가치

€1 000·0.5767 = €576.71

가격

P = €879.06

답

P = €879.06

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

6.채권 가격과 수익률

답: P = 988.1 €

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 = 5.7/1.07 = 5.327

추정 가격 변화

%ΔP ≈ −5.327·(−0.015) = 7.991%
P ≈ 915·(1 + 0.07991) = €988.11

답

P = €988.11

듀레이션은 선형 추정입니다. 수익률 변화가 크면 볼록성 때문에 실제 가격이 조금 더 높습니다.

7.CAPM과 WACC

답: rm = 9 %

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 = (10.5% − 3%)/1.25 = 6%

시장 수익률

rm = 3% + 6% = 9%

답

rm = 9%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.886 %

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)

1085 = 70·(1 − (1 + y)−7)/y + 1000/(1 + y)7
y = 5.504%

시장가치

D = 8 000·€1 085 = €8 680 000
V = €20 680 000, E/V = 0.5803, D/V = 0.4197

WACC

WACC = 0.5803·9% + 0.4197·5.504%·(1 − 0.28) = 6.886%

답

WACC = 6.886%
9.기술통계

답: s = 14.53

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 = 190/6 = 31.67

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 1.333² + 17.33² + (−9.667)² + 16.33² + (−6.667)² + (−18.67)² = 1055

표준편차

s = √(1055/5) = 14.53

답

s = 14.53
10.기술통계

답: P = 0.06681

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 = 1.5

표준정규분포표

Φ(1.5) = 0.9332
P = 1 − 0.9332 = 0.06681

답

P = 0.06681
11.확률

답: N = 715

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(13, 4) = (13·12·11·10)/(4·3·2·1) = 715

답

N = 715
12.확률

답: σY = 2.414

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 = 1.05, Var(X) = 0.6475, σX = 0.8047

일차 변환

σY = |3|·0.8047 = 2.414

답

σY = 2.414

평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 3·1.05 + 4 = 7.15.

13.정규분포

답: P = 0.6879

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.

합계의 분포

μT = 96 kg, σT = 0.8·√8 = 2.263 kg

표준화하기

z = (97.1 − 96)/2.263 = 0.49

확률

P = Φ(0.49) = 0.6879

답

P = 0.6879
14.정규분포

답: x = 172.1 cm

정규분포: 값 x를 z점수 z = (x − μ)/σ로 바꾸면 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지 알 수 있습니다. z표(또는 Φ(z))는 z 왼쪽의 넓이, 즉 P(X < x)를 줍니다. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)이고, 두 값 사이의 넓이는 두 넓이의 차입니다.

백분위수에 해당하는 z

Φ(z) = 0.2 → z = −0.8416

다시 x로

x = 178 + −0.8416·7 = 172.11 cm

답

x = 172.11 cm
15.신뢰구간

답: 상한 = 12.72 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 = 56 − 48 = 8

표준오차

SE = √(13²/50 + 11²/50) = 2.408

오차 한계

E = 1.96·2.408 = 4.72

구간

8 ± 4.72 → [3.28, 12.72]

답

상한 = 12.72 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: 하한 = −11.02 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 = (12·3² + 12·5²)/24 = 17
sp = 4.123

오차 한계

E = 2.797·4.123·√(1/13 + 1/13) = 4.523

구간

−6.5 ± 4.523 → [−11.02, −1.977]

답

하한 = −11.02 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −1.89

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 = √(12²/40 + 16²/60) = √7.867 = 2.805

검정통계량

z = (61 − 66.3)/2.805 = −1.89

답

z = −1.89

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

18.가설 검정과 신뢰구간

답: z = −2.618

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.

표본 비율

p̂₁ = 18/120 = 0.15
p̂₂ = 81/300 = 0.27
p̂ = 99/420 = 0.2357

H₀에서의 표준 오차

SE = √(0.2357·0.7643·(1/120 + 1/300)) = 0.04585

검정통계량

z = (0.15 − 0.27)/0.04585 = −2.618

답

z = −2.618

|z| > 1.96이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

19.선형 회귀와 상관

답: r = 0.9948

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 = 36/6 = 6
ȳ = 418/6 = 69.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 462
Syy = Σ(y − ȳ)² = 3081

상관계수

r = 462/√(70·3081) = 0.9948

답

r = 0.9948
20.선형 회귀와 상관

답: x = 4.472

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 = 152/6 = 25.33

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −24

회귀직선

b = −24/17.5 = −1.371
a = 25.33 − (−1.371)·3.5 = 30.13
ŷ = 30.13 − 1.371·x

x 구하기

x = (24 − 30.13)/(−1.371) = 4.472

답

x = 4.472

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