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
년012PV = ?€5 000

2년 후 €5 000이 필요합니다. 계좌 이율은 연 3%, 월 복리입니다. 오늘 얼마를 예금해야 할까요? 현재 가치 PV를 구하세요.

FV = €5 0003% / 12n = 2
PV = €
2.화폐의 시간 가치어려움
개월01…216…300€150 000AB = ?A4.8% / 12

€150 000의 주택 담보 대출을 연 4.8%, 월 복리로 25년 동안 매월 같은 금액으로 상환한다. 18년 차 말의 상환 직후 남은 금액은 얼마인가? 대출 잔액 B을(를) 구하시오.

P = €150 0004.8% / 12N = 300k = 216
B = €
3.NPV와 IRR보통
년012345−40 00010 00016 50014 00010 5008 500

한 프로젝트는 오늘 €40 000이(가) 들고 1년 차부터 5년 차까지 매년 말 €10 000, €16 500, €14 000, €10 500, €8 500을(를) 돌려준다. 자본 비용은 6%이다. 현금흐름은 각 연도 동안 균등하게 들어온다고 가정한다. 할인 회수 기간 DPB을(를) 연 단위로 구하시오.

r = 6%CF0 = −40 000CF1 = 10 000CF2 = 16 500CF3 = 14 000CF4 = 10 500CF5 = 8 500
DPB = 년
4.NPV와 IRR어려움
년012−25 00018 00014 000

어떤 프로젝트는 €25 000이 들고 1년 차부터 2년 차 말까지 €18 000, €14 000을 돌려줍니다. 내부수익률 IRR를 퍼센트로 구하세요.

CF0 = −25 000CF1 = 18 000CF2 = 14 000
IRR = %
5.채권 가격과 수익률보통
년01234567P€60€60€60 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 6%의 이표를 지급하며 7년 후 만기이다. 만기 수익률이 3%에서 1.5%(으)로 바뀐다. 채권 가격은 얼마나 ΔP 변하는가?

F = €1 000표면이자율 = 6%n = 7y1 = 3%y2 = 1.5%
ΔP = €
6.채권 가격과 수익률어려움
년0123456P€80€80€80 + €1 000

액면가 €1 000인 채권이 연 8%의 이표를 지급하며 6년 후 만기이다. 만기 수익률은 3.5%이다. 매콜리 듀레이션 D을(를) 연 단위로 구하시오.

F = €1 000표면이자율 = 8%n = 6YTM = 3.5%
D = 년
7.CAPM과 WACC보통
WACC = ?보통주€8 000 000re​ = 9%우선주€1 000 000rp​ = 7.5%부채€6 000 000rd​ = 4.5%T = 20%

한 회사는 €8 000 000 상당의 보통주, €1 000 000 상당의 우선주, €6 000 000 상당의 부채로 자금을 조달한다. 자기자본 비용은 9%, 우선주 비용은 7.5%, 세전 부채 비용은 4.5%이다. 세율은 20%이다. WACC를 구하시오.

E = €8 000 000Ps = €1 000 000D = €6 000 000re = 9%rp = 7.5%rd = 4.5%T = 20%
WACC = %
8.CAPM과 WACC어려움
WACC = ?자기자본1 000 000 × €46.00β = 1.1rf​ = 1.5%, rm​ = 8%부채10 000 × €980rd​ = 7%T = 25.8%

어떤 회사가 주당 €46.00인 주식 1 000 000주와 개당 €980에 거래되는 채권 10 000개을(를) 가지고 있습니다. 세전 부채 비용은 7%, 세율은 25.8%입니다. 주식의 베타는 1.1, 무위험 이자율은 1.5%, 시장 수익률은 8%입니다. WACC를 구하세요.

β = 1.1rf = 1.5%rm = 8%rd = 7%T = 25.8%
WACC = %
9.기술통계보통
20253035404550

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 19, 54, 39, 29, 31, 39.

n = 6
s =
10.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 50, 표준편차 8인 정규분포를 따릅니다. 66보다 작은 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 50σ = 8x = 66
P =
11.확률보통
빨강: 8파랑: 7

주머니에 빨간 공 8개와 파란 공 7개가 있습니다. 첫 공을 다시 넣지 않고 두 개를 꺼냅니다. 두 공이 모두 빨간 공일 확률 P는 얼마일까요?

8 / 7
P =
12.확률어려움
n = 8, p = 0.5: P(X = 4) = ?k012345678

어떤 시험에 객관식 문제가 8개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.5로 맞힙니다. 정확히 4개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?

n = 8p = 0.5k = 4
P =
13.정규분포보통
−3−2−10123z−z와 z 사이의 색칠한 넓이 = 0.9668

표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.9668이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.9668
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
μ₁ − μ₂0LU = ?x̄₁ − x̄₂E99%

두 휴대전화 모델의 배터리 수명을 비교한다. 모델 1: 휴대전화 40대, 평균 47.5 h, 알려진 표준 편차 7 h. 모델 2: 휴대전화 60대, 평균 53.5 h, 알려진 표준 편차 14 h. μ₁ − μ₂에 대한 99% 신뢰구간의 상한을 구하시오.

n₁ = 40x̄₁ = 47.5 hσ₁ = 7 hn₂ = 60x̄₂ = 53.5 hσ₂ = 14 h99%
상한 = h
16.신뢰구간어려움
μ₁ − μ₂, t(29) = 1.6990LUx̄₁ − x̄₂E = ?90%

두 비료를 시험한다. 구획 집단 1: 16개 구획, 평균 수확량 27.5 kg, 표준 편차 6 kg. 구획 집단 2: 15개 구획, 평균 33.5 kg, 표준 편차 7 kg. 분산이 같다고 가정한다(합동 t, df = n₁ + n₂ − 2). μ₁ − μ₂에 대한 90% 신뢰구간의 오차 한계 E을(를) 구하시오.

n₁ = 16x̄₁ = 27.5s₁ = 6n₂ = 15x̄₂ = 33.5s₂ = 790%t(29) = 1.699
E = kg
17.가설 검정과 신뢰구간보통
−1.961.96z = ?

두 생산 라인이 같은 부품을 만든다. 라인 1: 부품 30개 표본의 평균 길이는 150 mm이고, 라인의 알려진 표준 편차는 9 mm이다. 라인 2: 부품 80개 표본의 평균은 148.8 mm, 알려진 표준 편차는 10 mm이다. 차이를 x̄₁ − x̄₂(라인 1 빼기 라인 2)로 하여 H₀: μ₁ = μ₂에 대한 검정 통계량 z을(를) 구하시오.

n₁ = 30x̄₁ = 150 mmσ₁ = 9 mmn₂ = 80x̄₂ = 148.8 mmσ₂ = 10 mm
z =
18.가설 검정과 신뢰구간어려움
z −1.9601.96

측정값 16개의 표본 평균은 120.1입니다. 모표준편차는 5입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 상한 U를 구하세요.

x̄ = 120.1σ = 5n = 1695%
U =
19.선형 회귀와 상관보통
xy131229325422525622xy2462530

표에는 x = 자동차 연식(년), y = 가격(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 피어슨 상관계수 r을(를) 구하세요.

n = 6
r =
20.선형 회귀와 상관어려움
xy2114196258351043xy51010203040x = 3

표에는 x = 하중(kN), y = 늘음량(mm)의 짝지은 관측값 5쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (3, 18)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.

n = 5(3, 18)
e =

3용액

1.화폐의 시간 가치

답: PV = 4709 €

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.

이율과 기간 수

i = 0.03/12 = 0.0025
N = 12·2 = 24

현재 가치

PV = FV/(1 + i)N = 5 000/1.062 = €4 709.18

답

PV = €4 709.18
2.화폐의 시간 가치

답: B = 61217 €

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 = 0.004, N = 300
A = 150 000·0.004/(1 − (1 + 0.004)−300) = €859.50

남은 상환액의 현재 가치

아직 남은 부채는 남은 상환액으로 정확히 갚아야 합니다.

N − k = 300 − 216 = 84
B = 859.5·(1 − (1 + 0.004)−84)/0.004 = €61 217.09

답

B = €61 217.09
3.NPV와 IRR

답: DPB = 3.496 년

회수 기간: 누적 현금흐름이 초기 투자액을 회수할 때까지의 시간입니다. 현금은 각 연도 동안 균등하게 들어온다고 가정하므로 마지막 부분은 1년의 일부가 됩니다. 단순 회수 기간은 화폐의 시간 가치를 무시하며, 할인 회수 기간은 대신 할인된 현금흐름을 씁니다.

할인 현금흐름과 누적 현금흐름

연도 1: 10 000/1.06 = 9 433.96 → Σ = 9 433.96
연도 2: 16 500/1.124 = 14 684.94 → Σ = 24 118.90
연도 3: 14 000/1.191 = 11 754.67 → Σ = 35 873.57
연도 4: 10 500/1.262 = 8 316.98 → Σ = 44 190.56

마지막 해의 분율

DPB = 3 + 4 126.43/8 316.98 = 3.496

답

DPB = 3.496 년

할인 회수 기간은 항상 단순 회수 기간(2.964년)보다 깁니다.

4.NPV와 IRR

답: IRR = 19.04 %

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%) = 1 238.19
NPV(20%) = −277.78

범위 좁히기

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

IRR ≈ 15 + 5·1 238.19/(1 238.19 − (−277.78)) = 19.08%
정확한 값: NPV(19.04%) = 0 → IRR = 19.04%

답

IRR = 19.04%
5.채권 가격과 수익률

답: ΔP = 110 €

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.

이전 수익률에서의 가격

C = €60.00, i = 0.03, N = 7
€60.00·(1 − 0.8131)/0.03 + €1 000·0.8131 = €373.82 + €813.09 = €1 186.91

새 수익률에서의 가격

C = €60.00, i = 0.015, N = 7
€60.00·(1 − 0.901)/0.015 + €1 000·0.901 = €395.89 + €901.03 = €1 296.92

변화

ΔP = 1 296.92 − 1 186.91 = €110.01

답

ΔP = €110.01
6.채권 가격과 수익률

답: D = 5.106 년

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.

각 현금흐름의 현재 가치

t = 1: 80/1.035 = 77.29, t·PV = 77.29
t = 2: 80/1.071 = 74.68, t·PV = 149.36
t = 3: 80/1.109 = 72.16, t·PV = 216.47
t = 4: 80/1.148 = 69.72, t·PV = 278.86
t = 5: 80/1.188 = 67.36, t·PV = 336.79
t = 6: 1080/1.229 = 878.58, t·PV = 5 271.48

듀레이션

P = 1 239.78
D = 6 330.26/1 239.78 = 5.106

답

D = 5.106 년
7.CAPM과 WACC

답: WACC = 6.74 %

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 = 8 000 000 + 1 000 000 + 6 000 000 = €15 000 000
E/V = 0.5333, Ps/V = 0.06667, D/V = 0.4

WACC

WACC = 0.5333·9% + 0.06667·7.5% + 0.4·4.5%·(1 − 0.2) = 6.74%

답

WACC = 6.74%
8.CAPM과 WACC

답: WACC = 8.043 %

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·€46.00 = €46 000 000
D = 10 000·€980 = €9 800 000

자기자본 비용 (CAPM)

re = 1.5% + 1.1·6.5% = 8.65%

가중치

V = €55 800 000, E/V = 0.8244, D/V = 0.1756

WACC

WACC = 0.8244·8.65% + 0.1756·7%·(1 − 0.258) = 8.043%

답

WACC = 8.043%
9.기술통계

답: s = 11.84

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 = 211/6 = 35.17

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−16.17)² + 18.83² + 3.833² + (−6.167)² + (−4.167)² + 3.833² = 700.8

표준편차

s = √(700.8/5) = 11.84

답

s = 11.84
10.기술통계

답: P = 0.9772

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 = 2

표준정규분포표

Φ(2) = 0.9772
P = 0.9772

답

P = 0.9772
11.확률

답: P = 0.2667

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 = 8/15 · 7/14 = 56/210 = 0.2667

답

P = 0.2667
12.확률

답: P = 0.2734

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 = 4) = 70·0.54·0.54 = 70·0.0625·0.0625 = 0.2734

답

P = 0.2734
13.정규분포

답: z = 2.13

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 + 0.9668)/2 = 0.9834

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.9834을 찾아 z를 읽으세요.

z = 2.13

답

z = 2.13
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: 상한 = −0.5405 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 = 47.5 − 53.5 = −6

표준오차

SE = √(7²/40 + 14²/60) = 2.119

오차 한계

E = 2.576·2.119 = 5.459

구간

−6 ± 5.459 → [−11.46, −0.5405]

답

상한 = −0.5405 h

구간이 0을 포함하지 않으므로 두 평균은 유의하게 다릅니다.

16.신뢰구간

답: E = 3.97 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 = (15·6² + 14·7²)/29 = 42.28
sp = 6.502

오차 한계

E = 1.699·6.502·√(1/16 + 1/15) = 3.97

답

E = 3.97 kg
17.가설 검정과 신뢰구간

답: z = 0.6038

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 = √(9²/30 + 10²/80) = √3.95 = 1.987

검정통계량

z = (150 − 148.8)/1.987 = 0.6038

답

z = 0.6038

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

18.가설 검정과 신뢰구간

답: U = 122.5

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 = 1.96·5/√16 = 2.45

구간 끝값

U = 120.1 + 2.45 = 122.5

답

U = 122.5
19.선형 회귀와 상관

답: r = −0.874

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 = 154/6 = 25.67

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 17.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = −30
Syy = Σ(y − ȳ)² = 67.33

상관계수

r = −30/√(17.5·67.33) = −0.874

답

r = −0.874
20.선형 회귀와 상관

답: e = 3.4

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 = 30/5 = 6
ȳ = 133/5 = 26.6

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 40
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 160

회귀직선

b = 160/40 = 4
a = 26.6 − 4·6 = 2.6
ŷ = 2.6 + 4·x

예측값

ŷ = 2.6 + 4·3 = 14.6

잔차

e = 18 − 14.6 = 3.4

답

e = 3.4

점이 직선 위쪽에 있습니다.

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