공업수학: 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

극한

직접 대입
먼저 x = a를 대입해 보고, 0/0이 나오면 식을 간단히 하세요
인수분해 후 약분
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
켤레식
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
무한대에서의 극한
x의 최고차항으로 나누세요. 차수가 같으면 최고차항 계수의 비가 됩니다
특수 극한
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
로피탈 정리
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

도함수

거듭제곱 미분법
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
곱의 법칙
(uv)′ = u′v + uv′
몫의 미분법
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
연쇄 법칙
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
주요 도함수
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

방법

  1. 구조를 파악하세요: 합, 곱, 몫, 또는 합성.
  2. x의 각 거듭제곱에 거듭제곱 법칙을 적용하세요.
  3. 필요한 곳에 곱의 법칙, 몫의 법칙, 연쇄 법칙을 쓰세요.
  4. 간단히 하고, 문제에서 요구하면 해당 점에서 값을 구하세요.

적분

거듭제곱 미분법
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
정적분
∫ab f dx = F(b) − F(a)
주요 적분
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
곡선 사이의 넓이
∫ab (f − g) dx

방법

  1. 가능하면 피적분 함수를 간단한 항들의 합으로 다시 쓰세요.
  2. 거듭제곱 법칙 ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)과 ex, 1/x, sin, cos의 기본 적분을 적용하세요.
  3. 함수와 그 도함수가 함께 보이면 치환을 쓰세요.
  4. 정적분은 F(b) − F(a)를 계산하세요.

복소수

직각 형식
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
절댓값과 편각
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
극형식과 지수 형식
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
나눗셈
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
곱과 몫
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
드무아브르
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
n제곱근
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
p² < 4q인 이차방정식
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

방법

  1. 연산에 맞는 형식을 고르세요: 덧셈과 뺄셈에는 직각 형식 a + jb, 곱셈, 나눗셈, 거듭제곱, 거듭제곱근에는 극형식 r∠θ.
  2. 곱셈은 j² = −1로 전개하고, 나눗셈은 분자와 분모에 분모의 켤레복소수를 곱하세요.
  3. r = √(a² + b²)로, θ는 점의 스케치(사분면 확인)로 변환하고, a = r cos θ, b = r sin θ로 되돌리세요.
  4. 거듭제곱에는 드무아브르 (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ를 쓰고, zⁿ = R∠φ는 n개의 근 R1/n∠((φ + 360°k)/n)을 모두 나열하세요.

미분방정식

지수적 성장/감소
dy/dt = ky → y = y0ekt
반감기
k = ln 2 / t½
뉴턴의 냉각 법칙
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
적분 인자
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
혼합 탱크
dm/dt = r·c − (r/V)·m

행렬과 행렬식

2×2 행렬식
det = ad − bc
2×2 역행렬
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
제품
(AB)ij = Σk AikBkj
고윳값
det(A − λI) = 0
크라메르 공식
xi = det(Ai)/det(A)

벡터: 내적과 외적

크기
|a| = √(ax² + ay² + az²)
단위 벡터
û = a/|a|
각도에서 성분 구하기
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
내적
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a를 b 위에 투영한 스칼라 투영
a·b/|b|
일
W = F·d
외적
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
넓이
평행사변형 |a × b|, 삼각형 ½|a × b|
O에 대한 모멘트
MO = r × F, r = A − O
평행육면체의 부피
V = |a·(b × c)|

방법

  1. 모든 벡터를 성분으로 쓰세요. 크기와 각도로 주어진 힘은 F·cos θ와 F·sin θ를 쓰세요.
  2. 길이와 방향에는 크기 √(x² + y² + z²)와 단위 벡터 a/|a|를 쓰세요.
  3. 각도, 투영, 수직 여부, 일에는 내적을 쓰세요: a·b = |a||b|cos θ.
  4. 수직 벡터, 넓이, 모멘트에는 외적을 쓰세요. 세 성분을 조심스럽게 쓰고 순서 a × b를 지키세요.

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

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%

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.

2연습 문제

1.극한보통
xyy = L

극한 L = limx→∞ (−4x3 + 2x + 4)/(x3 + 6x + 2)을(를) 구하세요.

f(x) = (−4x3 + 2x + 4)/(x3 + 6x + 2)x → ∞
L =
2.극한어려움
xyx = 0

극한 L = limx→0 (e2x − 1 − 2x)/x²을(를) 구하세요.

f(x) = (e2x − 1 − 2x)/x²x → 0
L =
3.도함수보통
xyx = 2

f(x) = ln(3x2 + 2)이라 합시다. f′(2)를 구하세요.

f(x) = ln(3x2 + 2)x = 2
f′(2) =
4.도함수어려움
xy

f(x) = x3 + 10.5x2 + 36x + 6이라 합시다. 극댓점의 x좌표 x를 구하세요.

f(x) = x3 + 10.5x2 + 36x + 6
x =
5.적분보통
xy13y = x ln x

I = ∫₁3 x·ln x dx을(를) 계산하시오.

∫₁3 x ln x dx
I =
6.적분어려움
xyy = 0.5x2​y = 2x

y = 0.5x2과 y = 2x로 둘러싸인 영역의 넓이 A를 구하세요.

y = 0.5x2y = 2x
A =
7.복소수보통
ReIm55−5−5θz

z = 8∠160°을(를) 직각 형식 a + jb로 쓰고 실수부 a을(를) 구하시오.

r = 8θ = 160°
a =
8.복소수어려움
ReIm11−1−122−2−2z₁z₂

z³ + 3z² + 7z + 5 = 0의 한 근은 z₁ = −1 + j2이다. 계수는 실수이다. 실근 r을(를) 구하시오.

z₁ = −1 + j2
r =
9.미분방정식보통
t (min)T (°C)54Ta​91 °C

340 °C의 단조 강철 부품을 30 °C인 작업장에서 식힙니다. 54분 후 온도는 91 °C입니다. 이것은 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)를 따릅니다. 상수 k을(를) min⁻¹ 단위로 구하세요.

T0 = 340 °CTa = 30 °CT(54) = 91 °C
k = min⁻¹
10.미분방정식어려움
tyy(0) = 2y(0.5) = ?

y(0) = 2, y′(0) = 0(정지 상태에서 놓음)일 때 y″ + 2y′ + 10y = 0을(를) 푸시오. y(0.5)을(를) 구하시오. 각도는 라디안.

y″ + 2y′ + 10y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
11.행렬과 행렬식보통
A =4−404−13500

주어진 3×3 행렬 A의 행렬식 det A를 구하세요.

A = [4 −4 0; 4 −1 3; 5 0 0]
det A =
12.행렬과 행렬식어려움
A =0615

주어진 행렬 A의 더 큰 고윳값 λ를 구하세요.

A = [0 6; 1 5]
λ =
13.벡터: 내적과 외적보통
xyzab

a = (7, −5, 0)와 b = (−7, −5, −3)의 내적 a·b을(를) 구하시오.

a = (7, −5, 0)b = (−7, −5, −3)
a·b =
14.벡터: 내적과 외적어려움
xyzabc

한 꼭짓점에서 나오는 모서리가 a = (2, −2, −4), b = (−2, 1, −3), c = (0, 5, −1)인 평행육면체의 부피 V을(를) 구하시오.

a = (2, −2, −4)b = (−2, 1, −3)c = (0, 5, −1)
V =
15.확률보통
xp(x)10.2520.0530.2540.350.15μ = 3.05

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.25, 0.05, 0.25, 0.3, 0.15
σ =
16.확률어려움
xp(x)00.320.240.1560.35μ

X의 분포가 표와 같고 Y = 5X + 10입니다. Y의 표준편차 σY을(를) 구하시오.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.3, 0.2, 0.15, 0.35Y = 5X + 10
σY =
17.기술통계보통
2025303540

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 27, 19, 26, 18, 43.

n = 5
s =
18.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 50, 표준편차 20인 정규분포를 따릅니다. 75점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 50σ = 20x = 75
z =
19.정규분포보통
88.75122.5P = ?

IQ 점수은(는) 평균 100 점, 표준편차 15 점인 정규분포를 따릅니다. 88.75에서 122.5 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.

μ = 100σ = 15x1 = 88.75x2 = 122.5
P =
20.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 =

3용액

1.극한

답: L = −4

극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.

최고차항으로 나누기

(−4 + 2/x2 + 4/x3)/(1 + 6/x2 + 2/x3)

x → ∞

L = −4/1 = −4

답

L = −4

차수가 같으면 극한은 최고차항 계수의 비입니다.

2.극한

답: L = 2

극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.

첫 번째 적용

(2·e2x − 2)/(2x) → 0/0

두 번째 적용

4·e2x/2

x = 0 대입

L = 4·1/2 = 2

답

L = 2
3.도함수

답: f′(2) = 0.8571

미분: 도함수 f′(x)는 x에서 그래프의 기울기입니다. 거듭제곱 법칙: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. 곱의 법칙: (uv)′ = u′v + uv′. 연쇄 법칙: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0인 곳에서 그래프의 접선은 수평이며, 극대·극소·안장점 중 하나입니다.

로그의 연쇄 법칙

f′(x) = 6x/(3x2 + 2)

대입하기

f′(2) = 12/14 = 0.8571

답

f′(2) = 0.8571
4.도함수

답: x = −4

미분: 도함수 f′(x)는 x에서 그래프의 기울기입니다. 거듭제곱 법칙: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. 곱의 법칙: (uv)′ = u′v + uv′. 연쇄 법칙: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0인 곳에서 그래프의 접선은 수평이며, 극대·극소·안장점 중 하나입니다.

도함수

f′(x) = 3x2 + 21x + 36 = 3·(x2 + 7x + 12)

f′(x) = 0 풀기

x = −4 또는 x = −3

어느 쪽이 무엇인지

f″(x) = 6x + 21: 극대에서는 음수, 극소에서는 양수.

f″(−4) = −3, f″(−3) = 3
x = −4

답

x = −4
5.적분

답: I = 2.944

부분적분: ∫u·dv = u·v − ∫v·du이며, 곱의 미분법에서 나옵니다. u는 미분하면 더 간단해지는 인수(x의 거듭제곱 또는 ln x)로, dv는 적분할 수 있는 인수(eˣ, sin x, cos x, 또는 u = ln x일 때의 x)로 고르세요. 정적분에서는 u·v를 양 끝에서 계산합니다: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. x² 인수는 두 번 적용해야 합니다.

u와 dv 고르기

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

원시함수

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

극한

(4.5·ln 3 − 2.25) − (0 − 0.25) = 2.944

답

I = 2.944
6.적분

답: A = 5.333

정적분: ∫ₐᵇ f(x) dx는 a부터 b까지 그래프와 x축 사이의 부호 있는 넓이입니다. 원시함수 F(F′ = f)를 구하고 F(b) − F(a)를 계산합니다. 거듭제곱 법칙: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). 두 곡선 사이의 넓이는 ∫(위 − 아래) dx입니다.

교점

0.5x2 = 2x → x = 0, x = 4

위에서 아래를 빼서 적분하기

A = [x2 − 0.1667x3]04 = 5.333

답

A = 5.333
7.복소수

답: a = −7.518

극형식: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ이며 r = |z|, θ = arg z입니다. 직각 형식으로 되돌리면 a = r cos θ, b = r sin θ입니다. 편각은 사분면을 따져야 합니다. θ = atan(b/a)는 a > 0일 때만 맞고, a < 0이면 180°를 더하거나 뺍니다. 극형식에서는 곱셈이 쉽습니다. 절댓값을 곱하고 편각을 더하며, 나눗셈은 절댓값을 나누고 편각을 뺍니다.

성분

a = 8·cos(160°) = −7.518
b = 8·sin(160°) = 2.736

직각 형식

z = −7.518 + j2.736
a = −7.518

답

a = −7.518
8.복소수

답: r = −1

드무아브르와 거듭제곱근: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. 방정식 zⁿ = R∠φ는 정확히 n개의 근을 가지며, 모두 절댓값이 R1/n이고 편각은 k = 0, 1, …, n − 1에 대해 (φ + 360°·k)/n입니다. 근들은 원 위에 360°/n 간격으로 고르게 놓입니다. p² < 4q인 이차방정식 z² + pz + q = 0은 복소수 근 z = −p/2 ± j√(q − p²/4)를 가지며, 실수 계수 다항식의 복소수 근은 항상 켤레 쌍 a ± jb로 나타납니다.

켤레 쌍

z₂ = −1 − j2
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−1)·z + ((−1)² + 2²) = z² + 2z + 5

이차식 인수 분리

z³ + 3z² + 7z + 5 = (z² + 2z + 5)(z + 1)

실근

r = −1

답

r = −1

근의 합으로 검산하세요: z₁ + z₂ + r = −2 + (−1) = −3 = −(3).

9.미분방정식

답: k = 0.03011 min⁻¹

1계 미분방정식: dy/dt = k·y의 해는 y = y₀·ekt입니다(k > 0이면 성장, k < 0이면 감소). 반감기가 T이면 k = ln 2/T입니다. 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)의 해는 T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt입니다. 선형 방정식 y′ + p(x)·y = q(x)는 적분 인자 μ = e∫p dx로 풉니다: (μy)′ = μq이므로 μy = ∫μq dx + C.

온도 차의 비

e−54k = 61/310

k 구하기

k = ln(310/61)/54 = 0.03011 min⁻¹

답

k = 0.03011 min⁻¹
10.미분방정식

답: y(0.5) = 0.4891

2계 선형 방정식: y″ + b·y′ + c·y = 0에서 y = ert를 시도하면 특성방정식 r² + b·r + c = 0을 얻습니다. 서로 다른 두 실근 r₁ ≠ r₂이면 y = A·er₁t + B·er₂t(과감쇠), 중근 r이면 y = (A + Bt)·ert(임계감쇠), 복소근 −α ± jω이면 y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt)(부족감쇠, 진동)입니다. 초기값 y(0)과 y′(0)이 A와 B를 정합니다. y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0으로 쓰면 ωn은 고유 진동수, ζ는 감쇠비이며, ζ < 1이면 진동합니다. 입력이 일정한 y″ + by′ + cy = c·K의 해는 정상값 K에 자유 응답을 더한 것입니다.

복소근

r = −1 ± 3j

상수

A = 2, B = 1·2/3 = 0.6667

계산하기

y(0.5) = e−0.5(2·cos 1.5 + 0.6667·sin 1.5) = 0.4891

답

y(0.5) = 0.4891
11.행렬과 행렬식

답: det A = −60

행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.

첫째 행의 2×2 소행렬식

M₁₁ = 0, M₁₂ = −15, M₁₃ = 5

여인수 전개

det A = 4·0 − (−4)·(−15) + 0·5 = −60

답

det A = −60
12.행렬과 행렬식

답: λ = 6

행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.

특성방정식

λ² − (5)λ + (−6) = 0

풀기

λ = (5 ± √(49))/2 → λ = −1, 6
λ = 6

답

λ = 6
13.벡터: 내적과 외적

답: a·b = −24

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

대응하는 성분끼리 곱하여 더하기

a·b = 7·(−7) + (−5)·(−5) + 0·(−3) = (−49) + 25 + 0 = −24

답

a·b = −24

음수: 두 벡터 사이의 각도가 90°보다 큽니다.

14.벡터: 내적과 외적

답: V = 72

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

외적 b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 1·(−1) − (−3)·5 = 14
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−3)·0 − (−2)·(−1) = −2
(b × c)z = bxcy − bycx = (−2)·5 − 1·0 = −10

a와의 내적

a·(b × c) = 2·14 + (−2)·(−2) + (−4)·(−10) = 72
V = |72| = 72

답

V = 72
15.확률

답: σ = 1.396

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 = 1·0.25 + 2·0.05 + 3·0.25 + 4·0.3 + 5·0.15 = 3.05

제곱의 평균

E(X²) = 1·0.25 + 4·0.05 + 9·0.25 + 16·0.3 + 25·0.15 = 11.25

분산

Var(X) = 11.25 − 3.05² = 1.948
σ = √1.948 = 1.396

답

σ = 1.396
16.확률

답: σY = 12.44

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 = 3.1, Var(X) = 6.19, σX = 2.488

일차 변환

σY = |5|·2.488 = 12.44

답

σY = 12.44

평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 5·3.1 + 10 = 25.5.

17.기술통계

답: s = 10.01

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 = 133/5 = 26.6

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = 0.4² + (−7.6)² + (−0.6)² + (−8.6)² + 16.4² = 401.2

표준편차

s = √(401.2/4) = 10.01

답

s = 10.01
18.기술통계

답: z = 1.25

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 = (75 − 50)/20 = 1.25

답

z = 1.25
19.정규분포

답: P = 0.7066

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.

z점수

z₁ = (88.75 − 100)/15 = −0.75
z₂ = (122.5 − 100)/15 = 1.5

사이의 넓이

P = Φ(1.5) − Φ(−0.75) = 0.9332 − 0.2266 = 0.7066

답

P = 0.7066
20.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

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