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→∞ (√(9x2 + 2x) − 3x)을(를) 구하세요.

f(x) = √(9x2 + 2x) − 3xx → ∞
L =
2.극한어려움
xyx = 0

극한 L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²)을(를) 구하세요. x의 단위는 라디안입니다.

f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.도함수보통
xyx = 0.5

f(x) = x3·ex이라 합시다. f′(0.5)를 구하세요.

f(x) = x3·exx = 0.5
f′(0.5) =
4.도함수어려움
xy

f(x) = x3 + 7.5x2 + 12x + 3이라 합시다. 극솟점의 x좌표 x를 구하세요.

f(x) = x3 + 7.5x2 + 12x + 3
x =
5.적분보통
xy14y = x ln x

I = ∫₁4 x·ln x dx을(를) 계산하시오.

∫₁4 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
ReIm22−2−244−4−466−6−6θz

z = −5 − j6의 편각 θ을(를) −180°와 180° 사이의 주값으로 도 단위로 구하시오.

z = −5 − j6
θ = °
8.복소수어려움
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

z² − 4z + 20 = 0을(를) 푸시오. 근은 a ± jb이다. 실수부 a을(를) 구하시오.

p = −4q = 20
a =
9.미분방정식보통
tyy(0) = 5y(0.5) = ?

y(0) = 5, y′(0) = 0일 때 y″ + 7y′ + 10y = 0을(를) 푸시오. y(0.5)을(를) 구하시오.

y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.5) =
10.미분방정식어려움
t (min)m (kg)60 minm = ?

탱크에 소금 20 kg이 녹아 있는 물 200 L가 들어 있습니다. 리터당 소금 0.25 kg이 든 소금물이 5 L/min으로 들어오고, 잘 섞인 용액이 같은 속도로 흘러 나갑니다. 60분 후 탱크 속 소금의 양 m은(는) 얼마인가요?

V = 200 Lm0 = 20 kgc = 0.25 kg/Lr = 5 L/min
m = kg
11.행렬과 행렬식보통
A =32−2−33−1132

주어진 3×3 행렬 A의 행렬식 det A를 구하세요.

A = [3 2 −2; −3 3 −1; 1 3 2]
det A =
12.행렬과 행렬식어려움
A =2−356b =−1011

연립방정식 2x − 3y = −10, 5x + 6y = 11을 푸세요. x를 구하세요.

2x − 3y = −105x + 6y = 11
x =
13.벡터: 내적과 외적보통
xyzab

벡터 a = (−1, −1, −3)와 b = (4, 5, 0) 사이의 각도 θ을(를) 도(°) 단위로 구하시오.

a = (−1, −1, −3)b = (4, 5, 0)
θ = °
14.벡터: 내적과 외적어려움
xyzrFOA

힘 F = (−40, −30, 0) N이 점 A(3, −4, −2)에 작용한다. 좌표의 단위는 미터이다. 점 O(−1, −3, 0)에 대한 힘의 모멘트의 y성분 My을(를) 구하시오.

F = (−40, −30, 0) NA(3, −4, −2) mO(−1, −3, 0) m
My = N·m
15.확률보통
xp(x)00.310.3520.35μ = 1.05

표의 분포에 대해 X의 표준편차 σ을(를) 구하시오.

x: 0, 1, 2p(x): 0.3, 0.35, 0.35
σ =
16.확률어려움
€p(x)−30.8360.15570.02

게임 한 판을 하는 데 €3이 듭니다. 확률 0.15로 €9을, 확률 0.02로 €60을 따고, 그렇지 않으면 아무것도 따지 못합니다. 건 돈은 돌려받지 못합니다. 한 판당 기대 순이익 E(G)을(를) 구하시오.

건 돈 = €3€9: p = 0.15€60: p = 0.02
E(G) = €
17.기술통계보통
2025303540455055

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 32, 46, 27, 57, 17.

n = 5
s =
18.기술통계어려움
z −2−1012

어떤 양은 평균 500, 표준편차 25인 정규분포를 따릅니다. 531.3보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?

μ = 500σ = 25x = 531.3
P =
19.정규분포보통
−3−2−10123zz의 오른쪽 색칠한 넓이 = 0.9878

표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.9878이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.9878
z =
20.정규분포어려움
μ = 65x = ?97.5%

시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 전체의 97.5%가 그 아래에 있는 값 x(97.5 백분위수)을(를) 구하세요.

μ = 65σ = 10P = 97.5%
x = 점

3용액

1.극한

답: L = 0.3333

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.

켤레식 곱하기

f(x) = 2x/(√(9x2 + 2x) + 3x)

x로 나누기

f(x) = 2/(√(9 + 2/x) + 3)

x → ∞

L = 2/(3 + 3) = 0.3333

답

L = 0.3333
2.극한

답: L = 6.25

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

5·sin 5x/(4x) → 0/0

두 번째 적용

25·cos 5x/4

x = 0 대입

L = 25/4 = 6.25

답

L = 6.25
3.도함수

답: f′(0.5) = 1.443

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.

곱의 법칙

f′(x) = u′v + uv′ = ex·(3x2 + 1·x3)

대입하기

f′(0.5) = 1.649·(0.75 + 0.125) = 1.443

답

f′(0.5) = 1.443
4.도함수

답: x = −1

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 + 15x + 12 = 3·(x2 + 5x + 4)

f′(x) = 0 풀기

x = −4 또는 x = −1

어느 쪽이 무엇인지

f″(x) = 6x + 15: 극대에서는 음수, 극소에서는 양수.

f″(−4) = −9, f″(−1) = 9
x = −1

답

x = −1
5.적분

답: I = 7.34

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

(8·ln 4 − 4) − (0 − 0.25) = 7.34

답

I = 7.34
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: θ = −129.8 °

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.

사분면

a = −5, b = −6 → III

기준각

α = atan(6/5) = 50.19°

편각

θ = −(180° − α) = −129.8°

답

θ = −129.8°

극형식으로 z = 7.81∠−129.8°.

8.복소수

답: a = 2

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.

판별식

p² − 4q = 16 − 80 = −64 < 0

근의 공식

z = (4 ± j√64)/2 = 2 + j4, 2 − j4

답

a = 2

답

a = 2
9.미분방정식

답: y(0.5) = 2.792

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.

특성근

(r + 2)(r + 5) = 0 → r = −2, −5

초기값으로부터 구한 상수

A + B = 5, −2A − 5B = 0
A = 8.333, B = −3.333

계산하기

y(0.5) = 8.333·e−1 + (−3.333)·e−2.5 = 2.792

답

y(0.5) = 2.792
10.미분방정식

답: m = 43.31 kg

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.

방정식 세우기

dm/dt = 5·0.25 − (5/200)·m = 1.25 − 0.025·m

풀기

적분 인자는 ert/V이며, 해는 평형량 c·V에 가까워집니다.

m(t) = 50 + (−30)·e−t/40

t 대입

m(60) = 50 + (−30)·0.2231 = 43.31 kg

답

m = 43.31 kg
11.행렬과 행렬식

답: det A = 61

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 = 9, M₁₂ = −5, M₁₃ = −12

여인수 전개

det A = 3·9 − 2·(−5) + (−2)·(−12) = 61

답

det A = 61
12.행렬과 행렬식

답: x = −1

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.

계수 행렬의 행렬식

det A = 2·6 − (−3)·5 = 27

x 열 바꾸기

det Aₓ = (−10)·6 − (−3)·11 = −27
x = −27/27 = −1

답

x = −1
y = 2.667
13.벡터: 내적과 외적

답: θ = 115.1 °

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.

내적

a·b = (−1)·4 + (−1)·5 + (−3)·0 = −9

크기들

|a| = √((−1)² + (−1)² + (−3)²) = 3.317
|b| = √(4² + 5² + 0²) = 6.403

위상각

cos θ = −9/(3.317·6.403) = −0.4238
θ = arccos(−0.4238) = 115.1°

답

θ = 115.1°
14.벡터: 내적과 외적

답: My = 80 N·m

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.

O에서 A로 가는 위치 벡터

r = A − O = (3, −4, −2) − (−1, −3, 0) = (4, −1, −2) m

모멘트 M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = (−1)·0 − (−2)·(−30) = −60 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = (−2)·(−40) − 4·0 = 80 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 4·(−30) − (−1)·(−40) = −160 N·m

요청된 성분

My = 80 N·m

답

My = 80 N·m
15.확률

답: σ = 0.8047

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 = 0·0.3 + 1·0.35 + 2·0.35 = 1.05

제곱의 평균

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.35 + 4·0.35 = 1.75

분산

Var(X) = 1.75 − 1.05² = 0.6475
σ = √0.6475 = 0.8047

답

σ = 0.8047
16.확률

답: E(G) = −0.45 €

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.

순 결과

G: 6 (p = 0.15), 57 (p = 0.02), −3 (p = 0.83)

기댓값

E(G) = 6·0.15 + 57·0.02 − 3·0.83 = −0.45 €

답

E(G) = −0.45 €

음수는 평균적으로 돈을 잃는다는 뜻입니다.

17.기술통계

답: s = 15.8

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 = 179/5 = 35.8

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−3.8)² + 10.2² + (−8.8)² + 21.2² + (−18.8)² = 998.8

표준편차

s = √(998.8/4) = 15.8

답

s = 15.8
18.기술통계

답: P = 0.1056

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 = 1.25

표준정규분포표

Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056

답

P = 0.1056
19.정규분포

답: z = −2.25

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 − 0.9878 = 0.0122

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.0122을 찾아 z를 읽으세요.

z = −2.25

답

z = −2.25
20.정규분포

답: x = 84.6 점

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) = 0.975 → z = 1.96

다시 x로

x = 65 + 1.96·10 = 84.6 점

답

x = 84.6 점

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