심리학 연구방법 및 통계: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 16개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

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1공식과 풀이 방법

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

카이제곱 검정

검정통계량
χ² = Σ(O − E)²/E
적합도 검정
E = n·p, df = k − 1 − (estimated parameters)
독립성 검정
E = row total × column total / grand total, df = (r − 1)(c − 1)
임곗값(α = 0.05)
df 1: 3.841, 2: 5.991, 3: 7.815, 4: 9.488
의사 결정
χ² > χ²crit이면 H0을 기각

2연습 문제

1.심리학 연구 방법보통

출판 편향이란 무엇을 말합니까?

  1. A유의한 결과를 얻은 연구가 영가설 결과보다 출판될 가능성이 높은 것
  2. B학술지가 질적 연구만 출판하는 것
  3. C연구자가 같은 연구를 두 번 출판하는 것
  4. D심사자가 덜 알려진 대학보다 유명 대학 출신 저자의 논문을 선호하는 것
2.심리학 연구 방법어려움

연구자가 설문지, 면담, 관찰을 사용하여 직장 스트레스를 연구하고 그 결과가 일치합니다. 이러한 접근을 무엇이라고 합니까?

  1. A층화
  2. B삼각검증
  3. C역균형화
  4. D반복 연구
3.기술통계보통
15202530354045

자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 13, 13, 45, 13, 39, 16.

n = 6
s =
4.기술통계어려움
z −2−1012

시험 점수는 평균 60, 표준편차 12인 정규분포를 따릅니다. 78점의 z점수 z를 구하세요.

μ = 60σ = 12x = 78
z =
5.확률보통
P(적어도 한 번 6) = ??1?2?3?4매 던지기에서 P(6) = 1/6

공정한 주사위를 4번 던집니다. 6이 적어도 한 번 나올 확률 P는 얼마일까요?

n = 4
P =
6.확률어려움
n = 8, p = 0.1: P(X ≤ 1) = ?k012345678

부품 8개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.1로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?

n = 8p = 0.1
P =
7.정규분포보통
−3−2−10123z−z와 z 사이의 색칠한 넓이 = 0.2812

표준 정규 곡선 아래에서 −z와 z 사이의 색칠한 넓이가 0.2812이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.

A = 0.2812
z =
8.정규분포어려움
0.02 mm0D − d?

구멍 지름 D는 평균 25.02 mm, 표준편차 0.015 mm인 정규분포를 따릅니다. 축 지름 d는 독립이며 평균 25 mm, 표준편차 0.02 mm인 정규분포를 따릅니다. 무작위로 고른 축은 D − d > 0일 때 끼워집니다. 끼워질 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.

구멍: μ = 25.02 mm, σ = 0.015 mm축: μ = 25 mm, σ = 0.02 mm
P =
9.신뢰구간보통
x̄E₁ = 2.699%, n = 64x̄E₂ = ?90%, n = 256

관측값 64개와 알려진 σ에 근거한 평균의 99% 신뢰구간의 오차 한계는 2.6이다. 관측값 256개에 근거한 90% 구간의 오차 한계 E₂은(는) 얼마인가?

99%n₁ = 64E₁ = 2.690%n₂ = 256
E₂ =
10.신뢰구간어려움
σ = 5, n = ?x̄ − Ex̄ + Ex̄E = 0.595%

모표준편차는 5입니다. 평균에 대한 95% 신뢰구간의 오차 한계가 0.5 이하가 되려면 표본 크기 n이(가) 얼마나 커야 할까요?

σ = 5E = 0.595%
n =
11.가설 검정과 신뢰구간보통
t −2.01102.011

학생 49명 표본의 평균 점수는 54.5, 표본 표준편차는 15입니다. H₀: μ = 50에 대한 검정통계량 t를 구하세요.

μ₀ = 50x̄ = 54.5s = 15n = 49
t =
12.가설 검정과 신뢰구간어려움
μ₀x̄c

H₀: μ = 200 대 H₁: μ > 200의 단측 z 검정을 표본 크기 100, α = 0.01에서 실시한다. 표준 편차는 20로 알려져 있다. 실제 평균은 207.8이다. 검정력 1 − β을(를) 퍼센트로 구하시오.

μ₀ = 200μ = 207.8σ = 20n = 100α = 0.01
1 − β = %
13.선형 회귀와 상관보통
xy1303365497629741185xy510406080

표에는 x = 광고비(k€), y = 매출(k€)의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선의 결정계수 r²을(를) 구하세요.

n = 6
r² =
14.선형 회귀와 상관어려움
xy154218562159246227723088xy15202530406080x = 16.5

표에는 x = 기온(°C), y = 아이스크림 판매량의 짝지은 관측값 6쌍이 있습니다. 최소제곱 직선 ŷ = a + b·x를 쓰세요. 새 관측값 (16.5, 44)이(가) 얻어졌습니다. 잔차 e = y − ŷ를 구하세요.

n = 6(16.5, 44)
e =
15.카이제곱 검정보통
낮음중간높음합계도시183349100농촌155550120합계338899220

분할표는 관측 도수를 보여 줍니다. 행 변수와 열 변수 사이의 독립성 검정을 위한 카이제곱 통계량 χ²을(를) 계산하세요. 연속성 수정은 쓰지 마세요.

N = 2202 × 3
χ² =
16.카이제곱 검정어려움
dfα = 0.05α = 0.0113.8416.63525.9919.21037.81511.34549.48813.277511.07015.086612.59216.812714.06718.475815.50720.090916.91921.6661018.30723.209

카이제곱 적합도 검정으로 9개 범주의 관측 도수를 완전히 지정된 기대 비율과 비교합니다(자료에서 추정한 모수 없음). 표를 이용해 유의수준 α = 0.05에서 임곗값 χ²crit을(를) 구하세요.

α = 0.05
χ²crit =

3용액

1.심리학 연구 방법

답: A · 유의한 결과를 얻은 연구가 영가설 결과보다 출판될 가능성이 높은 것

이것이 답인 이유

유의하지 않은 연구가 서랍 속에 남아 있으면 출판된 문헌이 효과 크기를 과대평가하게 되어 메타분석이 왜곡됩니다.

답

A · 유의한 결과를 얻은 연구가 영가설 결과보다 출판될 가능성이 높은 것
2.심리학 연구 방법

답: B · 삼각검증

이것이 답인 이유

삼각검증은 여러 방법, 자료원 또는 연구자를 사용합니다. 그들 간의 일치는 결과의 타당도에 대한 확신을 높입니다.

답

B · 삼각검증
3.기술통계

답: s = 14.76

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 = 139/6 = 23.17

편차의 제곱

Σ(x − x̄)² = (−10.17)² + (−10.17)² + 21.83² + (−10.17)² + 15.83² + (−7.167)² = 1089

표준편차

s = √(1089/5) = 14.76

답

s = 14.76
4.기술통계

답: z = 1.5

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 = (78 − 60)/12 = 1.5

답

z = 1.5
5.확률

답: P = 0.5177

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.

여사건

P(6이 안 나옴) = (5/6)4 = 0.4823
P = 1 − 0.4823 = 0.5177

답

P = 0.5177
6.확률

답: P = 0.8131

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) = 0.98 = 0.4305
P(X = 1) = 8·0.1·0.97 = 0.3826

더하기

P = 0.4305 + 0.3826 = 0.8131

답

P = 0.8131
7.정규분포

답: z = 0.36

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 + 0.2812)/2 = 0.6406

z-표를 거꾸로 읽기

표 안에서 0.6406을 찾아 z를 읽으세요.

z = 0.36

답

z = 0.36
8.정규분포

답: P = 0.7881

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 = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.025 mm

표준화하기

z = (0 − 0.02)/0.025 = −0.8

확률

P = 1 − Φ(−0.8) = 0.7881

답

P = 0.7881
9.신뢰구간

답: E₂ = 0.8302

Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.

오차 한계의 비

E₂/E₁ = (1.645/2.576)·√(64/256) = 0.3193

새 오차 한계

E₂ = 2.6·0.3193 = 0.8302

답

E₂ = 0.8302
10.신뢰구간

답: n = 385

평균에 대한 신뢰구간: x̄ ± 오차 한계. 모집단의 σ를 알면 오차 한계는 z·σ/√n이고, 표본 표준편차 s만 있으면 자유도 n − 1인 t를 써서 t·s/√n입니다. 임계값: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). 오차 한계를 E 이하로 하려면 n ≥ (z·σ/E)²이 필요하며, 올림합니다.

n에 대해 풀기

n = (1.96·5/0.5)² = 384.2

올림하기

표본 크기는 정수이고, 내림하면 오차 한계가 너무 커집니다.

n = 385

답

n = 385
11.가설 검정과 신뢰구간

답: t = 2.1

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 = 15/√49 = 15/7 = 2.143

검정통계량

t = (54.5 − 50)/2.143 = 2.1

답

t = 2.1
t0.025; df = 48 = 2.011

|t| > 2.011이므로 5% 수준(양측)에서 H₀를 기각합니다.

12.가설 검정과 신뢰구간

답: 1 − β = 94.23 %

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 = 20/√100 = 2
x̄c = 200 + 2.326·2 = 204.7

참 평균에서의 z

z = (204.7 − 207.8)/2 = −1.574

전력

검정력 = P(Z > −1.574) = 94.23%
1 − β = 94.23%

답

1 − β = 94.23%
13.선형 회귀와 상관

답: r² = 0.9925

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 = 336/6 = 56

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 70
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 402
Syy = Σ(y − ȳ)² = 2326

결정계수

r² = 402²/(70·2326) = 0.9925

답

r² = 0.9925

y의 변동 중 약 99.25%가 직선으로 설명됩니다.

14.선형 회귀와 상관

답: e = −3.11

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 = 135/6 = 22.5
ȳ = 379/6 = 63.17

제곱합과 곱의 합

Sxx = Σ(x − x̄)² = 157.5
Sxy = Σ(x − x̄)(y − ȳ) = 421.5

회귀직선

b = 421.5/157.5 = 2.676
a = 63.17 − 2.676·22.5 = 2.952
ŷ = 2.952 + 2.676·x

예측값

ŷ = 2.952 + 2.676·16.5 = 47.11

잔차

e = 44 − 47.11 = −3.11

답

e = −3.11

점이 직선 아래쪽에 있습니다.

15.카이제곱 검정

답: χ² = 3.998

카이제곱 검정: 관측 도수 O를 H₀에서의 기대 도수 E와 χ² = Σ(O − E)²/E로 비교합니다. 적합도 검정: 각 범주에 E = n·p, df = k − 1(자료에서 추정한 모수마다 1씩 더 뺌). r × c 표의 독립성 검정: E = 행 합계 × 열 합계 / 총합계, df = (r − 1)(c − 1). χ²이 선택한 α의 임곗값을 넘으면 H₀을 기각합니다.

기대 도수

도시: 100·33/220 = 15, 100·88/220 = 40, 100·99/220 = 45
농촌: 120·33/220 = 18, 120·88/220 = 48, 120·99/220 = 54

카이제곱 통계량

χ² = (18 − 15)²/15 + (33 − 40)²/40 + (49 − 45)²/45 + (15 − 18)²/18 + (55 − 48)²/48 + (50 − 54)²/54
χ² = 3.998

답

χ² = 3.998

df = 2. α = 0.05에서 임곗값은 5.991이므로 H₀(독립)은 기각되지 않습니다.

16.카이제곱 검정

답: χ²crit = 15.51

카이제곱 검정: 관측 도수 O를 H₀에서의 기대 도수 E와 χ² = Σ(O − E)²/E로 비교합니다. 적합도 검정: 각 범주에 E = n·p, df = k − 1(자료에서 추정한 모수마다 1씩 더 뺌). r × c 표의 독립성 검정: E = 행 합계 × 열 합계 / 총합계, df = (r − 1)(c − 1). χ²이 선택한 α의 임곗값을 넘으면 H₀을 기각합니다.

자유도

df = 9 − 1 = 8

표

χ²crit(df = 8, α = 0.05) = 15.507

답

χ²crit = 15.507

계산한 χ²이 이 값보다 크면 H₀을 기각합니다.

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